ЖУРНАЛ СТА 4/2020

устройства ввода/вывода, содержащий данные технологического процесса. Стандартное время цикла EtherCAT со- ставляет 50–250 мкс, а у других полевых шин оно составляет 5–15 мс (разница от 20 до 300 раз). Это, в свою очередь, позволяет снизить время ожидания, по- высить производительность линии и цеха и, соответственно, производства в целом, увеличивая при этом эффектив- ность предприятия. Таким образом, с EtherCAT производительность комму- никационных технологий сравнима с производительностью современных промышленных компьютеров. Кроме того, EtherCAT – единствен- ный промышленный Ethernet-прото- кол с жёстко детерминированным ре- альным временем, что особенно важно в управлении движением. Необходи- мая точность достигается при помо- щи системы распределённых часов (Distributed Clock) – внутренних часов микросхем контроллеров EtherCAT. Она обеспечивает выборку значений времени по принципу синхронизации во всей сети со сдвигом, значительно меньшим, чем 1 мкс. В большинстве случаев отклонение составляет меньше 100 нс. При помощи распределённых часов, которыми оснащены все подчи- нённые устройства, обеспечивается синхронизация времени с локальной шиной в очень узком диапазоне допус- ка. Повышенная точность может быть необходима, например, для решений с синхронизированным управлением пе- ремещением или для измерительных задач. EtherCAT поддерживает множество топологий, включая древовидную, кольцевую, линейную и звезду, а также может содержать их различные комби- нации. Линейные и древовидные пред- почтительны для приложений полевой шины, так как в этих случаях требуется меньшее количество соединений и ис- пользуется гораздо более простая и гиб- кая кабельная схема, следовательно, до- полнительные коммутаторы становятся не нужны. Недорогой промышленный Ethernet-кабель можно использовать между двумя узлами на расстоянии до 100 м в режиме 100Base-TX. EtherCAT- технология делает возможной реализа- цию топологии шины и линии с сотня- ми узлов без каких-либо ограничений. Таким образом, к EtherCAT можно под- ключить до 65 535 устройств, расшире- ние сети практически неограниченно. Также EtherCAT поддерживает под- ключение и отключение отдельных уз- лов во время работы. Если из сети уда- ляется одно из ведомых устройств, то остальная часть сети может продолжать функционировать в своём обычном ре- жиме. Технология также поддерживает другие функции связи, такие как резер- вирование кабеля или главного устрой- ства с «горячим» резервированием. Ещё одним плюсом EtherCAT можно назвать низкую стоимость внедрения технологии в систему. Со стороны master-устройства (ведущий модуль) протокол не требует специального обо- рудования, а также может быть интег- рирован на уровне программного обес- печения на любом Ethernet-контролле- ре, а микросхемы для slave-устройств (подчинённые модули) недорогие и простые в использовании. Также в си- стеме используются стандартные кабе- ли и разъёмы и отсутствуют требования к применению коммутаторов и актив- ных элементов сети для коммутации. Это, в свою очередь, позволяет снизить расходы на монтаж и эксплуатацию оборудования. Кроме низкой стоимости аппаратной части и монтажа на ценообразование также влияет упомянутая ранее ассо- циация ETG, которая способствует конкуренции среди поставщиков и снижению стоимости оборудования. Всемирное признание технологии, её активное продвижение и поддержка обеспечивают широкий ассортимент соответствующей продукции в различ- ных сферах применения и гарантируют конкуренцию среди производителей. Далее в статье дан обзор наиболее по- пулярного оборудования производства компании Advantech на базе EtherCAT, рассмотрены его основные аспекты и преимущества, а также приведён при- мер интеграции данных технологий в производство. E THER CAT И A DVANTECH Один из ведущих поставщиков ПРОСОФТ – компания Advantech как член ассоциации ETG и один из лиди- рующих на рынке производителей обо- рудования и решений для промышлен- ной автоматизации также продолжает интенсивно развивать и активно под- держивать стандарт EtherCAT в своих линейках оборудования. Совокупно под маркой Advantech на сегодняшний день выпускается более 7000 наимено- ваний различной продукции: промыш- ленные компьютеры и контроллеры, Интернет-серверы, панели управления для человеко-машинного интерфейса, устройства сбора и передачи данных и многое другое. Для автоматизации производства на основе технологии EtherCAT разработ- чики компании Advantech предлагают многофункциональные решения на ба- зе промышленных ПК, высокопроиз- водительные EtherCAT-контроллеры, а также различные дополнительные ком- поненты для расширения их функцио- нальных и коммуникационных воз- можностей в виде плат, модулей вво- да/вывода и других устройств. С их по- мощью возможно управление машина- ми, роботами, станками с ЧПУ, а также общее управление движением в режи- ме реального времени. Эти решения обеспечивают высокую вычислитель- ную мощность благодаря специализи- рованному программному обеспече- нию, высокопроизводительным про- цессорам, а также объёмным хранили- щам и памяти. EtherCAT-контроллеры На сегодняшний день в данном клас- се решений разработчики предлагают новинку – AMAX-5000. Это линейка, включающая в себя контроллеры, мо- дули расширения формата PCIe, а так- же EtherCAT-модули ввода/вывода, ко- торые обеспечивают максимальную производительность системы. Разрабо- танные на основе традиционных ПЛК программируемые контроллеры авто- матизации AMAX от Advantech реали- зованы на базе процессоров Intel и предназначены для интеллектуальных заводских приложений. Контроллеры и модули обеспечивают открытую среду разработки и представляют собой еди- ную платформу со всеми функциями контроллера автоматизации. Вчастности, контроллерAMAX-5580 – это гибкая, компактная и мощная си- стема открытого типа. Существует не- сколько вариантов исполнения в зави- симости от процессора, оперативной памяти, накопителя и операционной системы, что позволяет подобрать оп- тимальный вариант для каждого про- екта или запроса (рис. 1). Контроллеры разработаны на базе процессоров Intel i7/i5/Celeron с тактовой частотой 2,6, 2,4 и 2 ГГц соответственно, базовые предлагаемые объёмы оперативной па- мяти – 4 и 8 ГБ. ПЛК AMAX-5580 пред- назначены для работы в диапазоне тем- ператур –10…+60°С, а компактная алю- миниевая конструкция в безвентиля- торном исполнении позволяет крепить их на DIN-рейку в шкафу управления. ОБ ЗОР / П РОМЫШЛ Е ННЫЕ С Е Т И СТА 4/2020 34 www.cta.ru