倍福EK1122德国BECKHOFF网口分支
BECKHOFF EK1122现货,技术参数,工作原理如下
2 端口 EtherCAT 接口端子模块可以用来配置 EtherCAT 星型拓扑结构。在一个站点中,使用多个 EK1122 模块可实现模块化的 EtherCAT 星型拓扑结构。可将单个设备或整个 EtherCAT 网段直接连接到接口端子模块的端口上。EtherCAT 分支器通过 RJ45 母头连接,直接显示链路状态和激活状态。运行 LED 用于指示 EK1122 的状态。通过 TwinCAT 或其它适用的 EtherCAT 主站,EK1122 也支持整个 EtherCAT 网段在运行期间的连接和断开连接(热连接)。
运行原理
目前有多种用于提供实时能力的以太网方案: 例如,通过较高级的协议层禁止 CSMA/CD 存取过程,并使用时间分片或轮询技术来取代它。其它方案使用专用交换机,并采用精确的时间控制方式分配以太网报文。尽管这些解决方案能够比较快和准确地将数据包传送到所连接的以太网节点,但带宽的利用率却很低,特别是对于典型的自动化设备,因为即使是对于非常小的数据量,也必须要发送一个完整的以太网帧。而且,重新定向到输出或驱动控制器以及读取输入数据所需的时间主要取决于执行方式。通常也需要使用一条子总线,特别是在模块化 I/O 系统中,这些系统与 Beckhoff K-bus 一样,通过同步子总线系统加快传输速度,尽管如此,这样的同步还是无法避免通讯总线传输的延迟。
通过采用 EtherCAT 技术,Beckhoff 突破了其它以太网解决方案的这些系统限制: 不必再像从前那样在每个连接点接收以太网数据包,然后进行解码并复制过程数据。当帧通过每一个设备(直达 I/O 端子模块)时,EtherCAT 从站控制器读取与该设备相关的数据。同样,输入数据可以飞速插入至数据流中。帧被传递(仅被延迟几位)过去的时候,从站会识别出相关命令,并进行相应处理。此过程是在从站控制器中通过硬件实现的,因此与协议堆栈软件的 Run-Time 系统或处理器性能无关。网段中的后一个 EtherCAT 从站将经过充分处理的报文发回,这样该报文就作为一种响应报文由个从站返回到主站。
从以太网的角度看,Ether¬CAT 总线网段是一个可接收和发送以太网帧的大型以太网设备。但是,该“设备“不包含带下游微处理器的单个以太网控制器,而只包含大量的 EtherCAT 从站。与其它任何以太网设备一样,EtherCAT 不需要通过交换机就可以建立通讯,因而产生一个纯粹的 EtherCAT 系统。
以太网直达端子模块
以太网系统直达系统中的每个设备,即直达每个 I/O 端子模块;无需使用子总线。只需将耦合器的传输介质由双绞线(100BASE-TX)转换为 E-bus 总线即可满足电子端子排的要求。端子排内的 E-bus 信号类型(LVDS)并不是专用的,它还可用于 10 千兆位以太网。在端子排末端,物理总线特性被转换回 100BASE-TX 标准。
标准以太网 MAC 或便宜的标准网卡(NIC)足以作为控制器中的硬件使用。DMA(直接存储器存取)用于将数据传输到 PC。这意味着网络访问对 CPU 性能没有影响。在 Beckhoff 多端口卡中运用了相同的原理,它在一个 PCI 插槽中捆绑 4 个以太网通道。
倍福EK1122德国BECKHOFF网口分支
协议
EtherCAT 协议针对过程数据进行了优化,它被直接传送到以太网帧,或被压缩到 UDP/IP 报文中。UDP 协议在其它子网中的 EtherCAT 网段由路由器进行寻址的情况下使用。以太网帧可能包含若干个 EtherCAT 报文,每个报文专门用于特定存储区域,该存储区域可编制大小达 4GB 的逻辑过程镜像。由于数据链独立于网络中 EtherCAT 端子模块的物理顺序;可进行任意寻址。从站之间可进行广播、多点传送和通讯。
该协议还可处理通常为非循环的参数通讯。参数的结构和含义通过 CANopen 设备行规进行设定,这些设备行规用于各种设备类别和应用。EtherCAT 还支持符合 IEC61491 标准的从属行规。该行规以 SERCOS 命名,获得运动控制应用领域的普遍认可。
除了符合主站/从站原理的数据交换外,EtherCAT 还非常适用于控制器之间(主站/主站)的通讯。可自由寻址的过程数据网络变量以及各种参数化、诊断、编程和远程控制服务,可以满足众多要求。用于主站/从站和主站/主站通讯的数据接口是相同的。
性能
EtherCAT 在网络性能上达到了一个新的高度。1000 个分布式 I/O 数据的刷新时间仅为 30μs - 其中包括端子模块周期时间。通过一个以太网帧,可以交换高达 1486 字节的过程数据,几乎相当于 12000 个数字量 I/O。而这一数据量的传输仅用 300 μs。
与 100 个伺服轴的通讯只需 100 μs。在此期间,可以向所有轴提供设置值和控制数据,并报告它们的实际位置和状态。分布式时钟技术保证了这些轴之间的同步抖动小于 1 微秒。
利用 EtherCAT 技术的优异性能,可以实现用传统现场总线系统所无法实现的控制方法。这样,通过总线也可以形成超高速控制回路。以前需要本地专用硬件支持的功能现在可在软件中加以映射。巨大的带宽资源使状态数据与任何数据可并行传输。EtherCAT 技术使得通讯技术与现代高性能的工业 PC 相匹配。总线系统不再是控制理念的“瓶颈”。分布式 I/O 的数据传递超过了只能由本地 I/O 接口才能实现的性能。
这种网络性能优势在有相对中等计算能力的小型控制器中较为明显。EtherCAT 循环速度如此之快,使得它可以在两个控制周期之间完成。因此,控制器总有可用的输入数据,输出编址的延迟。在无需增强本身计算能力的基础上,控制器的响应行为得到显著改善。
倍福EK1122实物图如下
技术参数 | EK1122 |
---|
EtherCAT 系统内的任务 | 连接 EtherCAT 分支耦合器 |
数据传输介质 | Ethernet/EtherCAT 电缆( CAT 5),屏蔽型 |
站点之间的距离 | 100 m (100BASE-TX) |
协议 | EtherCAT |
延迟 | 约 1 µs |
数据传输率 | 100 Mbaud |
组态 | 无需配置 |
总线接口 | 2 x RJ45 |
电源 | 由 E-bus 供电 |
电流消耗 | 通常为 220 mA |
重量 | 约 65 g |
工作/储藏温度 | -25…+60 °C/-40…+85 °C |
相对湿度 | 95 %,无冷凝 |
该电源作为第二个系统组件提供给AMP8805配电模块。作为集成到机器布局中的IP65级组件,它可为5个AMP80xx系列分布式伺服驱动器供电。它既可以直接安装(“砖式”),也可以使用一个支架作为附件(“书式”),并且非常适合被改成个性化机器设计。配电模块内置 1120 μF 的电容,以支持直流母线。其它EtherCATP端子盒(如用于I/O的端子盒或用于第二个反馈系统的端子盒)可以通过另一个EtherCAT P M8输出简单快捷地连接。
第三个系统组件是倍福EK1122 AMP80xx系列分布式伺服驱动器。它的安装尺寸和性能数据与 AM8000 系列标准伺服电机相同。只有总长度比标准电机更长,因为它集成了功率电子元器件。由于增加的长度通常对于安装来说并不重要,因此在升级大部分现有的机器设计时不需要进行任何修改。AMP80xx系列分布式伺服驱动器采用的法兰代码是F4和F5,有各种版本可选:额定输出功率为0.61至1.18 kW,堵转转矩为2.0至 4.8Nm(F4)或额定输出为1.02至1.78kW,堵转转矩为4.1至9.7Nm(F5)。标配集成STO和SS1安全功能,目前一系列扩展安全运动功能正在准备中。此外,新的法兰代码F3和F6也正在开发中,并将补充适合较低和较高功率范围的AMP8000分布式驱动系统。
建立在倍福强大的TwinCAT软件平台之上,机器人Delta,是一款高速并联的机器人,具备4自由度,用于装箱分练,每台机器人可代替4-6个人。在沃迪牛奶装箱机生产线中,全套采用倍福伺服驱动器和电机,实现一台控制器控制多台机器人。在某手机屏幕装配线中,仅用一台控制器即可控制两台机器人及其他辅助机构。而2D-Delta机器人,多用于负载较大的产线,如酒瓶装箱、盐业包装等应用场景;SCADA机器人则在电子产品行业运用居多。同时,倍福机器人还可以直接控制KUKA、史陶比尔机器人。
随着王经理的分享,我们也关注到了倍福亮点的XTS技术。XTS全称是(eXtended Transport System)直线输送系统,它是德国倍福新推出的一项驱动技术可扩展传输技术。在视频中可以看到,王经理结合动画为我们讲解了这项机电系统新技术。XTS的功能和特点适用于物品在灵活多变的轨道上进行传输。其中,动子按需增减,无电缆,量达60多个(18米模组)。我们还看到了一项新技术XPlaner,可同时在一个平面上运行……
此外,用倍福机器人系统进行非标机器人的开发。如四轴码垛机器人,建筑机器人、6自由度并联平台、核电站维护机械手、折弯机上下料机器人、YL康复机器人等。