スマート・マニュファクチャリングは世界的なトレンドとなり、労働力不足は常態化しています。
技術者不足のため、インダストリー4.0にアップグレードするためのシンプルな自動化プログラムを書く非伝統的な技術者の活用が急務となっています。
このようなニーズに対応するため、ICOPは「産業用Arduinoベースのグラフィカル・ソフトウェア・ツールとSQLライブラリ」によって、リアルタイムインダストリー4.0への迅速な移行を可能にする完全なEtherCATソリューションを開発しました。
ICOPのQEC(Quicker, Easier Control with EtherCAT)は、DMP Electronicが開発したデュアルコアVortex86EX2プロセッサを搭載した産業用ArduinoベースのEtherCATソリューションであり、ハードウェアとソフトウェアのリアルタイム要件を実現します。QECファミリは、EtherCATの使用を検討するあらゆるユーザーを満足させる、使い易いハードウェアとソフトウェア含むEtherCATソリューションです。
Read more: EtherCAT 伝送規格を使用する利点.

QEC フレームワーク
QEC-Mシリーズは、デュアルコアで独立動作するDM&P Vortex86EX2プロセッサを採用し、リアルタイムで信頼性の高い同期EtherCAT制御を行うEtherCAT MDeviceです。プロセッサのマスターコアはArduino開発環境として機能し、プロセッサのスレーブコアはリアルタイムEtherCAT MDeviceとして機能します。2つのコアはプロセッサ間通信 (IPC) を介してデータを交換します。
* QEC システムのアーキテクチャは冗長性をもった構成になっています

CPU マスタ:
マスタ・コアは、86Duino (Arduino) アプリケーションの開発環境として機能します。 IDE のすべての開発プログラムは、マスタ・コアで処理されます。マスタ・コアはEthernet 経由で外部ネットワークに接続するように、スレーブによって収集されたデータをリモートサーバまたはデータベースにアップロードするなど、スレーブ・コアのデータを収集/交換します (例: Apache, MySQL, MariaDB).
CPU スレーブ:
スレーブコアはQEC-MのEtherCAT MDeviceドライバコアで、リアルタイムかつ高精度な同期機能を備えています。EtherCAT Subデバイスからリアルタイムデータを収集/交換でき、データはIPC経由でプロセッサのマスターコアと交換されます。
Read more: EtherCAT Library API User Manual.
QECは86Duino IDEで完全なリアルタイムIndustry 4.0をサポート
QECは実績ある産業用イーサネット技術であるEtherCATのハードウェア基盤を使用しています。
またEtherCATの完全なソリューションを提供するだけでなく、86Duino開発環境をサポートしています。
ユーザーは、86Duino IDE 内蔵ライブラリの豊富なサンプル、関数、グラフィカル・プログラミング・ツールを使用することで、開発時間を短縮、そしてエンジニアの敷居を下げることができます。また、MySQLライブラリを使用してビッグデータ・データベースを構築し、リアルタイムIIoTに迅速にアップグレードすることができます。
EtherCAT開発を簡単に
ほとんどの産業用アプリケーションでは、高精度と同期動作速度が要求されますが、これは非常に複雑で開発サイクルも長くなりがちです。 しかしQECがサポートする86Duino IDE (Industrial-Arduino)を使用することで、専用のEtherCATライブラリがプログラミングやEtherCATシステム操作のための豊富なArduino APIを提供します。
デジタル制御、アナログ制御などの一般的な基本機能に加え、Ethernet、SPI、シリアル、Modbusなど、開発者が使用できるオープンソースの機能ライブラリやサンプルも多数用意されており、ユーザーインターフェイスを作成するためのLVGL Lightweight Graphics Libraryや、MySQLの機能も利用できます。
またグラフィカルなEtherCATコンフィグレーションツールである86EVA (EtherCAT-Based Virtual Arduino)を使用してシステムを開発することもできます。
最後に、ユーザーはGUI 設計支援、HMI エディター、ドラッグ&ドロップ・プログラム・ビルダーのArduBlock で構成される理想的な QEC ローコード開発プラットフォームを使用して、完全なシステムを開発できるようになります。

QECローコード開発 ユーザー操作ステップ・バイ・ステップ・ビデオ
QECオンライン資料
ICOPのQECは、開発者向けのオープン・ソフトウェア・リソース一式を提供しています。
86Duino環境は、一般的なプログラミング・プラットフォームと同様に、ライブラリを使用して拡張することができます。ライブラリは、ハードウェアの操作やデータの操作など、スケッチ(Arduinoではプログラムのことをスケッチと言います)で使用するための追加機能を提供します。IDEには多くのライブラリがインストールされており、86DuinoはArduino標準ライブラリのほとんどをサポートするだけでなく、86Duino固有のハードウェア機能を利用するための専用ライブラリも提供しています。
独自のライブラリをダウンロードまたは作成することもできます。ライブラリのインストールの詳細については、こちらの手順をご覧ください。独自のライブラリの作成に関するチュートリアルもあります。さらに、Arduino の API スタイル ガイドを参照して、ライブラリに適した Arduino スタイルの API を作成するためのガイドラインを確認することもできます。
Arduino標準ライブラリ サポート
- EEPROM – EEPROMへの読み込みと書き込み
- Ethernet – オンボードLANコネクタを使用してインターネットに接続
- Firmata – 標準シリアルプロトコルを使用してのコンピュータ上のアプリケーションとの通信
- LiquidCrystal – LCD( liquid crystal displays)の制御
- SD - SDカードへの読み込みと書き込み
- Servo – サーボモータの制御
- SPI – シリアル・ペリフェラル・インターフェース(SPI)バスを使用してデバイスと通信
- SoftwareSerial – デジタルピンでのソフトウェア実装シリアル通信
- Stepper – ステッピングモータの制御
- Wire – ネットワークを介して、 デバイスやセンサのデータを送受信するための2線式インターフェース(TWI / I2C)
86Duino のみのライブラリ
- Motion86 – 86Duinoを多軸モーションコントローラとして設計
- Modbus – 各種Modbus ASCII/RTU/TCPデバイスとの通信
- CANBus - コントローラ・エリア・ネットワーク(CANバス)を使用するデバイスとの通信
- FirmataPlus86 - 86DuinoとScratchの接続
- Servo86 - ロボットモーション制御のための拡張サーボモータライブラリ
- AIServo86 – ロボットモーション制御ためのシリアル・サーボモータ・ライブラリ
EtherCAT ライブラリ
- EtherCAT - QECをEtherCATシステム化
サポートされている(非標準の)Arduinoライブラリ
- Audio - Arduino Due オーディオ・ライブラリのAPIを使って、オンボードHDオーディオ・インターフェースにアクセス
- TimerOne - Arduino TimerOneライブラリーのAPIを使用して、86Duinoの32ビット・ハードウェア・タイマーにアクセス
- MsTimer2 - Arduino MsTimer2ライブラリのAPIを使用して、86Duinoの2つ目のハードウェア・タイマーにアクセスする
- Time86 - Arduino TimeライブラリのAPIを使ってのオンボードRTCタイマーの読み込み
86Duino と互換性のある他の Arduino サードパーティ ライブラリの リストも参照してください。
更なる情報: QEC 86Duino Libraries Reference
ハードウエア・セットアップ
A. 2系統の絶縁電源入力による電源の冗長化
DC電源は、V-system(Vs)、V-peripheral(Vp)の2系統の相互絶縁電源(DC5V-56V)をサポートし冗長化が可能です。
B. QEC 内部動作状態監視
QECSubデバイスは、不足電力センサー IC 技術により使いやすくなっています。Vs および Vp 電圧と電流、および内部動作温度を監視することができ、消費電力が適切かどうかを確認するためのデータ分析情報を提供します。
C. RJ45 ケーブル電源
1本のネットワークケーブルで、Vs電源とVp電源を同時に入力し、相互のDC電源として使用することができます(冗長性)。
最大入力は3Aで逆極性、過電圧などのハードウェア保護回路を搭載しています。100MBのネットワークケーブルの場合、信号は4本で済み、ネットワークケーブルの他の4本はVs+/Vs-/Vp+/Vp-として使用されます。
D. ケーブル冗長化 EtherCAT Subデバイスアーキテクチャ
ケーブル冗長性、デュアル・ネットワーク・ルーティング、相互作用冗長性、EtherCAT Subデバイス・アーキテクチャをサポートをサポートしており、ケーブルの1つに障害が発生してもシャットダウンすることはありません。
E. 自動切り替え ORing 電源システム
OR-ingは、入力電源を自動的に切り替え供給する多端子電源入力です。
OR-ingを備えたQEC Subデバイスを冗長直流電源として使用しない場合,最大電流200mAでQEC Subデバイスに電力を供給する電源出力として使用することが可能です。 例えば、QECの電源を現地で供給することが困難な場合、Vs、Vpの電力を入力せずにネットワークケーブルで他のQEC機器に電力を供給することが可能です。
F. 様々なデジタル I/O 構成
QECソリューションは、EtherCAT SubDeviceに柔軟なハードウェア構成を提供します。例えば1台のDIO EtherCAT Subデバイスで様々なDIO構成を実現することで、アプリケーションのデジタル入力とデジタル出力の数に応じて適切なモデルを選択し、コストを削減することができます。
G. ハードウェア断線またはエラーアラーム
QEC Subデバイスのネットワークが切断されたりエラーが発生したりすると、ハードウェアLEDが点滅または点灯したままになり、エラーコードが表示されます。
H. 機能判別が容易なマルチカラー端子台
QEC のマルチカラー端子台は、機能を色分けしているため識別が容易で、設置者の時間を節約し、ヒューマンエラーの可能性を劇的に減少させ、企業が EtherCAT デバイスを導入する際の労働力と時間コストを削減することができます。
For more info and sample requests, please write to info@qec.tw, call your nearest ICOP Branch, or contact our Worldwide Official Distributor.