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台灣瑞薩電子新款EtherCAT專用通訊SoC適用於工業自動化遠端I/O從站設備
 

【CTIMES/SmartAuto 編輯部報導】   2016年08月30日 星期二

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台灣瑞薩電子發表EtherCAT專用的通訊系統單晶片(SoC)「EC-1」,為其最新可提升工廠生產效率的工業乙太網路解決方案。EC-1主要是針對如感應器、控制器的從站設備,以及擁有通訊功能的I/O模組等應用而開發。

EC-1遠端I/O解決方案能協助縮短EtherCAT介面開發時間達到約60%。
EC-1遠端I/O解決方案能協助縮短EtherCAT介面開發時間達到約60%。

全新的EC-1可支援EtherCAT從站控制器開發-一個預期未來需求將會擴大的工業網路協定。為了能操作從站控制器,EC-1擁有以下特徵:(1)EC-1遠端I/O解決方案通過一致性測試工具的檢測並能縮短開發時間達到約60%;(2)EC-1能簡化由低速序列式通訊轉換到EtherCAT的過程;(3)已證明與十家生產商生產的主站設備之間具有良好的連接性。全新的EC-1簡化了採用EtherCAT的適應過程,讓使用者可以在更短的時間內著手開發如遠端I/O等EtherCAT從站設備。

近年來隨著「工業4.0」的崛起,提升工廠生產效率的需求持續增加。工廠中數據網路的應用愈來愈普及,而連接到網路的設備數量諸如製造設備等,正急遽上升中。以往在工廠中使用的工業網路是通過序列式通訊,此種方式相對於以乙太網路技術為基礎的開放標準(包括EtherCAT,EthterNet/IP和PROFINET)來得緩慢。EtherCAT可提供高效的數據傳輸系統,讓高速度與高精度的生產控制成為可能。該技術的使用量正在增加,尤其是應用在工業機器人和半導體生產等需要高速度與高精度控制的從站設備(包括感應器和控制器)上。隨著日本一家執業界牛耳的汽車製造商於近期宣佈計劃在其工廠中應用工業網路技術,此技術的普及化預期將會持續下去。

另一方面,新引入以EtherCAT為基礎的網路需要全新的開發和評估過程。新系統的開發有多個階段,其中包括選擇合適的SoC、電路和布局設計等硬體設計工作、選取和採用應用處理軟體及協定、功能和效能評估,以及測試連接到可程式邏輯控制器(PLC),或可程式自動化控制器(PAC)等主設備之間的連接性。這意味著客戶需要投入可觀的產品開發成本和時間。特別是與較慢的傳統序列式通訊相比,工業用乙太網路把更大量的處理工作量放在中央處理器(CPU)上。這意味著用戶會因為處理容量不足而不能繼續使用他們現有的微控制器(MCU)和微處理器(MPU)。而重新評估中央處理器以至於其他部份的數據需求,將會造成現有系統的重大改變。而且新系統不一定能重新使用現有的軟體資源,結果將會再度增加開發的時間和成本。

EC-1讓用戶改用全新的通訊協定而免去巨大的工作量,因此他們將可以專注在發展其應用本身。EC-1將中央處理器和隨機存取記憶體(RAM)集成在一片能管理所有EtherCAT通訊所需運算的晶片上。透過連接現有的系統到序列式介面,將現有系統升級成為支援EtherCAT的系統將變得很簡單。此外,假設需要開發遠端I/O系統,單單一個EC-1 SoC就足夠兼顧應用程式處理和EtherCAT通訊。而對於最近有興趣採用EtherCAT的用戶,瑞薩電子則已經準備了一個遠端I/O解決方案和多種針對EtherCAT遠端I/O應用的軟體範本。

瑞薩電子計劃在台灣、中國、日本和其他亞洲市場積極推廣EC-1,以協助客戶縮短愈來愈普及的EtherCAT系統開發時間。EC-1的樣品目前已供貨。(編輯部陳復霞整理)

產品特色

(1) 通過一致性測試工具檢測的遠端I/O解決方案,能減少開發時間達到約60%

遠端I/O解決方案包含遠端I/O面板、軟體、文件檔案和電路圖。它讓用戶可以立即著手開發EtherCAT從站設備,並能減少大約60%(註1)的開發所需實際工作小時數。遠端I/O解決方案已經完成,可立即提供目標應用專案使為開發參考,而I/O面板的設計是直接採用與實際產品相同,在24伏特(V)電力供應下運作。用戶在設計他們自己的產品時也可以參考所提供的電路圖。軟體範本都已經通過一致性測試工具檢測。總括來說,這個解決方案將允許用戶在很接近實際產品的設定下進行應用層面的開發

(2) 簡化由低速序列式通訊到EtherCAT的轉換過程

全新的EC-1透過連接現有的低速序列式通訊設備到序列式介面,以轉換為EtherCAT支援系統。這允許用戶將時間投入在開發應用上而非花大量時間人力更換通訊協定。加上軟體範本中已包括了用於驅動馬達設備的CiA402(註2)驅動程式,以及用於半導體生產設備,符合IEC 61800-7-201、IEC 61800-7-301、ETG.5003.1和ETG.5003.0002協定的裝置設定檔(註3)。這讓EC-1能透過從站設備生產商所提供的控制器、質量流量控制器、程序控制器和溫度控制器等快速建立半導體生產用的內部控制系統。

(3) 與十家龍頭生產商生產的主設備之間的良好連接性

本解決方案已證實能與大約十家生產商的主設備良好連接,高連接相容性讓採用EtherCAT從站設備變得容易。加上在EtherCAT從站設備控制器之外,EC-1採用了專門用做即時運算、擁有FPU機能的ARMR CortexR-R4中央處理器。因此,EC-1確實是一個能夠實現由外置A/D轉換器截取類比資訊,並且透過網路傳輸至主站的最佳方案。

關鍵字: 通訊系統單晶片  SoC  工業乙太網路  EtherCAT  台灣瑞薩電子  系統單晶片 
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