ICOP の QEC (EtherCAT制御の高速化と容易化 - QEC) は、ハードウェアとソフトウェアのリアルタイム要件を達成するためにDMP Electronic が開発したデュアルコア VortexEX2 プロセッサを備えた産業用 Arduino ベースの 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 ファミリはEtherCAT を使用することを期待するあらゆるユーザを満足させる、フレンドリーなハードウェアおよびソフトウェア EtherCAT デバイスです。
QEC フレームワーク
QEC-M シリーズは独立して動作するデュアルコア DM&P Vortex86EX2 プロセッサを使用して、リアルタイムで信頼性の高い同期を備えた EtherCAT 制御を行う EtherCAT マスタです。プロセッサのマスタ・コアは Arduino 開発環境として機能し、 スレーブ・コアはリアルタイム EtherCAT マスタとして機能します。2つのコアはプロセッサ間通信 (IPC:Inter-Processors Communications ) 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 マスタ・ドライバ・コアであり、リアルタイムで正確な同期機能を備えています。EtherCAT スレーブ から リアルタイム・データを収集/交換でき、データは IPC を介してプロセッサのマスタ・コアと交換されます。
ソフトウエア・サポート
A. Arduino プログラミング環境:
Arduino にはオープンソース・コードと無数のアプリケーション例が市場に出回っており、Arduino が多くの国の初等教育カリキュラムの一部であるという事実とあいまって、QEC を使用する障壁は低く、電子機器およびソフトウェアの専門家でなくてもArduino プラットフォーム使用して生産を自動化でき、 Arduino プラットフォームの QEC を使用してプロセスを処理し、企業の人件費と時間を大幅に節約できます。
B. Arduino コーディング・インターフェース: ArduBlock
ArduBlock（ドラッグ &ドロップ式のビルディング・ブロック・プログラミング・ソフトウェア）により、プログラムの書き方が簡略化されています。将来的には Scratch を使ってビルディング・ブロックを引っ張ってくるか、Arduino APIを使って直接コードを書き、リアルタイムEtherCATオートメーションを基礎実装を理解することなく行えるような制御プログラムの書き方が予想されます。
図: EtherCAT ライブラリのArduBlock
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
QEC Slave デバイスは、電力センサーIC技術により簡単に使用することができます。Vs & Vpの電圧と電流、内部動作温度を監視することができ、消費電力が妥当かどうかを確認するデータ解析のための情報を提供します。
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. ケーブル冗長性 EthreCAT スレーブ・アーキテクチャ
ケーブルの冗長化対応, デュアルネットワーク・ルーティング相互冗長化 EtherCATスレーブ・アーキテクチャでは、片方のケーブルに障害が発生してもシャットダウンされ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スレーブ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スレーブ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 のソリューションでは、EtherCAT スレーブ・モジュールのハードウェア構成を柔軟に変更することができます。1つの EtherCAT スレーブ・モジュールに様々な DIQ を搭載することで、アプリケーションのデジタル入力やデジタル出力の数に応じて適切なモデルを選択でき、コスト削減が可能です。
G. ハードウェア断線またはエラーアラーム
QEC スレーブ機器のネットワークが切断された場合やエラーが発生した場合、ハードウェアLEDが点滅または点灯し、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。
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