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通訊與電源整合於一根線纜中的EtherCAT P馬達控制方案
 

【作者: 胡立堅】   2018年09月25日 星期二

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除了在臺北市的柯P,工業乙太網領導者德國倍福(Beckhoff)也推出另一P: “EtherCAT P”作為EtherCAT的補充,它將電源與資料傳輸集成於同一根電纜中,擴展了EtherCAT的技術優勢,用戶不僅獲益於EtherCAT的高性能和靈活性,同時可以直接在標準的4芯乙太網線中實現2組獨立的24V電源的電流傳輸並且減少配線的複雜度。EtherCAT P與EtherCAT完全相容,可以應用於高效能如直流馬達感測器、實時數據處理、或分散式時鐘(Distributed clock)的高精度同步週期時間等。簡單的 EtherCAT及EtherCAT P比較如圖一, 概念上可以把它當作是EtherCAT的POE,支持的規範符合802.3af。


圖(一)


EtherCAT P可以在單根電纜中同時提供數據傳輸和供電,大大簡化了系統佈線工作。有了EtherCAT P後,使用傳統的4芯工業乙太網電纜即可實現每臺裝置獲得 2組獨立的24 V電,每組最大提供3 A的電流。


EtherCAT P規範包括:


ETG 1030(EtherCAT P general)、ETG 100.2P(Physical layer)、ETG 1030.1(Connector)及相容測試(Compliance Test)。規範詳見於ETG.7000.1030 S (D) V0.9.9.。


在主站方面,TWINCAT3已將EtherCAT P納入包括cable length、type及load type均可在TWINCAT中定義。


EtherCAT P cable的種類可分類為下面幾種 (B36, M8, B12, B17 and B23)可容之額定電壓電流如圖二。


作為Beckhoff長期的盟友,Microchip整合了EtherCAT controller、EtherCAT P connector、power solution and motor controller 及PIC® MCU。


圖(二)


Microchip EtherCAT P 展示系統包含:


  • LAN9252 2/3 埠 EtherCAT從站控制器

  • 兩個 EtherCAT 埠及EtherCAT P的接頭

  • 一個UART 介面

  • MCP8026 : 三相直流無刷馬達驅動器與電源模組

  • dsPIC33EP256MC504 : 16-bit DSP微控制器

  • MCP16301H : 4V-30V 輸入電壓範圍的 DC-DC 轉換器,輸出可達600mA

  • PWM及GPIO 輸出

  • 圖(三)


    目前 demo可驗證EtherCAT P之概念 (透過 injector提供24V/3A 至BLDC motor controller ) 作簡單的方向及轉速控制。搭配上位機,Encoder及SSC CIA402 可以達到傳統EtherCAT精密控制的要求。


    欲了解EtherCAT P的更多信息,歡迎訪問Beckhoff 網站: https://www.beckhoff.com/english.asp?ethercat/ethercat-p.htm


    或Microchip 網站: http://www.microchip.com


    ,並與我們經驗豐富的設計團隊聯繫。


    作者 胡立堅 Microchip應用工程師


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