Hilscher: EtherCATホットコネクトとヒルシャーのnetX通信コントローラの併用

EtherCATホットコネクトを必要とする理由

産業用オートメーション・システムの効率性は、その中断のない運用と、動的な構成変更関する高度な柔軟性に依存します。次の例は、これが実際に意味する内容を示しています。

1つのハードウェアで複数の製造プロセスを実現するために、組立てロボットにツール・チェンジャが搭載されている製造工場について考えます。産業用通信の観点からは、ツール交換は動作中にスレーブ・デバイスをオンまたはオフに切り替える必要があることを意味します。ネットワーク構成が動的に調整されている間、組立てロボットは中断することなく動作し続ける必要があります。そのため、マスタは構成エラーによるシステム障害を引き起こさないようにしなければなりません。

これを保証するために、マスタ用のEtherCATプロトコルは、以下で詳細に説明する「ホットコネクト」機能を提供しています。

ホットコネクトはどのように動作しますか。

ホットコネクトを使用すると、システムの事前構成されたセクションを、起動前または動作中にデータ・トラフィックから削除したり、それに追加したりできます。これらのセクションは、ホットコネクト・グループと呼ばれ、1つ以上のスレーブで構成されます。たとえば、参加者のオンまたはオフを切り替えたり、通信リンクを接続または切断することで、グループは接続または切断されます。デバイスの種類に応じて、通常はロータリ・スイッチまたはディスプレイがこの目的のために使用されます。

マスタは、ホットコネクトを対象とするトポロジ内のポイントで新しいグループを検出すると、最初は一意のアドレスを使用してすべてのスレーブを識別しようとします。アドレス指定は通常、2つの異なるレジスタまたはアクセス・メカニズム（第2ステーション・エイリアスまたはID）を介して実行されます。これらは初期構成時にスレーブに割り当てられます。マスタはホットコネクト・グループ内のスレーブを識別するとすぐに、スレーブをアクティブ化して動作させ、データ・フレームの配信を開始します。

ホットコネクトの利点

動的な構成:

ホットコネクトにより、システムは動作を中断することなく変更に適応できます。たとえば、組込みEtherCATデバイスとともに異なるツールを使用する必要がある生産ラインの機械があげられます。EtherCATホットコネクトにより、動作中にこれらのデバイスのオンとオフを切り替えることができます。

シームレスな統合:

EtherCATネットワークは自動的に再構成されます。新しいデバイスが接続したり取り外されたりすると、マスタ・ノードは更新されたネットワーク構成を読み取り、それに応じて通信時間とデータ交換ルーチンを調整します。

高可用性:

ホットコネクトにより、システムの堅牢性と可用性が向上します。産業施設では、ダウンタイムを最小限に抑えることが非常に重要です。ホットコネクトは、中断なしでメンテナンス・プロセスとアップグレードをサポートし、運用効率を向上させます。

ホットコネクトとヒルシャーの併用

ヒルシャーのEtherCAT用マスタ・ファームウェアは、マスタ対応のnetXチップにロード可能で、常にホットコネクト機能を搭載しています。つまり、対応するcifX PCカードや組込みモジュールなど、すべてのマスタ対応のEtherCATモジュールもこの機能を使用できます。

「マスタDTM付きの通信スタジオ」などの構成ツールを使用してマスタを構成する場合、わかりやすいグラフィカル・ユーザー・インターフェースを使用して、ネットワークとそのトポロジを迅速かつ容易に作成できます。スレーブはホットコネクトとして宣言し、対応するグループに割り当てることができます。また、このツールはデバイスがサポートしているアドレス指定メカニズムを表示して、それらのパラメータ化を可能にします。