EtherCAT | Maliyetleri Düşüren Yüksek Hızlı Ethernet

I/O terminal seviyesinde gerçek zamanlı Ethernet

Düşük sistem maliyeti

Esnek topoloji

Maksimum performans

Kolay yapılandırma

Mevcut endüstriyel haberleşme

sistemleri ile bütünleşme olanağı

Tümleşik emniyet donanımları

Geniş bileşen seçenekleri

Üstün tanı özellikleri

Otomasyon için gerçek zamanlı Ethernet tab

2

I/O terminali seviyesinde Ethernet | Çift yönlü Ethernet, birden fazla cihaz için tek mesaj paketi, standart Ethernet portundan doğrudan bağlantı.

anlı endüstriyel haberleşme

3

BECKHOFF New Automation Technology

beckhoff.com.tr/EtherCAT

Otomasyon Hareket Kontrolü Ölçüm Teknolojisi

Hızlı, esnek, hassas, uygun maliyetli | Her tür

Her 30 μs’de 1000 dijital I/O

Her 50 μs’de 200 analog I/O (16 bit)

Her 100 μs’de 100 servo ekseni

1 μs’den daha kısa sürede senkronizasyon hassasiyeti

Kolay parametrelendirme4

Emniyet

uygulama için ideal

EtherCAT (Ethernet for Control Automation

Technology) etkileyici performansı ve özellikle

de basit kurulumu ile endüstriyel otomasyon

için ideal Ethernet çözümüdür.

5

Teknik değişiklik yapma hakkı saklıdır. BECKHOFF New Automation Technology

Öne çıkanlar– I/O terminali seviyesinde Ethernet – tam devamlılık– 1 bit ile 60 kbyte arası ölçeklendirilebilen Ethernet arabirimi

Topoloji– 65 535 cihaza kadar hat, ağaç ya da yıldız topolojisi– Neredeyse limitsiz ağ boyutu (> 500 km)– Haberleşme modüllerinin güç altında sökülüp takılabilmesi

Maliyet avantajları– Ağ ayarı gerektirmez: düşük mühendislik maliyetleri– Yazılımsal master ile gerçek zamanlı haberleşme: ilave kart gerektirmez– Ağ anahtarı, vs... gibi aktif altyapı bileşenleri gerektirmez– Diğer haberleşme sistemlerine göre daha düşük kablo ve konnektör maliyetleri– I/O terminal seviyesine kadar EtherCAT: Karmaşık Bus Birleştiriciler gerektirmez– Bütünleşik EtherCAT Slave Denetleyicileri sayesinde düşük arabirim maliyetleri

İletişim Kuralları– Ethernet yapısı içerisinde optimize edilmiş iletişim kuralları, dinamik işlem– Yığın performansından bağımsız, tamamı ile donanımsal gerçekleme– Hassas senkronizasyon için dağıtılmış saatler– Yüksek çözünürlüklü ölçümler için zaman damgası ve aşırı örnekleme

Arabirimler– Standart Ethernet cihazları için ağ anahtarı terminali– Endüstriyel haberleşme terminalleri– Ağ geçitleri

Açıklık– Tamamen Ethernet uyumlu– Ağ anahtarları ve yönlendiriciler ile çalışabilir, fakat zorunlu değildir– Diğer iletişim kuralları ile karışık çalışma imkanı– İnternet teknolojilerini destekler (Web server, FTP, vb...)– EtherCAT; IEC, ISO ve SEMI standartlarına uygundur– Dünyanın en büyük endüstriyel haberleşme kuruluşu olan “EtherCAT Teknoloji

Grubu” tarafından desteklenmektedir

EtherCAT Slave Denetleyici (ESC) | EtherCAT sadece I/O cihazının dışında değil, içinde de hızlıdır. Dijital I/O’lar, EtherCAT Slave Denetleyici tarafından, yerel gömülü yazılımlardan geçerken gecikmeye uğramadan ve kurulmuş mikrokontrolör performan-sından bağımsız olarak, doğrudan çalıştırılıyor.

EtherCAT teknolojisinin temelleri

Gerçek zamanlı Ethernet: I/O Terminal seviyesinde son derece yüksek hız Üstün performans, esnek topoloji ve basit yapılandırma Beckhoff’un gerçek zaman-lı ethernet teknolojisi olan EthetCAT’in (Ethernet for Control Automation Technology) karak-teristik özellikleridir. Mevcut endüstriyel haberleşme sistem-leri sınırlarına ulaşırken, EtherCAT yeni standartlar belir-liyor: 1000 dağıtılmış I/O ile 30 μs’de haberleşme, neredeyse sınırsız ağ boyutu, Ethernet ve internet teknolojileriyle sağlanan uygun dikey bütünleşme. Mali-yeti yüksek Ethernet yıldız topo-lojisi, EtherCAT kullanılarak basit bir hat veya ağaç yapısıyla değiş-tirilebilir ve bunun için pahalı altyapı bileşenleri gerekmez. Tüm ethernet cihazları bir ağ anahtarı vasıtasıyla iletişim ağına dahil edilebilir.

Diğer gerçek zamanlı Ethernet iletişim kuralları özel master ya da tarayıcı kartlar

gerektirirken, EtherCAT oldukça uygun maliyetli standart Ethernet arabirimi kartları ile çalışmaktadır.

Çalışma prensibiBeckhoff, EtherCAT teknolojisi ile diğer ethernet çözümlerinin sınırlarını aşıyor: İşlemler, artık mesaj paketlerini almak, işlemek ve işlem verilerini kopyalamak gibi ard arda adımlar içermiyor. Her cihazdaki (I/O terminalleri de dahil olmak üzere) EtherCAT Slave Denetleyici kendine ait veriyi, paket kendisi üzerinden geçerken okuyor. Aynı şekilde, giriş verileri de, tüm slave’leri dolaşan veri paketinin arasına eklenebiliyor. Paketler dolaşım-dayken (ki aralarında sadece birkaç bit zaman vardır), slave ilgili komutları tanıyor ve sırayla işliyor. İşlemler, Slave Denetleyi-cinin donanımında gerçekleşiyor ve bu sebeple iletişim kuralı yapısı yazılımının çalışma zama-nından ya da işlemci gücünden bağımsız oluyor. Son EtherCAT

slave, tamamen işlenmiş olan mesaj paketini geri gönderiyor ve böylece ilk slave, bu paketi bir cevap paketiymiş gibi Master denetleyiciye iletiyor.

Terminal seviyesinde EthernetEthernet iletişim kuralı her bir cihaz seviyesine kadar (I/O seviyesine kadar) sağlam yapı-sını koruyabiliyor böylece alt haberleşme gereksinimine ihtiyaç doğmuyor. Elektronik terminal bloğunun gereksinimine uygun olarak sadece fiziksel katman 100BASE-TX’den ya da 100BASE-FX’den E-bus’a çevriliyor. Termi-nal bloğundaki E-bus sinyal tipi (LVDS) sadece bu yapıya özel bir sinyal olmayıp, aynı zamanda 10 Gbit Ethernet için de kullanı-lıyor. Terminal bloklarının sonun-da, fiziksel haberleşme özellikleri 100BASE-TX standardına geri dönüştürülüyor.

Master cihazda ise dona-nım olarak dahili Ethernet MAC yeterlidir. DMA ise (direct

memory access) ana belleğe veri transferi için kullanılıyor. Bu sis-tem, ağ verisine ulaşım görevinin işlemciden alındığı anlamına geliyor. Aynı prensip, tek PCI yuvasında 4 ethernet kanalı içerebilen Beckhoff çok portlu kartlar için de geçerlidir.

Dağıtılmış saatlerHassas senkronizasyon, eşza-manlı çalışma gerektiren dağı-tılmış proseslerde son derece önemlidir.

Senkronizasyon için en etkili yaklaşım, dağıtılmış saatlerin doğru sıralanmış olmasıdır. EtherCAT ile birlikte, veri alışve-rişi tümüyle makine donanımına bağlı hale gelmiştir. Haberleşme; mantıksal (ve aynı zamanda da fiziksel çift yönlü Hızlı Ethernet sayesinde) ring (halka) yapısını kullandığı için, “master saat” bireysel “slave saat” lerin çalış-ma zamanlarını kolayca ve doğru olarak belirleyebiliyor. Dağıtılmış saatler bu değere göre ayarlanı-yor. Böylece, 1 mikrosaniyeden

Optimize edilmiş iletişim kuralı | Mesaj paketi işlemleri tamamen dona-nımın içinde gerçekleniyor

Dijital I/O

Geleneksel cihaz yapısı EtherCATli cihaz yapısı

mikrokontrolör, RAM vb.

Endüstriyel Haberleşme/ Ethernet Denetleyici

EtherCAT Slave Denetleyici

Dijital I/O

Master’dan

Master’a

6

Data 2HDR 2Data 1HDR 1Ethernet HDR Data nHDR n

Datagram 1 Datagram 2 Datagram n

CRC

Logi

cal p

roce

ss im

age:

up

to 4

Gby

tes

İletişim Kuralı Yapısı | İşlem görüntü paylaşımları kolayca yapılandırılabilinir. Veriler, doğrudan I/O terminalinin içinde, istenilen yere işlem görüntüsü içinde kopyalanır ve bunun için fazladan adreslemeye gerek yoktur. 4 GB boyutunda çok büyük mantıksal adresleme alanı bulunmaktadır.

Dağıtılmış Saatler | İşlemci, I/O ve sürücü üniteleri için bölgesel mutlak senkronizasyon sistemi.

SSSSS S

SM

Δt

daha az hata payına sahip, son derece hassas bir ortak zaman tüm haberleşme ağında elde edilebiliyor.

Ancak, yüksek çözünürlüklü dağıtılmış saatler yalnızca eş zamanlama için kullanılmamak-ta, aynı zamanda, veri alımının yerel zaman bilgisi hakkında da kesin bilgi vermektedir. Genişle-tilmiş yeni veri tipleri sayesinde, ölçülen değerlere oldukça kesin zaman damgaları atanabilmek-tedir.

Safety over EtherCAT (EtherCAT üzerinden Emniyet)EtherCAT ile emniyetli veri ile-tişimini sağlamak için, “Safety over EtherCAT” iletişim kuralı geliştirildi. Bu iletişim kuralı, IEC 61508 gereklerini, TÜV’ün (Alman Teknik Denetleme Kurulu) de onayladığı, SIL 3 seviyesine (Emniyet Sağlamlığı Seviyesi) kadar karşılıyor.

EtherCAT tek kanallı haber-leşme sistemi olarak kullanılıyor.

Taşıma ortamı “kara kanal” ola-rak anılıyor ve emniyet faktörleri arasında sayılmıyor. Böylece, bu iletişim kuralı diğer haberleşme sistemleriyle de ( WLAN, vb.) iletilebiliyor. Aktarım çevrimi, kalan hata olasılığını etkileme-den istenilen en kısa zamanda gerçekleşebiliyor. “Safety over EtherCAT” master ve “Safety over EtherCAT” slave arasındaki emniyetli verilerin döngüsel alışverişi, bekçi zamanlayıcı tara-fından takip edilen bir bağlantıya benziyor. Bir master, bir çok farklı slave ile bağlantı kurabiliyor ve onları takip edebiliyor.

MaliyetlerEtherCAT mevcut endüstriyel haberleşme sistemleriyle karşı-laştırıldığında, oldukça büyük fiyat avantajına sahiptir. Master cihazda özel bir donanıma ya da haberleşme için yardımcı bir işlemciye gerek yoktur. Uygun fiyatlı EtherCAT Slave Denetleyi-cileri, tüm kritik zamanlı görevleri slave içerisinde gerçekleştirebilir.

Dolayısıyla, haberleşme kısmı için işlemci gücüne ihtiyaç duymamakta ve bu da bağlantı maliyetini düşürmektedir. Bağ-lantıda ise, aynı sınıftaki diğer endüstriyel haberleşme sistemle-rinde kullanılanlara kıyasla daha ucuz olan standart Ethernet kab-lo ve konnektörleri kullanmak yeterlidir. Ağ anahtarı gibi aktif altyapı bileşenleri gerektirmez. Bu durum aynı zamanda birleşik güç kaynağı üniteleri, kurulum ve parameterelendirme için de geçerlidir. EtherCAT’in çok hızlı olması sebebiyle, diğer endüst-riyel haberleşme sistemleri için genellikle gereken ağ ayarlama-ları gerekmez. Adres seçimi oto-matik yapılabilir ve bu da yine maliyeti azaltan bir etkendir.

7

Teknik değişiklik yapma hakkı saklıdır. BECKHOFF New Automation Technology

beckhoff.com.tr/TwinCAT beckhoff.com.tr/Embedded-PC

beckhoff.com.tr/IPC

TwinCAT– kontrol yazılımı (PLC, Hareket Kontrolü,

EtherCAT Master)– 50 μs’ye düşürülmüş çevrim süresi ve

Microsoft Windows altında gerçek-zamanlı haberleşme

– IEC 61131-3 standardında programlama

Endüstriyel PC’ler– gerçek zamanlı anakarta

sahip Endüstriyel PC’ler– kontrol uygulamaları için

optimize edilmiş kompakt boyutlar

Beckhoff EtherCAT ürünleri | Tümleşik bir sis

Gömülü PC’ler– DIN raya monte edilebilen

gömülü PC– EtherCAT ve Haberleşme

terminalleri için doğrudan I/O arabirimi

Automation IPC

8

beckhoff.com.tr/EtherCAT-IO

beckhoff.com.tr/EtherCAT-Box

beckhoff.com.tr/AX5000

Haberleşme Terminalleri/Endüstriyel Haberleşme Kutusu– IP 20 ve IP67 sınıfında açık

I/O sistemleri– EtherCAT için endüstriyel

haberleşme arabirimi– Geniş çeşitlikte I/O sinyal tipleri

AX5000 Servo Sürücüler– hızlı kontrol teknolojisi ile 1 ve 2 kanallı Servo Sürücüler – yüksek hızlı EtherCAT sistem haberleşmesi – değişken motor arabirimi / geniş gerilim aralığı

EtherCAT Terminalleri/EtherCAT Kutusu– I/O terminal seviyesinde

EtherCAT– Tüm sinyal tipleri için çok

çeşitli I/O hattı

tem

I/O Motion

9

Teknik değişiklik yapma hakkı saklıdır. BECKHOFF New Automation Technology

100 m

IPC

2 000 m

Otomasyon merkezi,EtherCAT master

Standart Ethernet Kablosu(100BASE-TX)

Fiber optik(100BASE-TX)

Esnek topoloji sayesinde tasarım serbestliği

Esnek topoloji

Endüstriyel Haberleşme Bütünleşimi

Bus/Hat

Ağaç/Yıldız

Ethernet TCP/IP

10

E-bus K-bus

IPC

IPC

IPC

IPC

Emniyet Mantığı Emniyet girişi/çıkışı

Emniyet Sürücüleri

EtherCAT köprüsü

Kablo Yedeklemesi

Emniyet

11

Teknik değişiklik yapma hakkı saklıdır. BECKHOFF New Automation Technology

beckhoff.de/EtherCAT/IOs

Emniyetli devreye alma için durum LED’leri

Terminal blok tasarımı G x B x E (mm): 12 x 100 x 68

I/O terminali seviyesinde Ethernet: EtherCAT iletişim kuralı bütün cihazlar için geçerlidir; alt haber-leşme sistemine ihtiyaç yoktur.

Uyumluluk ve bütünleşme: EtherCAT Terminalleri’nin yanısıra, denenmiş ve test edilmiş Haberleşme Terminalleri, BK1120 EtherCAT Bus Birleştiricisi üzerinden de bağlanabilir.

Her türlü Ethernet cihazı bölgesel olarak ağ anahtar terminalleri üzerinden bütünleştirilir.

Yatırımın korunması: endüstriyel haberleşme cihazları, dağıtılmış endüstriyel haberleşme master/slave terminalleri üzerinden bütünleştirilir.

EtherCAT Terminalleri

EtherCAT I/O’ları | Düşük maliyetli mükemme

Doğrudan E-bus arabirimi ile Gömülü PC

12

Fiyat avantajlı kablolama: Standart Ethernet kablosu (min. CAT 5), I/O istasyonları arasında 100 m’ye kadar mesafe

Bütünleşik Emniyet: TwinSAFE terminalleri, emniyet sensörlerinin ve aktuatörlerin bağ-lantısına olanak verir.

EtherCAT Birleştirici, bükülmüş bakır kablo (100BASE-TX) sinyalini E-Bus’a çevirir.

65 535 cihaz ardarda bağlanabildiğinden, ağ boyutu neredeyse sınırsızdır.

Esnek kablolama: Hat veya ağaç topolojileri serbestçe seçilebilir ve birleştirebilir. Adresler otomatik olarak atanır.

ES tipi EtherCAT Terminallerinin tak-çıkar bağlantı özelliği bulunmaktadır.

Haberleşme Terminalleri

l gerçek-zaman özellikleri

13

BECKHOFF New Automation Technology

Proses optimizasyonu

Gelişmiş ölçüm teknolojileri

İleri derecede hassasiyet

XFC optimize edilmiş kontrol ve haberleşme

mimarisine dayanır:

İleri düzey Endüstriyel PC

Son derece hızlı I/O terminalleri

EtherCAT ile yüksek hızlı Ethernet

TwinCAT otomasyon yazılımı

EtherCAT | XFC ile çok daha hızlı

14

beckhoff.com.tr/XFC

XFC teknolojisi ile (eXtreme Fast Control)

Beckhoff son derece hızlı bir kontrol çözümü

sunuyor: XFC ile I/O tepki süresini 100 μs’den

düşük sürelere indirmek mümkündür. Bu tek-

noloji, geçmişteki teknik sınırlamalar nedeniyle

mümkün olamayan yeni proses optimizasyonu

fırsatlarına imkan tanıyor.

Düşük maliyet

XFC’nin sunduğu maliyet avantajları– Önemli ölçüde azalan sinyal gecikmeleri ile artan makine ve sistem

verimliliği – hareket dizilerini daha hızlı gerçekleştirme– standart kontrol sistemi ile kestirimci bakım – pahalı özel bölgesel denetleyiciler yerine standart I/O’lar– pahalı cihaz arabirimleri yerine standart I/O’lar– farklı bir sistem gerektirmeden tümleşik konrol sistemi içerisinde

ölçüm teknolojisi

Çok düşük denetleyici çevrim süresi– PLC uygulamaları için yeni performans sınıfı: 50 μs’den itibaren

Çok hızlı I/O tepki süresi– 85 μs’den itibaren– Giriş ve çıkış sinyalinin belli bir düzene göre senkronize dönüşümü,

işlem zamanı hatalarını, haberleşme ve işlemci hatalarından bağımsız olarak azaltır

Dağıtılmış saatler– İşlemci, I/O ve sürücü üniteleri için bölgesel mutlak sistem senkronizasyonu– çözünürlük : 10 ns, hassasiyet < 100 ns

Sinyal aşırı örneklemesi– tek kontrol çevriminde çoklu sinyal dönüşümü– dağıtılmış saatler üzerinden sabit zaman senkronizasyonu– dijital/analog giriş/çıkış sinyalleri için– 100 kHz (analog) ve 500 kHz’e kadar (dijital) örnekleme hızları– uygulama

– hızlı sinyal görüntüleme, hızlı sinyal üreteci çıkışı– çevrim süresinden bağımsız sinyal örnekleme– hızlı denetleyiciler

Sinyal zaman damgası (çözünürlük 10 ns)– Bölgesel dijital girişler için hassas son zaman ölçümü– Kontrol çevriminden bağımsız olarak bölgesel çıkış sinyalleri için

kesin hassas zamanlama

15

Teknik değişiklik yapma hakkı saklıdır. BECKHOFF New Automation Technology

EtherCAT Teknoloji GrubuEtherCAT Teknoloji Grubu (ETG), EtherCAT teknolo-jisinin gelişimine destek olma misyonuna sahip olan ve üyeleri otomasyon kullanıcıları ile üreticilerinden oluşan bir kuruluştur. Grup, çeşitli endüstri sektör-lerini ve uygulama alanlarını temsil etmektedir. Bu, EtherCAT teknolojisi fonksiyonlarının ve arabirimle-rinin geniş çeşitlilikteki uygulamalara ideal bir şekil-de uyumunu sağlar. Organizasyon, EtherCAT’in kolay ve düşük bir maliyetle, her türlü otomasyon cihazına bütünleştirilebileceğini garanti eder. EtherCAT Tek-noloji Grubu, Kasım 2003’te kurulmuştur ve bugün 52 ülkeden 1555’nin üzerinde üye şirkete sahiptir.

Daha fazla bilgi için www.ethercat.org

EtherCAT Teknoloji Grubu

Beck

hoff®

, Tw

inCA

T®, E

ther

CAT®

, Saf

ety

over

Eth

erCA

T®, T

win

SAFE

® v

e XF

C® B

eckh

off’u

n te

scill

i tic

ari m

arka

larıd

ır. B

u br

oşür

de k

ulla

nıla

n di

ğer t

asar

ımla

r üçü

ncü

tara

fl arc

a ke

ndi a

maç

ları

doğr

ultu

sund

a ku

llanı

mı s

ahip

lerin

in h

akla

rını i

hlal

ede

n tic

ari m

arka

lar o

labi

lir. ©

Bec

khof

f Aut

omat

ion

Gm

bH 0

2/20

11, ö

nced

en b

ildiri

mde

bul

undu

rmak

sızı

n de

ğişi

me

tabi

dir.

Bu b

roşü

rde

veril

en b

ilgile

r yal

nızc

a ge

nel t

anım

ları

fiili

uygu

lam

ada

her z

aman

tanı

mla

ndığ

ı gib

i uyg

ulan

amay

abile

n ya

da

ürün

lerin

gel

işim

inde

n do

layı

değ

işik

liğe

uğra

ma

olas

ılığı

söz

kon

usu

olan

per

form

ansı

n öz

ellik

lerin

i içe

rmek

tedi

r. İlg

ili ö

zelli

kler

i sağ

lam

aya

yöne

lik b

ir yü

küm

lülü

k ya

lnız

ca s

özle

şme

koşu

lların

da a

çık

bir

şeki

lde

kabu

l edi

ldiğ

i tak

dird

e sö

z ko

nusu

ola

cakt

ır.

www.beckhoff.com.tr