Formation basique pour nos techniciens. Complément de la présentation générale (partie 3). Présentation de la solution EtherCAT.

1. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 1

2. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 2
EtherCAT:Introduction
 EtherCAT aété développé en 2003 par Beckhoff
 EtherCAT est supporté parEtherCAT Technology Group (ETG), une
organisation ouverte d’utilisateurs, mais très liée à Beckhoff
 EtherCAT est une réseau Real Time Ethernet, du type Master/Slave,
avec le temps de cycle court (<100µs)
 Contrôleur Ethernet peut être standardpourle Master mais
propriétaire pour le Slave (ASIC)
 EtherCAT réutilise les profils d’applicationCANopenet Sercos (Drives ,
E/S ).

3. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 3
EtherCATestactuellementun réseaule plus rapidepour FactoryAutomationavecle temps cycle 100µsetlagigue (jitter)< 1µs
• Caractéristiquesprincipales
EtherCATestl’EthernetIndustrielRTet utilisele tramesstandardIEEE 802.3(100MBs,FullDuplex)
EtherCAT assureunesynchronisationprécisegrâceaumécanisme« Distributedclock »
EtherCATestfacileà mettreenœuvregrâceà l’adressageautomatiquedesnœuds
• Lecâblagesimple: 100Base-TX
EtherCATutiliseles câblesetles connecteursstandardd’Ethernet
EtherCATn’apas besoinde switches(la topologielinéaire)
• Une topologieflexible
Avec 2portsEtherCATsurchaquestationet unetransmissionFullDuplex, ilestpossibledecréerlesstructureslinéaire(enanneaufermé)
Lesstructuresavecdérivations(Tree,star)sontpossibles(avecuneséparationdessegments)
Mais:
EtherCATcen’estpasunecommunicationEthernetTCP/IP standard,
LacommunicationTCP/IP doitsefairevia EoE(EthernetoverEtherCAT,modulesadditionnels)
EtherCAT:Introduction(2)

4. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
EtherCAT:TCP/IP : Ethernetover EtherCAT
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IPC
Virtual Ethernet
Switch Functionality
• EtherCATce n’estpasunecommunication
EthernetTCP/IPstandard,
• LacommunicationTCP/IPdoitse fairevia
EoE (EthernetoverEtherCAT)soitviaMaster,
soitviamodulesadditionnels
•Onne peutpasconnecté un PCdirectementà unEsclave
(p.ex. avecCPX-FMTdirectementsurle portdu CPX)
•LetraficTCP/IPdoitêtreroutéversl’APIou unmodule
spécialisé

5. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 5
Safetyover EtherCAT(FSoE)
Leprincipe«Back Channel»:l’intégrationdetrames FSoEdansunetélégramme« EtherCATprocessdata»
Cetteapprochepermetde créerdesstructuresdistribuéesavec lesE/S safety.
EtherCAT: FsoE

6. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 6
•Synchronisation : Distributedclocks
- BaséesurIEEE-1588
- L’EsclaveEtherCATmesurele tempsentrelatrameentranteetsortante(timestamp)
- Avecce « timestamp»,le Masterpeutdéterminerle tempsdepropagationpourchaqueesclave
- Cemécanismeassureunesynchronisationprécise<1µs.
EtherCAT:Distributed Clock

7. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 7
"On-the-fly"dataexchange
• MaîtreEtherCATenvoieun seule télégrammequi traversetoutesles stationsEsclaves
• ChaqueEsclave prend« àlavolé » lesdonnéesOutputData(OD)etmet àcetteplacesesInputData(Inp).
• Ensuite,le télégrammeestenvoyéverslastationsuivante.
• LadernièrestationsEsclavedansl’anneaucomplètelatrameet l’envoieversle Maîtreviatoutesles stations.
• L’échangeOD/Inp,estfaiteenquelquesnanosecondespardescircuitsspécialisées(ASIC Ethercat)
• Cetteméthodegarantiele hautdébitdu réseau
EtherCAT:On-Fly Data exchange

8. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 8
EtherCAT:Systèmeshôtes
L’autre système hôte populaire est:
Sysmac Automation Platform deOMRON.
Omron utilise aussi EtherCAT comme système de communication interne.
Omron est principalement présent sur le marché Asiatique.
Pour EtherCAT les systèmes hôtes sont:
Tous les APIet contrôleurs Beckhoff
L’outil de configuration pour EtherCAT-Devices s’appelle TWINCAT.

9. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 9
FestoCPX-FB37 : nouveaunœud EtherCAT
Fonctions:
 Protocole Ethernet Industriel : EtherCAT
 Interface Ethernet : 2 portsxM12 D-coded, 100MBit/s
 Interface diagnostic pourCPX-MMI(Handheld)
 8 LEDsDiagnostic (CPX- et EtherCAT)
 IP65/67
 Fichier .ESI(EtherCAT Device Description) avec fonctionnalité MDP(Modular Device
Profile)
 WEVserver (seulement via EoE)
 DIL-Switches pour l’adressage EtherCAT (adresse 1..255)
 DIL-Switches pour activer/désactiver MDP

10. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
EtherCAT:CPX-FB37 Modular Device Profile (MDP)
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Sans MDP,ilfaut mettre un seul
élément où toutes les E/S sont
déclarées
Avec MDP,chaque Module possède les
champs séparés
BénéficedeMDP
 ConfigurationModulairede CPX–sa
présentationdansTwinCATcorrespond
àsaconfiguration physique.
 LesE/S sont« mappées»etleur
affectationestplus fléxible

11. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
EtherCAT:CPX-FB37 Modular Device Profile :lesparamètres
Sans MDP ( lecas deCPX-FB38) Avec MDP (CPX-FB37)
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Bits et octets génériques,
sans description
Tous les paramètres
correspond au module
déclaré

12. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
EtherCAT:CPX-FB38 vs.CPX-FB37
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Features CPX-FB 38
serie R06
CPX-FB38
New serie R07(AE169172)
released
CPX-EtherCAT(FB37)
New Serie R01
Planned Q1/2014
Hardware InfineonC161PI/ ET1100ASIC InfineonC161PI/ ET1100ASIC FreescaleI.MX25/ XILINX Spartan6
DIL switches no no yes
Fixedkonfiguration yes yes yes
Diagnosisover CoE no yes yes
ParametrizationoverCoE no yes(20 modules) yes
ModularDevice Profile no no yes
FoE(Fileover EC) no no yes
EoE (Ethernetover EC) no no yes
DC (DistributedClocks) no no yes

13. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo 13
EtherCAT:Coexistence duCPX-FB38 et du CPX-FB37
 Les 2 modules EtherCAT coexisteront. Le phase-out du CPX-FB38 n’est pas prévu.
 Compatibilité:
 Les connections sont différentes. “in” est au dessus, “out” est en bas du module.
 Pour remplacer CPX-FB38 parle CPX-FB37, il faut désactiver MDP(DIL-Switch en position “fixedconfiguration”)
 Si un CPX-FB37 avec MDPest remplacé parun CPX-FB38, il faut spécifier ceci dans le software de configuration. Le
paramétrage précédent sera alors perdu!
Le prix suit les fonctionnalités!
CPX-FB38: Price attractif, moins de fonctions
CPX-FB37: Prixplus élévé, plus de fonctions

14. F-FR/W.Gomolka RéseauxetBusdeTerrain: P3: SolutionsEthernetIndustriel pourVT Festo
RemoteI/O:
 Beckhoff propôsedesE/S déportéesenIP20et IP65/67.
 PuisqueBeckhoffutiliseEtherCATaussicomme le busdecommunication,toute
les fonctionnalitésd’ EtherCAT sonttrèsbienintégrées
ValveTerminals:
 Multipinbox (e.g.fromB&R)
 SMC
 EX260
 EX600-SEC
 Bosch-Rexroth:
 AES Fieldbus-Module
 DisponibleaussipourAV-03
LeCPX-FB37aun conceptdediagnostiquemeilleurque
celui deSMC
EtherCAT:Competition
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