[EtherCAT Feature Packs]
EtherCATケーブルの冗長性とは、ケーブル障害が発生した場合でも継続的に信頼性の高い通信を維持するEtherCAT通信システムの機能を指します。ケーブル冗長性では、両方向で動作するリングトポロジが採用されています。1つのケーブルに障害が発生するか、切断されても、別のケーブルパスが機能し通信が中断されません。ケーブル冗長性により、EtherCATネットワークの耐障害性が強化され、休止時間が最小限に抑えられ、システム全体の信頼性が向上します。
ケーブル冗長化におけるケーブル断線の有無については、以下の3つのシナリオが挙げられます。以下では、ケーブル冗長性を実現する方法と、これらのシナリオ間のEtherCATマスタコントローラの違いについて説明します。
- ケーブル断線なし
- ２台のスレーブ間のケーブルが断線
- マスタとスレーブ間のケーブル断線
説明を簡単にするために、ここではいくつかの仮定を置きます：
- サイクル・タイムが 125μｓに設定されていると仮定します。
- すべてのスレーブが入力PDOのみ(出力PDOなし)であると仮定すると、プロセス・データ・フレーム内のワーキングカウンタ (WKC) は、すべてのスレーブを通過するときに1増加します。
- EtherCATネットワーク上にスレーブが 6個しかなく、想定されるワーキング・カウンタ (EWKC) が 6であると仮定します。
- プライマリ・ポートとセカンダリ・ポートは、すべてのサイクルで同時にプロセス・データ・フレームを送信します。
ケーブル断線なし
ケーブル断線なし
- プライマリポートからのプライマリフレームは、WKC = 6 のフレームとしてセカンダリポートで受信されます。
- セカンダリポートからのセカンダリフレームは、WKC = 0 のフレームとしてプライマリポートで受信されます。
- プライマリフレームのWKC は EWKC に等しく、セカンダリフレームの WKC は 0 に等しいため、マスタはセカンダリフレームを破棄します。これは、ケーブルが切断されていないことを意味します。
２台のスレーブ間のケーブルが断線
スレーブ3とスレーブ4の間のケーブルを抜きます。
- ケーブルを手で抜くと、数サイクルにわたって干渉が発生する可能性があります(N = 0～複数)。
- 干渉が一定期間継続すると、SyncManagerウオッチドックにより一部のスレーブが SAFEOP状態になります。
スレーブ 3 とスレーブ 4 間のケーブルが切断されました
- プライマリポートからのプライマリフレームは、WKC =3のフレームとしてプライマリポートで受信されます。
- セカンダリポートからのセカンダリフレームは、WKC =3のフレームとしてセカンダリポートで受信します。
- プライマリフレームとセカンダリフレームはマスタによって結合されます。プライマリフレームのWKC が EWKC より小さく、セカンダリフレームのWKCが0より大きいため、2つのスレーブ間でケーブル断線イベントが発生したことを意味します。
マスタとスレーブ間のケーブル断線
マスタとスレーブ１の間のケーブルを抜きます
- ケーブルを手で抜くと、数サイクルにわたって干渉が発生する可能性があります(N = 0～複数)。
- 干渉が一定期間継続すると、SyncManagerウオッチドックにより一部のスレーブが SAFEOP状態になります。
マスタとスレーブ1の間のケーブルが断線しました
- プライマリポートからのプライマリフレームは失われます。
- セカンダリポートからのセカンダリフレームは、WKC = 6 のフレームとしてセカンダリポートで受信されます。
- マスタはプライマリフレームが失われ、セカンダリ・フレームのWKCがEWKCに等しい場合、プライマリ・フレームを無視します。マスタとスレーブ1の間でケーブル切断イベントが発生したことを意味します。
QEC の今後の企画にご期待ください。
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For more details, please refer to the EtherCAT Library API User Manual.
