EtherCAT分支器与同步单元分组测试

EtherCAT分支器+同步单元分组,实现拓扑自由与精准协同。看这一组合如何搞定复杂产线组网,搭建高可靠、易维护的EtherCAT总线组网,点击获取高效组网新思路!

e7c591dc-500f-11f1-ab55-92fbcf53809c.jpg  引言

面对设备分散、布线冗长且对同步要求极高的工业现场,传统的EtherCAT组网往往顾此失彼。如何让分散的伺服、IO模块既实现集中管控,又保持微秒级的动作协同?本文将带你了解EtherCAT分支器与同步单元分组结合的实战应用。看这一“灵活枢纽+精准分组”的黄金搭档,如何有效解决信号衰减与故障隔离难题,助力工程师轻松搭建高可靠、易维护的自动化网络。

 EtherCAT分支器的作用

EtherCAT分支器核心作用是打破传统EtherCAT网络只能使用线型(菊花链)拓扑的限制,实现EtherCAT现场总线物理上的支路分组功能。

1. 使用分支器前

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图1 菊花链拓扑缺陷

2. 使用分支器后

图2 分支器优化拓扑

以ZSW-8004四口分支器为例。ZSW-8004是致远电子(ZLG)推出的一款四口EtherCAT分支器,采用“一进三出”的架构,提供4个标准的RJ45 EtherCAT网口。可以将传统的EtherCAT线性(菊花链)网络转变为星型、树型等多种拓扑结构,各个支路的连接状态互不干扰。当某一个网口支路上的设备掉线、插拔或出现故障时,不会影响其他支路设备的正常运行,极大降低了系统停机风险。

e7c591dc-500f-11f1-ab55-92fbcf53809c.jpg  EtherCAT同步单元分组的作用

如果把EtherCAT分支器比作物理层面的“交通枢纽”,那么EtherCAT同步单元分组(Sync Unit)就是软件逻辑层面的“智能集装箱”。它的核心作用是将网络中的从站设备(如伺服驱动器、IO模块等)划分成若干个独立的逻辑组。在EtherCAT通信中,主站会为每一个同步单元创建独立的数据报文(Datagram)和独立的工作计数器(Working Counter, WKC)。在默认情况下,如果所有从站都在同一个同步单元内,一旦其中某一个设备出现通讯异常(如CRC校验错误),会导致整个数据报文失效,进而使得该报文内所有其他正常设备的数据也无法刷新。通过同步单元分组,可以将功能相对独立的设备划分到不同的单元中。当某个单元内的设备发生故障时,只会导致该单元的数据报文失效,而其他同步单元内的设备数据照常刷新,互不干扰,实现EtherCAT总线逻辑上的不同功能设备的设备分组。1. 设置同步分组前

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图3 未设置同步单元分组时

2. 设置同步分组后

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图4 设置同步单元分组后

e7c591dc-500f-11f1-ab55-92fbcf53809c.jpg  分支器与同步单元分组功能配合使用

下面以ZSW-8004分支器为例子,演示如何使用分支器和EtherCAT的同步单元分组搭建一个搭建高可靠、易维护的EtherCAT总线组网。测试拓扑:使用ZSW-8004分支器将EtherCAT设备分成功能作用不同的三个支路,演示拓扑如下图所示。

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图5 演示拓扑拓扑连接后,在TwinCAT上扫描,扫描出以下拓扑分支:

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图6 EtherCAT设备扫描结果

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图7 同步单元分组功能设置位置

为同一分支器分支的EtherCAT设备单独使用名称一致的Sync Unit Name,点击OK完成EtherCAT同步单元分组。

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图8 设置同步单元分组功能

e7c591dc-500f-11f1-ab55-92fbcf53809c.jpg  最终达成效果不同分支的设备之间互不影响,出现异常可以快速定位异常设备。

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图9 设备异常1

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图10 设备异常2

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