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一體式設(shè)計(jì)的高性能EtherCAT遠(yuǎn)程I/O模塊

http://m.casecurityhq.com 2022-10-24 10:35 來(lái)源:

  EtherCAT是分布式高性能I/O系統(tǒng)的理想選擇,那國(guó)內(nèi)有沒(méi)有一款經(jīng)過(guò)市場(chǎng)驗(yàn)證的EtherCAT遠(yuǎn)程I/O模塊呢?今天,我們就為您介紹一款,集成在PCB板上的EtherCAT遠(yuǎn)程I/O模塊,讓您輕松實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集。

  EtherCAT是一項(xiàng)高性能、低成本、應(yīng)用簡(jiǎn)單、拓?fù)潇`活且開(kāi)源的確定性工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。該技術(shù)突破了其他以太網(wǎng)解決方案的系統(tǒng)限制:通過(guò)該項(xiàng)技術(shù),無(wú)需接收以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包,將其解碼,之后再將過(guò)程數(shù)據(jù)復(fù)制到各個(gè)設(shè)備。其關(guān)鍵工作原理在于其節(jié)點(diǎn)對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的處理:在數(shù)據(jù)幀向下游傳輸?shù)倪^(guò)程中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)讀取尋址到該節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù),并將它的數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)幀。這種傳輸方式提高了帶寬利用率,使得每個(gè)周期通常用一個(gè)數(shù)據(jù)幀就足以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)刷新,同時(shí),網(wǎng)絡(luò)無(wú)需使用交換機(jī)或集線器,從而確保了實(shí)時(shí)操作并避免延遲。

  EtherCAT的運(yùn)行機(jī)制決定了它比其他標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)具備更大的優(yōu)勢(shì):響應(yīng)時(shí)間快,每臺(tái)設(shè)備的數(shù)據(jù)要求最低且實(shí)施成本低。此外,EtherCAT幾乎支持所有的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),使得帶有成百上千個(gè)節(jié)點(diǎn)的純總線型或線性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)成為可能。因此,EtherCAT成為高性能的分散式I/O系統(tǒng)的理想選擇。EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)可連接多達(dá) 65535 個(gè)設(shè)備,網(wǎng)絡(luò)容量幾乎沒(méi)有限制,因此可以將模塊化的 I/O 設(shè)備設(shè)計(jì)為每個(gè) I/O 片都是一個(gè)獨(dú)立的 EtherCAT 從站,而包含一千個(gè)分散式數(shù)位輸入/輸出的程序資料交換只需30us。

  集成在PCB板上的EtherCAT遠(yuǎn)程I/O模塊

  01 虹科HK-MXB I/O模塊概述

  虹科HK-MXB系列是一款EtherCAT工業(yè)以太網(wǎng)總線接口,集成數(shù)字量輸入和輸出的混合I/O模塊,可以為更高層級(jí)的EtherCAT主站控制器提供理想通道。HK-MXB采用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)24V NPN/PNP型數(shù)字邏輯輸入信號(hào),并對(duì)捕獲的信號(hào)進(jìn)行限流、電氣隔離的安全保護(hù)。

  同時(shí),HK-MXB還可以將主站控制器發(fā)出的指令信號(hào)轉(zhuǎn)換為NPN/PNP型工業(yè)24V數(shù)字邏輯信號(hào)輸出,最大具備0.5A/CH的驅(qū)動(dòng)電流,可用于對(duì)繼電器、指示燈以及數(shù)字邏輯信號(hào)的驅(qū)動(dòng)。

  HK-MXB的輸入通道與輸出通道,EtherCAT通信接口以及電源接口,都擁有對(duì)應(yīng)的LED指示燈,用于快速觀察和診斷信號(hào)與指令狀態(tài)。

  02 主要特性:

  虹科HK-MXB I/O模塊關(guān)鍵特性:

  1) 支持16、32或48通道24V NPN/PNP型數(shù)字量輸入

  2) 支持16、32或48通道24V NPN/PNP型數(shù)字量輸出

  3) 輸入限流保護(hù)

  4) 輸出限流與短路保護(hù)

  5) 總線通信故障指示燈

  6) 插拔式接線端子

  7) DIN35導(dǎo)軌安裝

  虹科HK-MXB I/O模塊基于PCB布線的概念,將EtherCAT遠(yuǎn)程I/O有關(guān)的I/O信號(hào)通道、RJ45通訊端口、電源信號(hào)端子等集成在PCB板上,無(wú)需額外的接線板和耦合器,便于現(xiàn)場(chǎng)安裝與布線。

  HK-MXB I/O模塊現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施

  01 設(shè)備安裝

  模塊支持DIN35導(dǎo)軌安裝,可以比較便利的放置在電氣柜中。

  02 連接電源

  模塊供電設(shè)計(jì)為Us、Up兩部分,分別對(duì)應(yīng)通信系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備側(cè)。Us用于模塊通訊系統(tǒng)供電,Up用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備測(cè)供電,用戶使用時(shí),可采用2路相互隔離的電源轉(zhuǎn)換器分別為Us、Up進(jìn)行供電。從而當(dāng)MXB系列模塊的現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出信號(hào)部分電路產(chǎn)生異常情況(如電源異常、負(fù)載短路、浪涌)時(shí),能夠保護(hù)通信部分電路能夠不受影響,以及防止現(xiàn)場(chǎng)干擾信號(hào)影響到通信電路。

  03 總線拓?fù)?/p>

  模塊將EtherCAT遠(yuǎn)程I/O有關(guān)RJ45通訊端口集成在了PCB板上,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)可與其他設(shè)備通過(guò)CAT5e的線纜直接連接。

  1)  當(dāng)模塊為第一個(gè)與主站相連的從站設(shè)備時(shí),必須使用模塊上的IN端口與主站連接。

  2)  當(dāng)模塊為中間位置的從站設(shè)備是,必須使用IN端口與前一級(jí)從站設(shè)備連接,使用OUT端口與后一級(jí)從站設(shè)備連接。

  3)  當(dāng)模塊為最后一個(gè)從站設(shè)備時(shí),必須使用IN端口與前一級(jí)從站設(shè)備連接,并空置OUT端口。

  04 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

  1) 首次使用時(shí),需要將從站XML配置文件導(dǎo)入主站,具體方案請(qǐng)查閱各廠家主站使用手冊(cè)。

  2) 連接電源供電,使用帶屏蔽的CAT5e以太網(wǎng)線連接模塊與主站。

  3) DI數(shù)字量信號(hào)輸入接線。

  4) DO數(shù)字量信號(hào)輸出接線。

  5) 啟動(dòng)電源,通過(guò)主站掃描從站。

  6) 主站通過(guò)PDO操作,可對(duì)DI、DO分別的16個(gè)進(jìn)行操作。

  7) 觀察模塊上對(duì)應(yīng)通道的輸入、輸出指示燈狀態(tài)以確認(rèn)信號(hào)通斷。

  典型應(yīng)用

  01 典型應(yīng)用

  HK-MXB I/O模塊可以將I/O信號(hào)與機(jī)器人系統(tǒng)的一些特殊功能相關(guān)聯(lián),用于對(duì)機(jī)器人進(jìn)行某種控制和監(jiān)控機(jī)器人系統(tǒng)的狀態(tài)。同時(shí),MXB模塊可以安裝在遠(yuǎn)程機(jī)架柜中,在合適的地方布置遠(yuǎn)程I/O站點(diǎn)。一個(gè)區(qū)域的信號(hào)都接到這個(gè)站點(diǎn)中,然后站點(diǎn)和主電柜PLC進(jìn)行通訊。這樣的方式可以減少成本,方便布線。

  02 半導(dǎo)體生產(chǎn)

  EtherCAT由于其通訊速率高,通訊質(zhì)量好,通訊介質(zhì)廣,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活,可應(yīng)用于安全等級(jí)較高的危險(xiǎn)場(chǎng)合。半導(dǎo)體生產(chǎn)制造中,常常有著許多閥島、驅(qū)動(dòng)器、傳感器和氣控或電控設(shè)備,HK-MXB I/O模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相應(yīng)信號(hào)的采集、控制或遠(yuǎn)程維護(hù)。

  03 光伏與風(fēng)電

  光伏產(chǎn)業(yè)是基于半導(dǎo)體技術(shù)和新能源需求而興起的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè),也是未來(lái)全球先進(jìn)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)。在光伏跟蹤控制中,控制中心會(huì)接受多臺(tái)光伏跟蹤設(shè)備上傳的各種數(shù)據(jù),并且根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果發(fā)出跟蹤控制信號(hào)。HK-MXB I/O模塊可以承擔(dān)設(shè)備內(nèi)傳感器到位信號(hào)檢測(cè)和驅(qū)動(dòng)繼電器等相關(guān)設(shè)備向控制中心上傳數(shù)據(jù)、接受指令的功能。

  總結(jié)

  隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來(lái),提高工廠生產(chǎn)效率的需求日漸增強(qiáng)。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在工廠的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,同時(shí),連接到網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量,比如制造設(shè)備,也在迅速增加。提供高效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的EtherCAT使高速率高精度控制成為可能,十分適用于用于需要高速率和高精度控制的如工業(yè)機(jī)器人、半導(dǎo)體生產(chǎn)、數(shù)控機(jī)床、光伏與風(fēng)電以及過(guò)程控制等領(lǐng)域。

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