Вопросы по теме: EtherCAT

Используются две среды: PROMPOWER PLC Studio для серии PMP20 и Codesys для серий PMP30 и PMP301. Среда разработки указана в характеристиках каждой карточки товара, и на неё стоит смотреть до заказа — переносить проект между средами придётся руками.

Отправная точка выбора — не сам протокол, а то, что уже используется на объекте: если верхний уровень автоматизации построен на определённой сети, преобразователь логично интегрировать в неё же, а не заводить отдельный контур связи ради одного привода.

Нужны контроллер с портом EtherCAT, сервоприводы с таким же портом и линейная топология сети — коммутаторы и концентраторы шине EtherCAT не требуются. У PMP3xx верхний разъём RJ45 отведён под Ethernet и связь с Codesys, нижний — под EtherCAT.

Меняется верхний слой — то, как приводу задают режим и команду. Нижний слой, то есть настройка контуров и защиты, остаётся прежним, и это главная хорошая новость при переходе. Что становится другим: режим работы задаётся не параметром, а объектом словаря 6060h, а не значением P0-01.

Линейка PSS5 заявлена как замена для Siemens SINAMICS V90 и Schneider Electric Lexium 28 и Lexium 23. Главный вопрос при такой замене — не двигатель, а то, как ось встроена в систему управления машины. Что определяет объём работ: Машина на промышленной сети.

Profinet подключается опциональным коммуникационным модулем — встроенным в преобразователь интерфейсом идёт Modbus RTU, а Profinet, Profibus DP, Modbus TCP, EtherCAT и CANopen добавляются платой из раздела опции для преобразователей частоты.

Серводвигатель и сервопривод подбираются в паре: сначала двигатель под механику, потом привод под двигатель — по мощности, напряжению питания и типу интерфейса управления.

Одной установки платы мало: преобразователь надо перевести на сетевое управление и указать ему, каким протоколом работать. Настройка занимает четыре параметра, и все они лежат в группе параметров связи и в группе основных настроек привода.

Различие в интерфейсе управления, и оно тянет за собой разный набор режимов. Проверять надо по руководству своей серии: параметр с одним и тем же номером в разных сериях означает разное. PSD5F — полнофункциональный.

Базовый диапазон кодов общий: тревоги от E-010 до E-320 описаны в руководствах всех четырёх серий с одинаковым смыслом. Поэтому разбор перенапряжения, перегрузки, ошибок энкодера и перебега одинаков и для импульсного привода, и для привода с промышленной сетью.

По шильдику подбирается не «такой же артикул», а совпадение по четырём группам данных: электрика, механика, датчик, интерфейс привода. Кросс-таблицы кодов заказа между производителями не существует, поэтому подбор всегда идёт по характеристикам.

Для сервоприводов нужен контроллер с портом EtherCAT — это PMP30 или PMP301. Обычный обмен по Modbus для управления осями не годится: он не даёт нужного цикла и синхронизации. Что определяет выбор между двумя сериями: Число осей.

Для серии PD310 выпускаются модули трёх типов: расширение входов-выходов, интерфейсы промышленных сетей и выносные пульты управления. Все они собраны в разделе опции для преобразователей частоты.

Три серии различаются средой разработки и коммуникационными возможностями. PMP20 программируется в PROMPOWER PLC Studio и имеет встроенный Ethernet; PMP30 и PMP301 работают в Codesys и дополнительно несут порт EtherCAT для управления приводами.

Заводские сетевые настройки: IP-адрес 192.168.6.6, маска подсети 255.255.255.0, шлюз 192.168.6.1. Порт Ethernet — верхний разъём RJ45; второй разъём RJ45 отведён под EtherCAT и для программирования не используется.

По умолчанию станции на шине EtherCAT адресуются по положению в линии: первая от контроллера, вторая и так далее. Псевдоним — это собственный номер станции, который записывается в неё саму и не зависит от порядка подключения. Диапазон значений от 0 до 65535, хранится он в регистре с адресом 2700h.

Режимы разделены на три группы — по положению, по скорости и по моменту, и выбор режима определяет, что именно контроллер передаёт приводу в каждом цикле обмена. Управление положением: csp — циклический синхронный режим положения. Контроллер каждый цикл шины выдаёт новое задание положения.

В линейке есть модели на 6 и на 18 портов. PPS-1G0612 — это 4 порта 10/100/1000 Мбит/с RJ45 с поддержкой PoE плюс 2 порта uplink; PPS-1G18230 — 16 портов RJ45 с PoE плюс 2 порта uplink.

Порядок сборки проекта такой: сначала в дерево устройств добавляется главная станция шины, затем под ней — ведомые станции, и уже к ведомой станции привязывается ось. Настройки ведомой станции разложены по вкладкам.

Ограничение задаёт мастер, а не привод. Для контроллера PMP30 руководство называет предел прямо: до 32 осей при цикле синхронизации 1 мс. Имя-псевдоним станции при этом задаётся в диапазоне от 0 до 65535, так что адресация числом осей не ограничена.

Топология только линейная: коммутаторы и концентраторы не нужны, приводы включаются в цепочку один за другим. Правило подключения портов жёсткое: «снизу вход, сверху выход». Мастер подключается к нижнему порту первого привода, верхний порт первого идёт в нижний порт второго и так далее.

У обеих серий объём памяти одинаковый: 32 МБ под программу, 32 МБ под данные и 6 МБ под энергонезависимую область retain. Различаются они не памятью, а производительностью процессора — 1 ГГц у PMP30 против 0,8 ГГц у PMP301. Что это значит на практике: Объём программы перестаёт быть ограничением.

Да, это одна из основных ниш для сервопривода: короткий такт, повторяемость и синхронизация нескольких осей — ровно то, ради чего сервосистема и ставится. Диапазон линейки от 0,1 до 15 кВт перекрывает практически все узлы упаковочной машины.

В линейке три варианта: 12–48 В постоянного тока у 6-портовой модели, 100–240 В переменного тока у 18-портовой и 24 В постоянного тока у коммутатора EtherCAT. Вариант питания фактически определяет, где коммутатор будет стоять. Как это влияет на проект: 12–48 В постоянного тока.

Для манипуляторов, порталов и механизмов типа «взял-переставил» — да, это стандартная задача многоосевой сервосистемы. Для антропоморфного робота как готового изделия нужен не набор приводов, а система управления движением: кинематика, интерполяция и безопасность решаются на уровне контроллера.

Руководство по программе перечисляет три серии, для которых доступен полный набор функций: PSD5F, PSD5L1 и PSD5C1. Связь с приводом идёт по RS-232 кабелем с разъёмом DB9, и перед подключением нужно проверить, что номер станции P7-10 соответствует настройкам порта в программе.

PMP-6EC — это не обычный коммутатор Ethernet, а разветвитель шины EtherCAT: один канал ввода и пять каналов вывода, устройство работает как ведомый узел EtherCAT Slave. Питание — 24 В постоянного тока, габариты 40 × 107 × 111,7 мм, поддержки PoE нет.

Сервосистема PSS5 позиционируется как замена для Omron Accurax G5 и SmartStep R7D, Mitsubishi Electric MR-J4 и MR-JE, Delta Electronics ASDA-A3 и ASDA-B3, Yaskawa Sigma-7, Siemens SINAMICS V90, Schneider Electric Lexium 28 и Lexium 23, FANUC серии βi-B и Lenze HighLine.

Это тревоги машины состояний EtherCAT (ESM), и появляются они не из-за проводки, а из-за того, как мастер ведёт привод по состояниям Init → PreOP → SafeOP → OP. Каждой тревоге соответствует свой AL-код, который видит и мастер. E-800 — защита от ошибок при неточном запросе ESM.

Сервосистема PSS5 заявлена как замена для Mitsubishi Electric MR-J4 и MR-JE, но замена функциональная: подбор идёт по характеристикам, а кабели, разъёмы и логику управления нужно закладывать заново. Что проверить по шагам: Мощность и момент старого двигателя.

Да. Коммуникационные возможности линейки — TCP/IP, Modbus TCP, Modbus RTU и ASCII, EtherCAT, CANopen, Ethernet/IP и OPC UA. Практически это значит, что контроллер одновременно работает и в полевой сети с приводами, и в верхней сети предприятия.

Руководство по эксплуатации озаглавлено «Промышленные коммутаторы серии IPS», тогда как в каталоге те же устройства идут под артикулами PPS-1G0612 и PPS-1G18230.

Сбросить тревогу можно двумя путями — по сети и с панели привода. По сети мастер пишет в область SM2013 + 20 × (N − 1), где N — номер станции в цепочке. С панели работает обычная функция F0-00 = 1, та же, что и для остальных тревог привода.

Нет. У PMP20 и PMP30 общая линейка модулей, а у PMP301 — своя, серии PMP-01. Это разные механические и электрические интерфейсы, и перепутать их при заказе — типичная ошибка.

Да. Сервоприводы PROMPOWER выпускаются с интерфейсами, которые есть у контроллеров любых марок: импульсным, аналоговым/импульсным, EtherCAT и Profinet. Вопрос не в бренде контроллера, а в том, чем он физически умеет управлять.

Для одной-двух независимых осей проще и дешевле импульсное управление. Как только осей становится больше трёх или между ними нужна синхронизация, выбирайте EtherCAT — иначе разводка импульсных линий и согласование осей съедят всю экономию.

Исполнение с Profinet нужно, когда машина уже построена вокруг этой сети: контроллер, панель оператора и остальная периферия обмениваются по Profinet, и привод должен встать в ту же линию без шлюзов и переходников. Что это даёт на практике: Один протокол на всю машину.

Команды одной оси — стандартные функциональные блоки PLCopen, они одинаковы для всех приводов, подключённых по EtherCAT. Начинается любая программа перемещения с включения оси. Базовый набор: MC_Power — включение оси, перевод в рабочее состояние. MC_Home — возврат в исходное положение.

Для распространённых серий Schneider Electric в каталоге PROMPOWER есть прямые соответствия — они указаны в характеристике «Альтернативные коды» карточки товара. Подбор начинается с этой таблицы, а заканчивается проверкой тока, напряжения и габаритов.

Версия прошивки видна в параметре контроля U2-07, а также в строке состояния программы PROMPOWER Servo. Смотреть её нужно до начала наладки: от версии зависит и набор доступных процедур, и то, какая таблица параметров действует.

Обе серии программируются в Codesys и работают с шиной EtherCAT, но различаются мощностью процессора, числом каналов, питанием и количеством управляемых осей. PMP30 — старшая серия, PMP301 — компактная. PMP30 — PMP301. Частота процессора — 1 ГГц — 0,8 ГГц.

Сервоприводы PROMPOWER выпускаются в исполнениях с управлением по EtherCAT, по Profinet, импульсным управлением и комбинированным аналоговым/импульсным. Дополнительно у приводов есть сервисный порт RS232, а RS485 присутствует не во всех исполнениях.

Modbus RTU входит в базовую комплектацию преобразователя и работает без какого-либо дополнительного оборудования — через порт RS-485. Остальные протоколы — Profibus DP, Modbus TCP, Profinet, EtherCAT, CANopen — не встроены изначально и требуют отдельного коммуникационного модуля, устанавливаемого…

В среде для PMP30 и PMP301 настраиваются пять механизмов обмена: Modbus по последовательной линии, Modbus TCP, сервер OPC UA, обмен в свободном формате и работа по TCP/IP напрямую. Как они распределяются по портам и задачам: Modbus по последовательной линии — порт COM2 с клеммами A и B.

Для конвейерной линии контроллер подбирают по числу дискретных сигналов — их здесь всегда много, — и по способу управления приводами. Обычно это старшее исполнение серии PMP20 на 36 входов и 24 выхода либо контроллер с расширением модулями.

Большинство позиций отгружается со склада. То, чего нет в наличии, поставляется под заказ в срок 12–14 недель; точный срок по конкретной позиции подтверждает менеджер. Что учитывать при планировании проекта: Процессорные модули массовых исполнений обычно есть в наличии.

Высокоскоростной импульсный выход есть только у PMP301 и выведен на клеммы Y0…Y3. Внешнее питание 5–30 В постоянного тока, максимальный ток 50 мА на канал, максимальная выходная частота 100 кГц. Что важно при подключении шагового привода или сервопривода: Ток 50 мА — это предел канала.

XNET — это шинный режим работы серии PSD5F: помимо аналогового и импульсного управления и обычного обмена по Modbus RTU, привод умеет получать задание непосредственно по шине. Отдельного аппаратного разъёма для этого не требуется — используется та же линия RS-485.

Обозначение процессорного модуля читается по частям, и каждая часть отвечает за конкретную характеристику. Часть — Что означает. PMP30 — серия контроллера. 60 — число каналов ввода-вывода: 36 входов и 24 выхода. A — наличие управления осями. 32 — до 32 осей по шине EtherCAT.

Плата PD310EC1 реализует протокол объектного словаря поверх шины EtherCAT с автоматической настройкой сетевого адреса. Ручная адресация здесь не нужна вовсе — узлы нумеруются по порядку подключения, и это главное отличие от плат других протоколов той же серии.