PI社製品とEtherCATとの接続性

弊社が接続にEtherCATを使用する理由

EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)は、オープンでリアルタイムなイーサネットベースのフィールドバスシステムです。

EtherCATの開発時の目標は、短いデータ更新時間(サイクル時間とも呼ばれる。100 µs以下)が求められるオートメーション用途に、低通信ジッター(高精度同期用。1 µs以下)でハードウェア費用を抑えてイーサネットを応用することでした。

EtherCATは、マシン制御ソリューション向けの堅牢で高速なリアルタイムネットワークとして、制御システム工学においてますます利用されるようになっています。更新速度が確定され高速であり、すべてのネットワークデバイスを非常に正確に同期できるため、マシンの構築やシステムの統合においてEtherCATを利用した専用のモーションおよびマシンコントローラーを活用して、最高レベルのパフォーマンスを保ちコスト構造を抑えたまま、完全なマシン制御ソリューションを簡単に構築可能です。


EtherCATを使用する理由

EtherCATはその唯一無二の動作から、間違いなく「エンジニアに最適」です。さらに、以下の特徴はさまざまな用途で大きなメリットとなります。

全般的に見て、EtherCATは最速の産業用イーサネットテクノロジーであるだけでなく、ナノ秒の精度で同期を行うこともできます。これは、バスシステム経由で対象システムの制御または測定を行う用途すべてにとって大きなメリットとなります。応答時間が非常に短いため、プロセスステップ間の遷移中の待ち時間が短縮され、用途の効率が大きく向上します。

EtherCAT用途では、ネットワークトポロジがマシンの構造を決めるのではなく、マシンの構造がネットワークトポロジを決定します。従来の産業用イーサネットシステムにはカスケード接続できるスイッチおよびハブの個数に制限があるため、全体のネットワークトポロジが限定されていました。EtherCATにはハブもスイッチも不要なため、こうした制限は存在しません。すなわち、ネットワークトポロジに関してはEtherCATに事実上限界がないということです。ライン型、ツリー型、スター型のトポロジおよびこれらのトポロジの組み合わせが可能であり、ノード数に制限はほとんどありません。

システムの費用として関わる要素は、構成、診断、そしてメンテナンスですべてです。イーサネットフィールドバスでは、これらの作業が非常に簡単になります。

EtherCATでは、従来のフィールドバスシステムと同等かそれ以下の値段で産業用イーサネットの機能を利用できます。マスターデバイスに必要なハードウェアはイーサネットポートのみであり、高額なインターフェースカードやコプロセッサーは不要です。また、EtherCATではスイッチなどの能動インフラストラクチャコンポーネントが不要なため、こうしたコンポーネントの費用やその設置、構成、保守にかかる費用も削減されます。

PIグループのEtherCAT製品

EtherCAT搭載ヘキサポッドモーションコントローラー

  • ヘキサポッドなどの6軸ポジショニングシステムをEtherCAT経由で制御可能
  • パラレルキネマティック向けの座標変換に対応
  • 位置入力は直交座標で行い、コントローラーが座標変換を処理
  • 基準システム(Work、Tool)を素早く簡単に変更可能
  • 空間内で安定した仮想の回転中心を自由に定義可能
  • BiSSインターフェースでモーターブレーキおよび絶対値測定センサーをサポート

産業用途向けのACS製モーションコントローラー

  • 過酷な多軸オートメーションに対応した高性能モーション制御ソリューション
  • EtherCATマスターとして動作可能
  • 2台目のEtherCATマスターモーションコントローラーとして既存のPLCアーキテクチャに統合し運用できます。これにより、難しいモーションを元の
  • ネットワーク内で
  • コントローラーから直接制御できます。ServoBoost
  • などの独自アルゴリズムによりステップ&整定時間を最適化
  • プロファイル成形により振動の発生を防止NanoPWMなどの独自特許技術により100,000:1を超える制御電流のダイナミックレンジを達成し、ナノメートル台の追跡誤差とサブナノメートル台の静止ジッターを実現
  • レーザー用途や検査に対応した包括的なトリガー機能
  • ガントリーソリューション向けに3自由度の位置決め誤差補償およびヨーイング補償を一体化