Сгенерируйте файлы ENI для устройств EtherCAT ®
В этом примере показано, как сгенерировать файлы сетевой информации EtherCAT (ENI) для использования в Simulink ® Real-Time™ с устройствами EtherCAT.
Пример показывает шаги процесса генерации в EtherCAT Configurator и шаги процесса в плагине TwinCAT XAE для Microsoft Visual Studio ®.
Аппаратные соединения:
EK1100 -- Соединитель EtherCAT
EL3062 -- Терминал EtherCAT
EL4002 -- Терминал EtherCAT
EL9011 -- Терминал конца шины
Соединитель EK1100 соединяет EtherCAT с терминалами EtherCAT (ELxxxx). Одна станция состоит из EK1100 соединителя, любого количества терминалов EtherCAT и конечного терминала шины.
Для подключения питания подключите клеммы 24 В и 0 В EK1100 к клеммам RPS и Ve.
Аналоговый входной терминал EL3062 обрабатывает сигналы в области значений [-10, 10] V.
Аналоговый выходной терминал EL4002 генерирует сигналы в области значений [0, 10] V.
Чтобы настроить сеть EtherCAT, подключите устройства EtherCAT к компьютеру разработчика, на котором работает конфигуратор EtherCAT. Это соединение позволяет сканировать и обнаруживать устройства EtherCAT. После того, как конфигуратор сгенерирует XML- файл, можно повторно подключить устройства EtherCAT к целевому компьютеру. Эта схема показывает предлагаемые соединения.
Установите TwinCAT 3.1 XAE и запустите Microsoft Visual Studio ® с TwinCAT
Последней версией TwinCAT является версия 3.x, которая является предпочтительным инструментом строения.
Подверсия XAE не содержит механизм полного запуска, работающий в Windows. С ними можно бесплатно ознакомиться на веб-сайте компании Beckhoff. Для использования с Simulink Real-Time, вам не нужен механизм времени запуска, потому что вы используете реализацию времени запуска на цели. Полная версия с run time engine требует покупки лицензии у Beckhoff.
Программное обеспечение TwinCAT 3.1 требует установки поддерживаемой версии Microsoft Visual Studio. TwinCAT 3.1 использует интегрирование с графическим интерфейсом пользователя MSVC и сам по себе не имеет графического интерфейса пользователя. Версии MSVC, с которыми работает заданная версия TwinCAT, обсуждаются в документации TwinCAT. Установка находит поддерживаемые версии MSVC на вашем компьютере и устанавливает их.
Для установки TwinCAT 3.1 XAE:
Перейдите в www.beckhoff.com и выберите Загрузить.
Выберите TwinCAT 3 и загрузите настройку.
Установите TwinCAT 3.
Запустите Microsoft Visual Studio.
В меню TwinCAT выберите Show Realtime Ethernet Compatible Devices.
Выберите адаптер Ethernet для устройства EtherCAT, затем выберите Установить.
Поскольку TwinCAT устанавливает фильтр Ethernet на линии с выбранным портом Ethernet, рекомендуется добавить дополнительный порт Ethernet для использования исключительно с EtherCAT, чтобы избежать любой возможной проблемы, которую фильтр может вызвать при совместном использовании порта связи Simulink Real-Time host-target с TwinCAT.
Все программы строения EtherCAT используют файлы EtherCAT Slave Information (ESI) для описания подчиненных устройств, которые находятся в сети. Эти программы Beckhoff строения начинаются с устройств Beckhoff. Чтобы правильно настроить сеть EtherCAT с устройствами других производителей, возможно, потребуется получить правильный файл с веб-сайта производителя устройства. Если в сети нет файла ESI для ведомого сервера, процесс скана не заполняет Solution Explorer правильным именем устройства, и переменные чтения и записи неверны.
Чтобы создать новый проект TwinCAT в Visual Studio:
Запуск Visual Studio. Перейдите в Файл > Создать > Проект.
В разделе Установленный (Installed) выберите TwinCAT Projects и нажмите кнопку ОК.
Проверьте, успешно ли создан проект, в строке состояния Microsoft Visual Studio.
Введите лицензию, если этот образец впервые использует TwinCAT и вы установили полную версию. Если вы используете TwinCAT в режиме оценки, заполните Captcha.
Наблюдайте за панелью Solution Explorer в левой части Visual Studio.
Перейдите в меню TWINCAT и выберите Скан. Можно также щелкнуть правой нажатие кнопки Обозреватель решений > проект TwinCAT > ввод-вывод > Устройства > Скан.
Откроется диалоговое окно с сообщением Все устройства могут не найти автоматически. Нажмите OK и дождитесь завершения скана. Теперь вы увидите диалоговое окно, в котором говорится, что новые устройства ввода-вывода были найдены.
Убедитесь, что флажок установлен, а затем нажмите кнопку OK. Появится диалоговое окно с Сканом для полей? сообщение. Нажмите Да. Устройства EtherCAT в сети сканируются, и устройства появляются.
Вы видите диалоговое окно, которое спрашивает, активировать ли режим свободного запуска. Выберите No.
Наблюдайте за Solution Explorer и проверьте, что устройства были проверены правильно.
При первом запуске TwinCAT правая информационная панель не отображается. Необходимо дважды кликнуть любой элемент в древовидном представлении при первом нажатии. После этого диалоговое окно информации по любому элементу отображается нажатием кнопки мыши по этому элементу в древовидном представлении Solution Explorer.
Сконфигурируйте данные главного узла EtherCAT с помощью TwinCAT
Чтобы сконфигурировать главный узел EtherCAT, создайте и сконфигурируйте задачу, затем добавьте входы и выходы к задаче.
Чтобы создать задачу EtherCAT:
В обозревателе решений щелкните правой кнопкой мыши узел Задачи и выберите Добавить новый элемент.
В диалоговом окне Вставить задачу выберите Задача TwinCAT с изображением, укажите имя задачи и нажмите кнопку ОК.
Выберите задачу, которую вы создали. Значение Cycle Ticks определяет время цикла как произведение базового времени, определенного для элемента Real-Time. Время задачи по умолчанию устанавливается равным 10 мс. Если вы используете синхронизацию распределенных часов, время задачи 1-2 мс является самым медленным, которое работает с основным режимом постоянного тока сдвиг.
Создайте, по крайней мере, одну циклическую задачу ввода/вывода. Соедините эту задачу, по меньшей мере, с одной входной переменной и с одной выходной переменной на каждом ведомом устройстве.
Если вы хотите запустить быстрее, чем 1 мс времени, вам нужно изменить базовое время на элементе Real-Time над Задачами. На вкладке Settings необходимо изменить выбор базового времени на более быстрый.
При помощи распределенных синхроимпульсов (DC) протокол EtherCAT может синхронизировать время во всех локальных шинных устройствах в узкой области значений допусков. Только некоторые устройства EtherCAT поддерживают DC. Важно, что если устройство поддерживает DC, вы конфигурируете его соответствующим образом. Например, в примере строения, EL4002 поддерживает DC. Большинство контроллеров движения (приводы двигателей) поддерживают DC, а некоторые требуют, чтобы он достиг состояния Op.
Чтобы сконфигурировать контроллер домена EtherCAT:
Включите DC и выберите Bus сдвига или Master shift DC mode.
Щелкните на узле Device n (EtherCAT)
Выберите вкладку EtherCAT на информационной панели.
Щелкните Дополнительные настройки (Advanced Settings), который открывает новое диалоговое окно.
В диалоговом окне Advanced Settings выберите страницу Distributed Clocks.
По умолчанию устанавливается флажок Автоматический выбор режима постоянного тока (Automatic DC Mode Selection), который обычно устанавливает Основной режим постоянного тока (Master Shift DC). Первый ведомый элемент с поддержкой постоянного тока является ссылкой временем, и время выполнения Simulink Real-Time немного смещено, чтобы согласовать выполнение с ссылкой временем.
Отмените выбор автоматического режима и у вас есть управление тем, какой режим постоянного тока использовать или выключить. Следующие элементы с автоматическим снятием выбора.
При отмене выбора DC синхронизация распределенных синхроимпульсов не выполняется. Это приводит к гораздо более быстрому времени инициализации, чтобы перейти в состояние Op, но синхронизация между ведомыми устройствами отсутствует.
При выбранном DC между целевой машиной Speedgoat и ведомыми устройствами EtherCAT существует два различных метода синхронизации.
В качестве ссылки синхроимпульса Independent DC Time использует первый ведомый элемент с поддержкой DC, а целевой синхроимпульс машины слегка регулируется, чтобы фаза выполнение модели блокировки первому ведомому блоку с поддержкой DC.
Время постоянного тока, управляемое временем TwinCAT, должно считываться как управляемое целевым временем машины в Simulink Real-Time. Это режим переключения шин, в котором целевая машина является ссылкой синхроимпульсом, а ведомые времена выполнения слегка смещены на фазу блокировки к целевой машине.
Выберите «Измерение во время непрерывного выполнения» и «Мониторинг окна синхронизации».
Теперь, когда вы выбрали режим постоянного тока для использования, можно посетить все подчиненные устройства постоянного тока в сети и установить их в правильный режим. Этот пример файла поддерживает только один ведомый элемент с поддержкой DC, EL4002.
Щелкните узел Term 3 (EL4002) и выберите вкладку DC.
По умолчанию для операции задано значение SM-Synchron, которое не синхронизирует выход во время постоянного тока. Смените операцию на DC-Synchron. Различные подчиненные устройства имеют различные имена для рабочего режима.
Нажмите Advanced Settings и установите опции Distributed Clock как показано на рисунке.
Чтобы экспортировать и сохранить строение EtherCAT, сгенерируйте файл ENI:
Щелкните узел устройства EtherCAT и выберите вкладку EtherCAT.
Щелкните Экспорт файла строения.
В диалоговом окне «Сохранить как» введите имя XML- файл, например
simple_adda_eni.xml, затем нажмите кнопку «Сохранить». Этот XML- файл является файлом ENI. ENI- файл и модель Simulink Real-Time, которая использует файл ENI, не могут иметь то же имя. У них должны быть разные имена.Когда вы закрываете проект TwinCAT, редактируемая версия этого строения сохраняется в файле проекта. Изменить строение можно путем открытия этого проекта и повторного экспорта в XML.
Импорт устройства с помощью конфигуратора
Импорт устройства часто является частью рабочего процесса для сторонних (разных производителей) устройств. Используйте этот процесс для настройки устройства, которое отсутствует в системе Beckhoff. Под эту категорию подпадают многочисленные двигатели и их приводы. Иногда необходимо сконфигурировать устройство, которое отсутствует в системе Beckhoff. Мастер или System Manager TwinCAT EtherCAT использует файлы описания устройств для генерации строения в интерактивном или автономном режиме.
Описания устройств содержатся в файлах ESI (EtherCAT Slave Information) в формате XML. Эти файлы могут быть запрошены у соответствующего производителя и доступны для загрузки. XML- файл может содержать несколько описаний устройств.
Файлы ESI для устройств Beckhoff EtherCAT доступны на веб-сайте Beckhoff и хранятся в папке установки TwinCAT. Значение по умолчанию для TwinCAT2 является C:\TwinCAT\IO\EtherCAT. Файлы считываются (один раз) при открытии нового окна System Manager и их изменении с момента последнего открытия окна System Manager.
При использовании конфигуратора TwinCAT установка TwinCAT включает набор Файлов Beckhoff, которые были текущими во время создания сборки TwinCAT. Для TwinCAT 2.11, TwinCAT 3 и более поздних версий можно обновить папку ESI из System Manager, если программный ПК подключен к Интернету (Option > Update EtherCAT Device Descriptions).