В отрасли промышленной автоматизации совместимость протоколов производственного оборудования всегда была ключевым моментом при модернизации интеллектуального производства.
CC-Link IE широко используется в японском дискретном производственном оборудовании благодаря гигабитной скорости передачи данных и высокой надежности;
EtherCAT стал фактическим стандартом в области высокотехнологичного управления движением благодаря своему преимуществу в реальном времени на уровне микросекунд.
Когда эти две основные системы протоколов встречаются, то, как преодолеть барьеры в области данных и добиться межплатформенного сотрудничества, становится для многих компаний ключевым вопросом, способствующим интеллектуальному преобразованию.
Основной путь реализации можно разделить на двойной выбор программного и аппаратного обеспечения.
Между CC-Link IE и EtherCAT существуют существенные различия в механизмах связи и структурах кадров данных, а также существуют естественные технические барьеры для прямой связи.
Текущие основные решения по преобразованию можно разделить на две категории: преобразование аппаратного шлюза и разработка программного стека протоколов. Среди них промышленные объекты предпочитают аппаратные решения с более высокой стабильностью.
Аппаратное преобразование представляет собой готовое к использованию решение промышленного уровня.
Профессиональный шлюз преобразования протоколов обеспечивает бесшовное соединение между двумя протоколами посредством анализа протоколов на аппаратном уровне и сопоставления данных без изменения исходной программы оборудования.
Это предпочтительное решение для существующих промышленных объектов. В этой области компания Nidaxun Automation полагается на свои технические достижения в области промышленных коммуникаций для запуска шлюза CC-Link IE to EtherCAT, который обеспечивает надежную поддержку межпротокольного взаимодействия.
В качестве примера возьмем проект модернизации производственной линии компании по производству автозапчастей. Первоначальная производственная линия штамповки использовала систему управления Mitsubishi CC-Link IE, а для повышения точности обработки была внедрена партия немецких сервопрессов EtherCAT.
Команда проекта внедрила Nidaxon Automation CC-Link IE в шлюз EtherCAT и завершила межпротокольную интеграцию системы всего за 3 дня.
Конкретные характеристики таковы: конфигурация с двумя ролями, шлюз находится в CC-Link. Сторона IE распознается ПЛК Mitsubishi как интеллектуальная подчиненная станция, а сторона EtherCAT служит полной главной станцией для управления сервопрессом; визуальное сопоставление с помощью программного обеспечения, поддерживающего шлюз, двунаправленное сопоставление регистра управления ПЛК и объекта данных процесса (PDO) ведомой станции EtherCAT, поддерживает операцию перетаскивания; высокоточная синхронизация с помощью технологии синхронизации часов PTP обеспечивает выравнивание времени на уровне микросекунд в системах протоколов, гарантируя, что точность штамповки контролируется в пределах ± 0,05 мм.
После реализации проекта общая эффективность оборудования производственной линии выросла на 28%, цикл отладки составил всего 1/5 от традиционного плана трансформации, а стоимость трансформации снизилась более чем на 60%.
Программное преобразование — это технический путь создания настраиваемых сцен. Для сценариев с особыми требованиями к настройке мягкое преобразование может быть достигнуто путем развертывания промежуточного программного обеспечения для разработки с двумя стеками протоколов, но необходимо решить проблемы реального времени и надежности.
Обычно его необходимо использовать с операционной системой жесткого реального времени, которая подходит для предприятий, ориентированных на исследования и разработки, или для конкретных индивидуальных проектов.
С точки зрения ключевых технических моментов крайне важно обеспечить стабильную работу межпротокольной связи.
Во-первых, тактовая синхронизация является основой.
Минимальный цикл связи CC-Link IE составляет 1 мс, а точность синхронизации EtherCAT может достигать микросекундного уровня. Во время преобразования требуется шлюз, поддерживающий протокол IEEE 1588 PTP, чтобы обеспечить синхронизацию часов на обеих сторонах сети, чтобы избежать ошибок управления, вызванных разницей во времени передачи данных.
Шлюз Nidaxun имеет встроенный высокоточный чип часов, а ошибку синхронизации можно контролировать в пределах 1 мкс.
Во-вторых, отображение данных должно быть точным.
Суть преобразования протоколов заключается в трансляции форматов данных. Необходимо установить точное соответствие между удаленным регистром (RX/RY) CC-Link IE и объектом данных процесса (PDO) EtherCAT в соответствии с фактическими потребностями бизнеса.
Программное обеспечение для настройки, предоставляемое Nidaxun, поддерживает настройку визуального сопоставления и может автоматически проверять соответствие длины данных, чтобы избежать ошибок конфигурации.
Наконец, нельзя игнорировать адаптивность к промышленной среде.
На промышленных объектах существуют сложные условия труда, такие как электромагнитные помехи и колебания температуры. Шлюз должен иметь такие функции, как широкий диапазон рабочих температур (-40℃~85℃) и высокий уровень защиты от помех (стандарт IEC 61000-4).
Шлюз Nidaxun использует компоненты промышленного класса и имеет класс защиты IP30, поэтому его можно устанавливать непосредственно в шкаф управления.
Подводя итог, можно сказать, что преобразование протоколов между Nidaxun Automation CC-Link IE и EtherCAT — это не только техническая интеграция, но и ключевой шаг в модернизации интеллектуального производства предприятия.
Внедряя шлюзовое оборудование от профессиональных брендов, таких как Nidaxun Automation, компании могут внедрить высокопроизводительное оборудование по низкой цене, не заменяя исходную зрелую систему управления, защищая существующие инвестиции и одновременно повышая эффективность производства.
В контексте Индустрии 4.0 спрос на взаимное соединение оборудования будет продолжать расти, а технология преобразования протоколов станет ключевой инфраструктурой для разрушения разрозненных данных и раскрытия потенциала оборудования.
В будущем, благодаря интеграции периферийных вычислений и технологий искусственного интеллекта, шлюзы преобразования протоколов будут не только удовлетворять потребности в передаче данных, но также будут иметь интеллектуальные функции, такие как анализ границ и предупреждение о сбоях, что повысит ценность промышленного производства.
