Ethernet for Control Automation (EtherCAT ®) - открытый сетевой протокол Ethernet для распределенного управления в реальном времени, например, в автомобильных и промышленных системах. Протокол EtherCAT обеспечивает:
Детерминированное и быстрое время цикла
Недорогой модуль ввода/вывода
EtherCAT-сети состоят из одного главного узла и нескольких подчиненных узлов. Поддиапазон EtherCAT Simulink ® Real-Time™ поддерживает только главный узел сети EtherCAT. Нельзя эмулировать подчиненные узлы с помощью блоков в поддиапазоне EtherCAT. Эти блоки можно использовать для прототипирования нескольких сетей EtherCAT с помощью нескольких плат Ethernet.
Вы моделируете сеть EtherCAT с помощью одного из сторонних конфигураторов EtherCAT: TwinCAT ® 3 от Beckhoff ® или EC-Engineer от Acontis.
Чтобы преобразовать сетевую модель в модель Simulink Real-Time, ознакомьтесь со следующими отображениями:
Как минимум, каждая модель EtherCAT должна содержать блок EtherCAT Init. Блок EtherCAT Init содержит ссылку на файл сетевой информации EtherCAT (ENI). Файл ENI описывает сеть, включая переменные устройства сети.
Если файл конфигурации создается с помощью TwinCAT 3, используйте программное обеспечение для создания хотя бы одной циклической задачи ввода-вывода. Свяжите эту задачу, по меньшей мере, с одним входным каналом и одним выходным каналом на каждом ведомом устройстве. При создании файла с помощью Acontis EC-Engineer программа создает одну задачу по умолчанию, связанную со всеми каналами ввода/вывода ведомого устройства. Скорость выполнения задачи равна времени выборки блоков EtherCAT.
Если известны засечки цикла ввода/вывода, в диалоговом окне Параметры конфигурации модели (Model Configuration Parameters) задайте для параметра Фиксированный размер шага (Fixed-step size) значение, соответствующее этим ограничениям.
Цикл всех подчиненных устройств EtherCAT.
Время выборки всех остальных блоков в модели Simulink.
Дополнительные сведения см. в разделе Деривация фиксированного размера шага.
Если известны переменные устройства, используемые в модели, добавьте блок EtherCAT PDO Receive или EtherCAT PDO Transmit для каждой переменной EtherCAT-устройства. При добавлении этих блоков в модель блок получает список переменных устройства из файла конфигурации в блоке EtherCAT Init. При указании переменной устройства в диалоговом окне блока программа обновляет информацию о блоке с помощью информации о переменной устройства из файла конфигурации.
Для передачи информации CANopen по EtherCAT (CoE) через сеть добавьте в модель блоки SDO/CoE. Для передачи с помощью интерфейса SERCOS (SErial Real time COmmunication Specification) по интерфейсу EtherCAT (SoE) через сеть добавьте в модель блоки SSC/SoE.
Блоки SDO/CoE и блоки SSC/SOE бывают двух типов: синхронные и асинхронные. С точки зрения EtherCAT, поведение этих типов мало отличается. Разница возникает во время выполнения приложения в реальном времени. Синхронные блоки останавливают выполнение, пока блоки ожидают ответа. Асинхронные блоки продолжают выполнение и опрашивают модуль ввода-вывода для получения ответа.
Чтобы избежать перегрузки ЦП, установите время выборки для синхронных блоков на значение, по меньшей мере, в три раза превышающее это значение для блоков PDO.
Для отслеживания состояния сети или перевода сети в определенное состояние добавьте блок EtherCAT Get State или EtherCAT Set State.
Блок EtherCAT Init планирует сетевые события в фазе 1 и фазе 2.
Фаза 1
Считывание данных из переменных EtherCAT из последнего принятого кадра в блоки приема EtherCAT PDO.
Используйте любой из этих блоков в любом порядке:
EtherCAT PDO Receive - обрабатывает данные, считанные из последнего кадра, полученного от ведомого устройства.
EtherCAT PDO Transmit - буферы данных для передачи в следующем кадре ведомому устройству.
Используйте каждый из этих блоков в любом порядке. Синхронная загрузка и загрузка занимает не менее трех делений самого быстрого цикла PDO, чтобы завершить обработку.
EtherCAT Sync SDO Upload - ставит в очередь кадр SDO с новым значением, ожидает ответа.
EtherCAT Sync SDO Download - ставит в очередь кадр SDO с запросом данных, ожидает ответа.
EtherCAT Async SDO Upload - ставит в очередь кадр SDO с новым значением, проверяет ответ, продолжает выполнение.
EtherCAT Async SDO Download - ставит в очередь кадр SDO с запросом данных, проверяет ответ, продолжает выполнение.
EtherCAT Sync SSC/SoE Upload - ставит в очередь кадр SSC/SoE с новым значением, ожидает ответа.
EtherCAT Sync SSC/SoE Download - ставит в очередь кадр SSC/SoE с запросом данных, ожидает ответа.
EtherCAT Async SSC/SoE Upload - ставит в очередь кадр SSC/SoE с новым значением, проверяет ответ, продолжает выполнение.
EtherCAT Async SSC/SoE Download - ставит в очередь кадр SSC/SoE с запросом данных, проверяет ответ, продолжает выполнение.
EtherCAT Get State - считывает текущее состояние сети EtherCAT.
Состояние набора EtherCAT - запрос очередей на изменение текущего состояния сети EtherCAT.
Фаза 2
Отправьте кадры PDO, а затем следующие доступные кадры SDO в очереди.
Загрузка асинхронного SDO EtherCAT | Асинхронная загрузка SDO EtherCAT | Загрузка асинхронного SSC/SOE EtherCAT | Асинхронная загрузка EtherCAT SSC/SoE | Состояние получения EtherCAT | EtherCAT Init | Прием EtherCAT PDO | Передача EtherCAT PDO | Состояние набора EtherCAT | Загрузка EtherCAT Sync SDO | Загрузка EtherCAT Sync SDO | Загрузка EtherCAT Sync SSC/SOE | Загрузка EtherCAT Sync SSC/SoE