| Количество подключаемых модулей | до 16 модулей |
| Протокол | EtherCAT |
| Объем данных ввода-вывода | 256 байт |
Показать цену
| Количество подключаемых модулей | до 63 модулей |
| Протокол | EtherCAT |
| Объем данных ввода-вывода | 128 байт на 1 модуль |
Показать цену
| Количество подключаемых модулей | до 63 модулей |
| Протокол | EtherCAT |
| Объем данных ввода-вывода | 128 байт на 1 модуль |
| Количество подключаемых модулей | до 63 модулей |
| Протокол | EtherCAT |
| Объем данных ввода-вывода | 252 байта |
| Количество подключаемых модулей | до 63 модулей |
| Протокол | EtherCAT |
| Объем данных ввода-вывода | 252 байта |
Что такое протокол EtherCAT и как он работает
EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology) – это промышленный протокол реального времени на базе технологии Ethernet. Термин «реальное время» означает, что обмен данными выполняется за заранее определённое и предсказуемое время. ПЛК через заданные интервалы получает состояния входов и передаёт команды выходным модулям. Это важно для оборудования, где задержка сигнала или нестабильное время передачи могут нарушить работу технологического процесса. Он разработан для быстрого циклического обмена между контроллером, удалёнными станциями ввода-вывода, приводами, сервосистемами и другими устройствами автоматизации.
Физический уровень EtherCAT работает со скоростью 100 Мбит/с в полнодуплексном режиме. При этом обработка данных отличается от обычного обмена TCP/IP. Кадр не принимается целиком каждым устройством для последующей программной обработки. Ведомые устройства считывают предназначенные им данные и добавляют собственные значения непосредственно во время прохождения кадра.
Благодаря такой схеме сокращаются задержки между узлами и обеспечивается предсказуемое время сетевого цикла. Поэтому EtherCAT применяют в системах, где важны высокая скорость реакции, стабильный период опроса и согласованная работа большого количества устройств.Как каплер работает в сети EtherCAT
Обмен данными между ПЛК и станцией ввода-вывода выполняется циклически. Контроллер EtherCAT Master формирует кадр с данными процесса и последовательно передаёт его через подключённые ведомые устройства.
- Формирование кадра. EtherCAT Master записывает в кадр значения, которые должны быть переданы выходным модулям и другим ведомым устройствам.
- Передача по линии. Кадр поступает на первый каплер или другое устройство EtherCAT Slave и далее проходит через все узлы сети.
- Обработка на лету. Каплер считывает из кадра данные, относящиеся к его станции, и передаёт их модулям дискретного и аналогового вывода.
- Добавление входных данных. В тот же проход каплер записывает в кадр состояния входов, результаты измерений и доступную диагностическую информацию.
- Возврат кадра мастеру. После прохождения последнего устройства кадр возвращается к EtherCAT Master.
- Обновление программы управления. Контроллер получает новые входные данные, проверяет корректность обмена и формирует значения выходов для следующего цикла.
Таким образом, один кадр может обслуживать несколько устройств и станций ввода-вывода. Каплер не выполняет основную программу автоматизации: её исполняет EtherCAT Master. Задача каплера состоит в организации обмена между сетью EtherCAT и установленными справа от него модулями.
Передача данных ввода-вывода
После включения питания каплер определяет состав локальной станции: количество, тип и последовательность подключённых модулей. На основании этой конфигурации формируется область циклических данных, которая включается в карту процесса EtherCAT Master.
- данные дискретных входов передаются в ПЛК в виде отдельных битов;
- состояния дискретных выходов поступают от ПЛК к выходным модулям;
- результаты аналоговых измерений передаются числовыми значениями;
- уставки аналоговых выходов поступают из программы контроллера;
- данные специальных и интерфейсных модулей размещаются в выделенных областях процесса;
- диагностическая информация используется для контроля состояния сети и локальной станции.
Для добавления каплера в проект используется файл описания устройства ESI в формате XML. Он содержит идентификаторы устройства, поддерживаемые параметры и структуру передаваемых данных. После импорта ESI-файла инженер добавляет станцию в конфигурацию EtherCAT, указывает последовательность модулей и связывает их каналы с переменными программы ПЛК.
Топология сети и подключение каплеров EtherCAT
Представленные каплеры CREVIS оборудованы двумя разъёмами RJ45. Первый порт используется для подключения к EtherCAT Master или предыдущему ведомому устройству, второй позволяет продолжить линию к следующему узлу. Такая схема упрощает построение последовательной топологии без установки отдельного Ethernet-коммутатора между каждой станцией.
Наличие двух портов RJ45 не означает резервирование сети. На представленных адаптерах порты предназначены прежде всего для последовательного подключения устройств EtherCAT. Если проекту необходима кольцевая топология или резервирование линии, поддержку этой функции необходимо отдельно проверять для мастера, каплера и всей используемой сетевой конфигурации.
Для медных линий применяют промышленный кабель витая пара. Допустимая длина одного сегмента обычно составляет до 100 метров, но фактическое значение зависит от типа кабеля, качества монтажа и требований конкретного оборудования.
Для циклической работы EtherCAT Slave не требуется назначать обычный IP-адрес. Устройства идентифицируются и адресуются средствами EtherCAT Master. Это упрощает ввод станции в эксплуатацию, однако настройка состава модулей и карты данных всё равно должна соответствовать реальной конфигурации узла.
Синхронизация устройств EtherCAT
Протокол EtherCAT поддерживает механизм Distributed Clocks для временной синхронизации ведомых устройств. Он применяется в системах, где требуется согласовать моменты обновления входов, выходов, приводов и других исполнительных механизмов.
Поддержка конкретного режима синхронизации определяется возможностями EtherCAT Slave, его прошивкой и ESI-файлом. Поэтому при проектировании необходимо проверять не только поддержку EtherCAT как протокола, но и доступные режимы синхронизации выбранного каплера и подключаемого оборудования.
Модели каплеров EtherCAT CREVIS
| Модель | Серия | Количество модулей | Объём данных | Подключение | Особенности |
|---|---|---|---|---|---|
| GL-9086 | G | до 16 | до 256 байт входных и 256 байт выходных данных | 2 × RJ45, 10/100 Мбит/с | Компактная станция без горячей замены |
| GN-9386 | G | до 63 | до 128 байт на один модуль | 2 × RJ45, 100 Мбит/с | Расширенная станция серии G без горячей замены |
| M9386 | M | до 63 | до 128 байт на модуль, суммарно до 2048 байт | 2 × RJ45, 100 Мбит/с | Поддержка модулей серии M с горячей заменой |
| NA-9286 | S | до 63 | до 252 байт входных и 252 байт выходных данных | 2 × RJ45, 100 Мбит/с | Серия снята с производства |
| NA-9386 | S | до 63 | до 252 байт входных и 252 байт выходных данных | 2 × RJ45, 100 Мбит/с | Серия снята с производства |
Каплеры EtherCAT серий G и M
Сетевые адаптеры серии G предназначены для построения компактных и расширенных станций удалённого ввода-вывода. Модель GL-9086 позволяет подключить до 16 модулей, а GN-9386 рассчитана на станции размером до 63 модулей. Горячая замена модулей в серии G не поддерживается.
Для технологических установок, где требуется обслуживание отдельных модулей без полного отключения станции, предназначена серия M. Каплер M9386 работает с модулями серии M и позволяет использовать модули ввода-вывода с горячей заменой.
Каплеры и модули разных серий нельзя объединять в одну локальную станцию. Модули серий G, M и снятой с производства серии S имеют собственную внутреннюю шину и должны использоваться только с совместимым адаптером своей серии.
Настройка станции удалённого ввода-вывода EtherCAT
Для запуска станции необходимо импортировать ESI-файл каплера в среду программирования EtherCAT Master. После этого в проекте создаётся узел, соответствующий реальной последовательности установленных модулей.
- установить каплер и необходимые модули на DIN-рейку;
- подключить системное и полевое питание;
- соединить каплер с EtherCAT Master или предыдущим устройством сети;
- импортировать ESI-файл выбранной модели;
- указать порядок и типы модулей ввода-вывода;
- проверить размер входной и выходной области данных;
- связать каналы станции с переменными программы ПЛК;
- загрузить проект и перевести устройство в рабочее состояние;
- проверить индикацию, состояние сети и корректность значений входов и выходов.
Последовательность модулей в проекте должна совпадать с их фактическим расположением в станции. При несовпадении конфигурации каплер может не перейти в рабочий режим или EtherCAT Master выдаст диагностическое сообщение.
ООО «КРЕВИС» поставляет сетевые адаптеры EtherCAT, модули ввода-вывода и оборудование для построения распределённых систем автоматизации. Специалисты помогут выбрать серию, проверить состав станции, рассчитать питание внутренней шины и подобрать замену снятым с производства адаптерам серии S.
При заказе рекомендуется указать модель EtherCAT Master, требуемое количество и типы сигналов, состав модулей, необходимое время цикла и требования к горячей замене. Это позволит подобрать совместимый каплер полевой шины и подготовить корректную конфигурацию станции.