產(chǎn)品頻道

Thomas Rettig，德國(guó)倍福自動(dòng)化有效公司資深 EtherCAT 產(chǎn)品經(jīng)理

      隨著 EtherCAT P 的推出，倍福進(jìn)一步完善了其業(yè)已成為全球標(biāo)準(zhǔn)的 EtherCAT 技術(shù)。EtherCAT P 將超高速 EtherCAT 通訊與用于系統(tǒng)和外圍設(shè)備的 24 V 電整合在一起 — 也可以選擇另配電源。這表示單電纜自動(dòng)化（OCA）現(xiàn)在也可以在現(xiàn)場(chǎng)層實(shí)施，使得機(jī)器或其它設(shè)備可以采用即插即用的方式連接從 24 V 的傳感器到 600 V 的驅(qū)動(dòng)器，無(wú)需控制柜。

      EtherCAT P 將用于 EtherCAT P 從站及所連接的傳感器和執(zhí)行器的 24 V DC 電源整合在一根 4 芯標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)電纜中。U_S（系統(tǒng)和傳感器電源）和 Up（執(zhí)行器_P（執(zhí)行器外圍電壓）相互電氣隔離，并可分別為所連接的組件提供最大 3 A 的電流。

      EtherCAT P — 適用于傳感器、執(zhí)行器及測(cè)量技術(shù)組件的理想總線

      有了 EtherCAT P，U_S和 U_P電流直接饋入 100 Mbit/s 電纜的導(dǎo)線中，從而能夠?qū)崿F(xiàn)非常經(jīng)濟(jì)且緊湊的連接。這使得 EtherCAT P 總線非常適合用于傳感器、執(zhí)行器及測(cè)量技術(shù)組件，具有能夠?qū)⑿⌒?I/O 站接入到端子盒以及可以連接分布式 I/O 組件的優(yōu)點(diǎn)。倍福為 EtherCAT P 開(kāi)發(fā)了一款專(zhuān)用的 M8 連接器，其機(jī)械編碼可以防止它與標(biāo)準(zhǔn) EtherCAT 從站的連接器混淆。

      雙電纜連接：EtherCAT 和供電

雙電纜連接：EtherCAT 和供電    電纜解決方案：EtherCAT P EtherCAT P（右）在一根 4 芯標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)電纜中將強(qiáng)大的 EtherCAT 通訊與之前單獨(dú)的供電系統(tǒng)整合于一體

      若要連接組件和更高的電壓和/或電流，需要一個(gè)完整的設(shè)計(jì)時(shí)已涵蓋所有應(yīng)用需求的 EtherCAT P 連接器系列，最大可支持 400 V AC 或 600 V DC 直到 64 A 級(jí)的驅(qū)動(dòng)器。因此，新的連接器可以輕松連接所有現(xiàn)場(chǎng)層組件。對(duì)于 I/O 應(yīng)用，有防護(hù)等級(jí)為 IP 20 和 IP 67 的接口可提供。系統(tǒng)也非常適合用于交流和直流電機(jī)、執(zhí)行器、閥島及傳感器，如接近開(kāi)關(guān)、光柵或旋轉(zhuǎn)編碼器。對(duì)于視覺(jué)應(yīng)用，可以連接攝像頭、條形碼掃描儀和 3D 掃描儀。

      EtherCAT P 簡(jiǎn)化了系統(tǒng)布線工作

      EtherCAT P 的基本想法是通過(guò)減少自動(dòng)化組件及設(shè)備的連接器數(shù)量簡(jiǎn)化系統(tǒng)布線工作。可以很好地滿足個(gè)性化電源需求并具有高度可擴(kuò)展性的單電纜解決方案能夠安置在整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)層。對(duì)于 24 V 應(yīng)用，可以使用一根標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)電纜。而對(duì)于較高的電壓和電流，可以將 EtherCAT P 集成在各自的電源電纜中。倍?？蔀檫@些應(yīng)用提供各種電纜和連接器。

      由于無(wú)需使用單獨(dú)的電源電纜，這顯著降低了材料和裝配成本，減少了安裝時(shí)出錯(cuò)的可能性。同時(shí)，它也最大限度地減少了電纜線路、控制柜中以及機(jī)器本身的空間要求。其它優(yōu)點(diǎn)包括體積更小、更清楚布置的電纜運(yùn)行以及更小巧的傳感器和執(zhí)行器。這讓機(jī)器制造商在設(shè)計(jì)上有更多選擇，同時(shí)通過(guò)方便、需要工具輔助的系統(tǒng)布局降低硬件和系統(tǒng)成本。

EtherCAT P 為整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)層提供了一個(gè)高效的單電纜解決方案

      給設(shè)備直接供電，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活

      EtherCAT P 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工程師們非常熟悉的 EtherCAT 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)完全一樣，在選擇上也一樣很靈活。線型、樹(shù)型和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以自由組合，以實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)高效的系統(tǒng)布局。與傳統(tǒng)的 Power over Ethernet（PoE）不同，EtherCAT-P 用戶也可以通過(guò)一臺(tái)饋電設(shè)備級(jí)聯(lián)。EtherCAT P 設(shè)備的級(jí)聯(lián)僅受電壓跌落限制，但這可以通過(guò)添加饋電點(diǎn)的方式彌補(bǔ)。

      對(duì)于構(gòu)建定制的 EtherCAT P 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，我們已經(jīng)可以提供多款防護(hù)等級(jí)為 IP 20 和 IP 67 的基礎(chǔ)組件及 I/O 組件。由于采用 EtherCAT P 后，可以橋接 50 米甚至更遠(yuǎn)的距離，因此可以輕松鏈接范圍更寬泛的分布式機(jī)器模塊。也可以從 EtherCAT 無(wú)縫轉(zhuǎn)換到 EtherCAT P 網(wǎng)絡(luò)。相反，EtherCAT P 網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)和外設(shè)電壓可以使用一個(gè)簡(jiǎn)單的適配器阻斷，以便用它們自己的電源運(yùn)行 EtherCAT 設(shè)備。

      在設(shè)計(jì)或規(guī)劃一臺(tái)機(jī)器時(shí)，可以使用一個(gè)專(zhuān)用的 TwinCAT 設(shè)計(jì)工具配置單個(gè)用戶及電纜長(zhǎng)度。由于系統(tǒng)知道所有用戶數(shù)據(jù)，它也可以長(zhǎng)期計(jì)算單臺(tái)設(shè)備的功耗。例如，如果由于邏輯上的原因，2 個(gè)執(zhí)行器永遠(yuǎn)不會(huì)在同一時(shí)間切換，則它們也永遠(yuǎn)不需要在同一時(shí)間內(nèi)全功率。這樣可以進(jìn)一步節(jié)省所需的饋電和電源模塊。

隨著大量防護(hù)等級(jí)為 IP 20 和 IP 67 的 EtherCAT P 組件已經(jīng)可以供貨，用戶能夠以最佳可能的方式為其應(yīng)用實(shí)施網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

      針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的單電纜自動(dòng)化

      EtherCAT P 開(kāi)發(fā)用于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的單電纜自動(dòng)化。由于它簡(jiǎn)化了系統(tǒng)布線工作，機(jī)器設(shè)計(jì)不再那么復(fù)雜，從而顯著降低了工程和生產(chǎn)成本。自動(dòng)化組件、分布式端子盒，甚至各個(gè)機(jī)器模塊和機(jī)器人都通過(guò)一根電纜供電及傳輸控制信號(hào)。過(guò)去無(wú)可避免要使用的大型控制柜的尺寸可以大大減少甚至無(wú)需再使用。因此，模塊化的機(jī)器和系統(tǒng)方案現(xiàn)在也可以用更低的裝配和啟動(dòng)成本實(shí)施，減少了占地面積，同時(shí)提高了靈活性。

      可插拔的自動(dòng)化未來(lái)可以帶來(lái)更高的效率。隨著針對(duì)各種功率要求的 EtherCAT P 連接器成為標(biāo)準(zhǔn)，24 V 及更高功率等級(jí)的工業(yè)連接器排插不再遙不可及，而是一個(gè)可行的解決方案。機(jī)器設(shè)計(jì)師可以非常靈活地以較低成本在一臺(tái)機(jī)器內(nèi)分配這些排插，或更具具體的應(yīng)用需求安裝。采用這樣一個(gè)即插即用設(shè)計(jì)，只需要插入一根匹配的 EtherCAT 電纜即可輕松連接所有所需的傳感器和執(zhí)行器，以及分布式端子盒和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器模塊。

由于 EtherCAT P 布線適用于各種性能等級(jí)的自動(dòng)化組件，單電纜自動(dòng)化為模塊化設(shè)備和機(jī)器設(shè)計(jì)提供了最佳基礎(chǔ)

      EtherCAT P：技術(shù)亮點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

      EtherCAT 是由倍福開(kāi)發(fā)的一種開(kāi)放式以太網(wǎng)技術(shù)，自 2007 年起成為國(guó)際 IEC 及 SEMI 標(biāo)準(zhǔn)。近期推出先進(jìn)并已經(jīng)由 EtherCAT 技術(shù)協(xié)會(huì)（ETG）以成熟的方式發(fā)布的 EtherCAT P 技術(shù)與傳統(tǒng)的 EtherCAT 完全兼容。因此，EtherCAT 的出色性能，如直達(dá)傳感器或執(zhí)行器的 100 Mbit/s 全雙工通訊、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、與分布式時(shí)鐘的高精度同步以及低于 100 ms 的周期時(shí)間，將繼續(xù)可無(wú)限制使用。其它 EtherCAT P 特有的優(yōu)點(diǎn)包括：

      – 通過(guò)一根 4 芯電纜實(shí)現(xiàn) EtherCAT 通訊及每臺(tái)設(shè)備獲得 2 組獨(dú)立的 24 V 電，每組最大提供 3 A 的電流

      – 給所連接的設(shè)備供電

      – 從 24 V 到 600 V 的可擴(kuò)展的連接器系列，最大電流 64 A

      – 由于具有級(jí)聯(lián)能力，在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇上具有很大的靈活性

      – 以低連接成本實(shí)現(xiàn)出色的 EtherCAT 性能

      – 降低硬件和安裝成本

      – 減少接線出錯(cuò)可能，降低布線成本

      – 優(yōu)化電纜線路、控制柜及機(jī)器的空間利用率

      – 無(wú)需使用單獨(dú)的電源電纜，從而可以使用體積更小的傳感器和執(zhí)行器