acontis Options EtherCAT Master

Les utilisateurs attendent d'EtherCAT l'interopérabilité ainsi qu'un ensemble bien défini de fonctionnalités qu'un maître EtherCAT doit fournir.

Mais toutes les applications n'ont pas les mêmes exigences et, par conséquent, chaque maître ne doit pas nécessairement prendre en charge toutes les fonctionnalités offertes par la technologie EtherCAT. EC-Master couvre donc avec les éditions Classe A et Classe B les exigences les plus générales d'un maître EtherCAT, entièrement conformes aux directives ETG1500 pour un maître EtherCAT.

Des fonctionnalités supplémentaires, qui peuvent être nécessaires pour des utilisations étendues de la technologie EtherCAT dans les contrôleurs, les usines et les machines, sont décrites par des Feature Packs dans la directive ETG1500.

Considérées comme optionnelles, ces fonctionnalités sont proposées par acontis sous forme de Feature Pack, conformes aux directives ETG. EC-Master couvre ainsi tous ces Feature Packs et fournit même des fonctionnalités au-delà de celles officiellement définies. Cette page donne un aperçu des « Feature Packs » disponibles et des cas d'utilisation respectifs.

Par exemple, une application typique pour le Split-Frame Processing aurait une tâche pour les servomoteurs qui nécessite des temps de cycle très rapides, et une autre tâche pour les données d'entrée/sortie qui ne nécessitent pas un traitement très rapide ou des temps de cycle spéciaux.

EC-Engineer facilite la création de configurations avec plusieurs tâches cycliques.

La synchronisation de composants d’un système ou de lignes de production avec plusieurs segments EtherCAT peut se faire avec différentes solutions :
Selon l'application, la précision de la synchronisation a des exigences différentes. Pour la synchronisation de deux lignes de production, une précision de l'ordre de la milliseconde est souvent suffisante.

Cependant, si deux ou plusieurs réseaux gérant des contrôles de mouvement doivent être synchronisés, il peut être nécessaire que les signaux de synchronisation soient parfaitement alignés dans tous les dispositifs (par exemple pour une information de commutation à l'échelle du réseau) – ce qui nécessite une précision souvent supérieure à la microseconde.

Au sein d'un segment EtherCAT, le mécanisme des horloges distribuées (Distributed Clocks) peut être utilisé pour synchroniser les appareils du réseau. Les horloges distribuées offrent une précision bien meilleure qu'une microseconde.
Le premier dispositif qui doit être synchronisé est utilisé comme horloge de référence pour ce segment.
La synchronisation de plusieurs segments EtherCAT avec une grande précision signifie que les horloges distribuées de référence dans les segments doivent être ajustées.
L'horloge de référence est appelée horloge maitre (Grandmaster). Elle peut être une information horaire externe, par exemple un récepteur GPS ou DCF77, mais aussi être l'une des horloges de référence DC.

Ainsi, les cas d'utilisation supplémentaires suivants peuvent être couverts (sans qu'il soit nécessaire de modifier le fichier de configuration ENI) :

• Mise en place d'un système de contrôle complexe, alors que certaines parties du système ne sont pas disponibles, mises hors tension ou déconnectées.
• Exploitation d'un système composé de dispositifs obligatoires et optionnels (par exemple, dans un environnement de test et de mesure)
• Flexibilité dans le câblage : les esclaves peuvent être connectés à différents ports (par exemple, analogique à CAN).

Pour que le "Hot Connect" puisse être utilisé, aucune fonctionnalité EtherCAT particulière n'est nécessaire dans l'esclave ; en fait, tout esclave EtherCAT peut être membre d'un groupe HotConnect (groupe HC).

Chaque groupe HC doit juste être identifiable de manière unique, le plus souvent en utilisant des commutateurs DIP.

Le "Hot Connect" Feature Pack nécessite au moins la version 2.0 de la pile EC-Master.

En l'absence de toute défaillance, tous les esclaves EtherCAT sont atteints dans la direction avant (dite direction de traitement) depuis le port principal. Cela signifie qu'ils sont traités, puisque le contrôleur d'esclave EtherCAT (ESC) n'est traversé que dans le sens avant.

En l'absence de défaut, tous les esclaves EtherCAT sont accessibles depuis le port secondaire dans le sens inverse - les données dans la trame de "redondance" ne sont donc pas modifiées.

Dans chaque cas, les trames EtherCAT arrivent, éventuellement modifiées, à l'autre port, et sont vérifiées par le maître EtherCAT. En cas de rupture de câble, les deux trames sont traitées - chacune du côté respectif de la panne. Les deux trames contiennent donc une partie des données d'entrée. Le maître doit combiner les données des deux trames, et obtient une trame avec toutes les données d'entrée. Les compteurs de travail des deux trames sont ajoutés pour vérifier leur validité. Il n'est pas important de savoir si un esclave EtherCAT est atteint à partir du port primaire ou du port de redondance. Le maître EtherCAT doit considérer qu'une trame d'un côté est perdue et que l'autre revient. Pour trouver la trame correspondante, il est utile de marquer les trames avec une identification ou d'utiliser un mécanisme approprié.

La redondance du câble est tolérante à une seule erreur, c'est-à-dire que la communication avec les esclaves peut continuer si le câble est interrompu à un endroit. Lorsque la communication est rétablie, la direction de communication originale est rétablie.

Afin d'augmenter la disponibilité d’un système EtherCAT et de prévoir des scénarios de défaillance, un deuxième système maître entièrement redondant peut être ajouté au réseau via la fonction de Redondance Maître d'acontis. Ceci permet de créer un maître actif et un maître de secours inactif. En fonctionnement normal, le système maître de sauvegarde INACTIF transmet simplement les trames au réseau et les renvoie à l'aide des pilotes Ethernet optimisés d'acontis pour une transmission rapide des paquets.

Grâce à la transmission rapide des paquets, le maitre actif reçoit toujours toutes les images à temps pour le cycle suivant.

Le maître de sauvegarde Iinactif a accès à toutes les données de processus. Il analyse et modifie les trames reçues et ajoute lui-même des trames après les trames esclaves cycliques. Le maître de sauvegarde actif et le maître de sauvegarde inactif peuvent communiquer entre eux en utilisant Ethernet-over-EtherCAT (EoE).

La redondance de câble peut être combinée avec la redondance de maître, le maître actif communiquant directement avec un segment du réseau esclave EtherCAT et indirectement avec l'autre segment du réseau esclave EtherCAT par l'intermédiaire du maître de sauvegarde INACTIF.

acontis propose dans l’outil EC-Engineer tous les modules logiciels nécessaires pour permettre la communication TCP entre un logiciel tiers sous Windows et un esclave EtherCAT supportant EoE.

La fonctionnalité de passerelle Mailbox au sein d'un dispositif EtherCAT maître peut être utilisée pour acheminer le protocole de boîte aux lettres EtherCAT d'un outil de configuration de dispositif (externe) via la passerelle Mailbox vers les dispositifs EtherCAT et vice versa. Tous les protocoles de boîte aux lettres définis dans la spécification EtherCAT peuvent être utilisés en général, c'est-à-dire CoE, FoE, VoE, SoE.