EtherCAT用于包装机中
机器设计需要用更少的原材料消耗实现更高的精度,若需精确的过程循环、过程同步和具有更短循环时间的运动控制序列,基于EtherCAT的控制是对挑战的正确回应
EtherCAT应用在测试平台中
测试平台具有对性能要求高、数据交换速度快和易于重新配置的特点。测试设备和IT硬件种类繁多,协议和现场总线不同,控制层需要较高的整体性能、通信和集成可能性。EtherCAT具有极高的性能以及适应广泛的协议和现场总线
EtherCAT应用于能源领域中
能源领域有特别关键的应用,要求生成量和能耗之间的正确平衡和绿色环保。EtherCAT具有确定性、出色的性能和集成的安全性
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虹科KPA etherCAT主站

虹科EtherCAT Master是一款协议栈,对应所有 EtherCAT Technology Group 标准,具有众多功能,可用于在几乎任何平台(如 arm/arm64 或 x86/x64)上开发成本优化且功能强大的 PLC ) 来控制任何供应商生产的 EtherCAT I/O。

虹科EtherCAT Master是一款综合性产品,适用于打算为其应用和解决方案添加高速通信功能的工业自动化专家。它采用了新的高级架构和几个独特的功能,有助于更好地集成和提高性能。此外,它支持各种操作系统。

关键特性

符合 EtherCAT Technology Group (ETG) 标准

虹科EtherCAT Master 可作为标准或定制功能包交付。根据 ETG.1500 标准提供两种标准封装:A 类(标准封装)和 B 类(基本封装)。此外,虹科可提供高级包,它集成了各种附加功能,用于创建创新应用程序。

适用于多种操作系统以及无操作系统系统

KPA EtherCAT Master 适用于多种操作系统,包括 Windows、INtime、RTX/RTX64、Linux、Linux+Xenomai、FreeRTOS、Nucleus、QNX、VxWorks、ReWorks、Integrity、以及无操作系统的系统。

Xilinx/Intel FPGA (Altera) 和 Texas Instruments PRUSS Sitara CPU 的硬件扩展

Intel FPGA (Altera) FPGA 的 IP 内核可用性,PRUss 用于 Texas Instrument Sitara CPU(AM47x 和 AM57x)的协同程序提高了生产力和数据处理能力效率。可根据要求提供 AM6x 的实施。

用于在线配置的自动配置器

虹科EtherCAT Master 无需 EtherCAT 配置工具即可即时配置总线。Auto Configurator 模块允许用户应用程序选择从站的配置并在从站的不同配置之间切换,例如,在驱动器的位置控制和速度控制之间,或在具有不同数量从站的总线配置之间切换。

用于将数据传输到分析工具的过程图像记录

过程图像 (PI) 记录器允许收集实时数据以传输到其他级别,而不会影响控制系统的实时行为。数据可以传输到 MATLAB、LabView(TDMS 格式)和任何其他分析工具。此外,koenig-pa GmbH 设计了一个特殊的 Python 扩展,它允许将数据聚合到任何格式的文件中,例如 CSV 文件,以供进一步处理。

EtherCAT 主堆栈具有模块化结构,以应对每个特定实施的挑战。它使主模块可扩展以适应应用程序的大小,可移植到不同的操作系统,适应各种硬件平台,并允许单独开发或定制每个模块,同时保持其他模块的功能不变。

Master的模块分为以下几层,所有功能都清晰分离:
KPA EtherCAT 主堆栈架构

应用层

应用层负责与各种编程或/和配置环境以及其他应用程序或设备进行交互。它封装并:

  • 确保从应用程序或处理任务一侧访问主控功能
  • 允许通过远程过程调用服务与主站交互,并提供 TCP/IP 或/和 UDP 连接,例如,通过 UDP 与从站进行邮箱通信

邮箱模块

KPA Master Core 邮箱模块部署协议来处理服务数据对象 (SDP)、数据传输和数据交换。已支持以下协议(根据 EtherCAT 标准):

  • 基于 EtherCAT (CoE) 的 CAN 应用协议
  • EtherCAT 以太网 (EoE)
  • 基于 EtherCAT 的伺服配置文件 (SoE)
  • 通过 EtherCAT (FoE) 访问文件
  • EtherCAT 上的供应商特定配置文件 (VoE)
  • 基于 EtherCAT 的 ADS (AoE)

过程映像模块

过程映像地址由配置工具生成的 EtherCAT 网络信息 (ENI) 文件提供。从控制/过程任务访问过程映像是通过主接口执行的。

分布式时钟模块

分布式时钟 (DC) 模块使所有 EtherCAT 设备(主设备和从设备)始终共享相同的 EtherCAT 系统时间。这是通过补偿偏移和漂移时间来完成的。更多详情请参考:

KPA EtherCAT Master Synchronization Flyer 

帧调度器模块 – PDO 的不同扫描速率

在配置工具中,用户单独定义每个从站的扫描速率。Frame Scheduler 模块通过将 EtherCAT 帧转发到 EtherCAT 网络驱动程序来管理它们的速度。

操作系统抽象层 (OSAL)

Master Stack OSAL 允许以更少的努力使 master 可移植到任何操作系统。

该层由两个模块组成:

  • 操作系统函数模块包含处理线程、定时器、互斥体等的操作系统相关函数的包装器。
  • 网络适​​配器驱动模块,从底层网络实现中抽象出主堆栈核心。

KPA EtherCAT 主站操作系统

标志银泰      徽标 Linux      徽标 QNX
徽标 RTX    徽标 VxWorks     标志 Xenomai     视窗®
 

注意: Windows XP、CE6/7、OnTime RTOS-32、PikeOS、RTAI 等一些操作系统已被移植,但未得到积极支持。可应要求支持任何其他操作系统。

配置“简单”:
64 字节帧、1 个 LRD / 1 个 LWR、无 DC、无邮箱 (EK1100 – EL1004 – EL2004)

配置“复杂”:
1 全帧(PDO 为 1514 字节帧)、LRD / LWR 命令、DC、通过 EVENT 的邮箱(EK1100-EL1004-EL2004-EL1252-EL3102-EL4102-EL6751-EL6751)

测试平台:
CPU:Intel® Core i7-3770 CPU 3.40 GHz 3.39GHz
NIC:Intel® Gigabit CT 桌面适配器
RAM:8GB

1. 比较在不同 RTOS 但相同目标 Intel Core i7 上运行的 Master 性能结果(所有 Master 线程的单 CPU 内核)

配置“简单”:
 银泰RTXqnxvxworks”异种
主循环时间,µs100100100100100
抖动,±µs527101
从机响应时间 (avg), µs4332433322
CPU 负载(平均),%1621212113,3

配置“复杂”:

 银泰RTXqnxvxworks”异种
主循环时间,µs200200200200200
抖动,±µs42341
从机响应时间 (avg), µs170150171166154
CPU 负载(平均),%101213133,8

2. 在不同 RTOS 但在同一目标上运行的最佳 Master 性能结果(所有 Master 线程的单个 CPU 内核)

配置“简单”:

 银泰RTXqnxvxworks”异种
主循环时间,µs505010010050
抖动,±µs1037101
从机响应时间 (avg), µs4332433322
CPU 负载(平均),%3141212127,5
配置“复杂”:
 银泰RTXqnxvxworks”异种
主循环时间,µs200200200200200
抖动,±µs42341
从机响应时间 (avg), µs170150171166154
CPU 负载(平均),%10121313

分类

虹科EtherCAT Master 可根据客户需求作为标准或定制功能包交付。根据 ETG.1500 要求提供两种标准包:A 类(标准包)和 B 类(基本包)。此外,虹科为最苛刻的客户提供额外的类型包 – 高级版,其中已包含多项高级功能。

要比较基本(B 类)和标准(A 类)包中包含的功能和选项,请参阅以下文档。

  KPA EtherCAT Master Classes flyer(831.1 KB,2,716 次点击)

  KPA EtherCAT Master 白皮书(1.7 MB,3,468 次点击)

 

扩展

扩展是高级功能选项(ETG 方面的功能包),可以单独购买并添加到任何 KPA EtherCAT 主站级别。目前,可以使用以下扩展:

WebSocket / OPC UA 支持

主配置和变量可通过多种知名协议(包括 WebSocket 和 OPC UA)用于外部应用程序和服务。

操作系统

我们为以下通用和实时操作系统提供 EtherCAT 主站软件包:

  • 视窗
  • 银泰
  • Linux RT 抢占
  • 色诺迈
  • QNX
  • RTX/RTX64
  • VxWorks
  • 正直
  • 自由实时操作系统

可根据客户要求支持任何其他操作系统。此外,我们已将 KPA EtherCAT Master 移植到 Windows XP、CE6/7、OnTime RTOS-32、PikeOS、RTAI 等,但并未积极支持这些操作系统。

德州仪器 AM3xxx

带有 ARM® Cortex A8 的 BeagleBone Black


我们提供带有 KPA 网络驱动程序的驱动程序集成包,以加快与 BeagleBone Black 板的通信。
改进了标准 TI LAN 接口的 EtherCAT 驱动程序的性能。
适用于带有 Xenomai
Master v1.6.53902.0 和 v2.4.46803.0 的 Linux,支持带有 ARM® Cortex A8 处理器的 BeagleBone Black,适用于 Linux Xenomai 版本 2.6/3.0/3.1。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序。
适用于 Linux Rt-Preempt
Master v2.4.47806.0 支持带有 ARM® Cortex A8 处理器的 BeagleBone Black,适用于带有相应 Rt-Preempt 补丁的 Linux 6.4.1。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序。
用于 QNX 6.6
Master v1.6.53720.0 支持 BeagleBone Black 和用于 QNX 6.6 的 ARM® Cortex A8 处理器。
在网络堆栈中使用标准 QNX LAN 驱动程序。Master 正在网络(内核)空间中运行。
可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序。

德州仪器 AM4xxx

带有 TI AM437x 系列 ARM® Cortex A9 的 MYIR

对于 Linux Rt-Preempt
Master v2.4.47806.0 支持 MYIR 和 TI AM437x 系列 ARM® Cortex A9 for Linux 5.3.1 以及相应的 Rt-Preempt 补丁。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、主冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控、硬件定时发送。

赛灵思 Zynq®

Xilinx Zynq® ZedBoard 与 ARM® Cortex A9

FreeRTOS
Master v2.4.48713.0 支持带有 Cortex A9 的 Xilinx Zynq® ZedBoard,用于 FreeRTOS 10.0(在 Xilinx Vivado 2018 中创建的 BSP)和用于 ip 内核的自定义驱动程序。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、主冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控、硬件定时发送。
Linux Xenomai
Master v2.4.45417.0 支持 Xilinx Zynq® ZedBoard with Cortex A9 for Linux Xenomai 3.0。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控。

Xilinx Zynq® Ultrascale+

Xilinx Zynq® UltraScale+ ZCU102 与 ARM® Cortex A53 / Cortex R5

FreeRTOS
Master v2.4.48714.0 支持 Xilinx Zynq® UltraScale+ ZCU102 和 ARM® Cortex-A53 / Cortex-R5 用于 FreeRTOS 10.0(在 Xilinx Vivado 2018 中创建的 BSP)。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、主冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控、硬件定时发送。
适用于 Linux Xenomai
Master v2.4.46803.0 支持 Xilinx Zynq® UltraScale+ ZCU102 和 ARM® Cortex-A53 / Cortex-R5,适用于 Xenomai 3.0。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、主冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控、硬件定时发送。

NanoPi-NEO2

NanoPi-NEO2 与 Allwinner H5,四核 64 位高性能 ARM® Cortex A53

适用于 Linux Rt-Preempt
Master v1.6.54518.0 和 v2.4.47806.0 支持 NanoPi-NEO2 和 Allwinner H5,四核 64 位高性能 ARM® Cortex A53 适用于 Linux 6.3.1 和相应的 Rt-Preempt 补丁.
v1.6.54518.0 的可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控。
v2.4.47806.0 的可用扩展:在线配置、电缆冗余、主冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控、硬件定时发送。

САЛЮТ-ЭЛ240М1

САЛЮТ-ЭЛ240М1 带有两个 ARM® Cortex A9

for Linux Rt-Preempt
Master v2.4.47806.0 支持 САЛЮТ-ЭЛ240М1 和两个 ARM® Cortex A9 for Linux 5.3.1 以及相应的 Rt-Preempt 补丁。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、主冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控、硬件定时发送。

英特尔® x86/x64

Gold G5420、i3-6200U
for Windows
Master v1.6.53902.0 和 v2.4.45405.0 支持 Intel® Gold G5420 i3-6200U、i7200U for Windows v7 / 10。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控。
对于 Linux Rt-Preempt
Master v1.6.54518.0 和 v2.4.15804.0 支持 Intel® Genuine for Linux 6.4.0 以及相应的 Rt-Preempt 补丁。
v1.6.54518.0 的可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控。
v2.4.15804.0 的可用扩展:在线配置、电缆冗余、主冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控、硬件定时发送。
INtime
Master v1.6.54518.0 支持 INtime v4.01/6.3/6.4 的 Atom 板。
(内存控制器、i210、i211、i218、i219==Lan、Realtek==LAN)
可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主机、VCOM 驱动程序。

Intel® i7
for Linux Rt-Preempt
Master v2.4.47806.0 支持 Intel® i7 for Linux v5.4/6.4/7.3 以及相应的 Rt-Preempt 补丁。
可用扩展:在线配置、电缆冗余、CAN DBC 驱动程序、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控。
RTX64
Master v1.6.54518.0 和 v2.4.45405.0 支持 Intel® i7 for RTX64 v 3.5-3.7 / 4.0。
v1.6.54518.0 的可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主机、VCOM 驱动程序。

Atom
for INtime
Master v1.6.54518.0 支持Atom board for INtime v4.01/6.3/6.4。(内存控制器、i210、i211、i218、i219==Lan、Realtek==LAN)
可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主机、VCOM 驱动程序。

Celeron®, Core-2 Duo, i5 4/6 generation, ARM v7/v8
for QNX
Master v1.6.54518.0 支持 Intel® Celeron® 827E 1.4 GHz / Pentium D / Core 2 Duo CPU E7500 for QNX v6.5 / 6.6 / 7.0。
Master 在网络堆栈中运行,即在内核空间中。
可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控。

Pentium 4
for VxWorks
Master v1.6.54901.0 支持 Intel® Pentium 4 smp for VxWorks v6.9 -7.0。
可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控。

AMD x86/x64

FX8320

INtime
Master v1.6.54518.0 支持 AMD FX(tm)-8320 8-core 3.41GHz for INtime v4.01/6.3/6.4。
可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控、VCOM 驱动程序。

ARM®

手臂 7

QNX
Master v1.6.54518.0 支持 ARM v7 for QNX v6.5 / 6.6 / 7.0。
换句话说,Master 在网络堆栈中运行——在内核空间中。
可用扩展:电缆冗余、数据记录器、帧记录器、PI 快照、热连接、邮箱网关、事件处理程序、多主控。

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