Следвайте ни в социалните мрежи:
TLL Media | Инженеринг ревю | SEE INDUSTRIAL Market | Български Технически Каталог| Енерджи ревю | Енерджи Инфо БГ | ТД ИНСТАЛАЦИИ | Екология & Инфраструктура
Electronics-Bulgaria.com Microdis Electronics Comet Electronics
 
Electronics-Bulgaria.com
RS COMPONENTS
IndustryInfo.BG
Electronics-Bulgaria.comЕЛЕКТРОНИКА Automation-Bulgaria.comАВТОМАТИЗАЦИЯ Measurement-Bulgaria.comИЗМЕРВАТЕЛНА ТЕХНИКА Electrical-Bulgaria.comЕЛЕКТРОАПАРАТУРА Lighting-Bulgaria.comОСВЕТЛЕНИЕ HVAC-Bulgaria.comОВК Water-Bulgaria.comВиК Machinebuilding-Bulgaria.comМАШИНОСТРОЕНЕ PowerIndustry-Bulgaria.comЕНЕРГЕТИКА Renewables-Bulgaria.comВЕИ Ecology-Bulgaria.comЕКОЛОГИЯ

НОВИНИ

18.12.2018   |   Microchip представи едночипови контролери maXTouch за 20-инчови сензорни екрани в автомобила
18.12.2018   |   Rutronik на изложението embedded world 2019
18.12.2018   |   Mouser Electronics ще дистрибутира кварцовите генератори на NDK
WURTH LV1
Codico
KASI
CAD Point
 

Експертно

Търси
ИЕЦENGRE abonament

Rutronik: Кварцови генератори и осцилатори за индустриален Ethernet



22.08.2018

Йохен Нелер, Rutronik Elektronische Bauelemente

Решенията за автоматизация все повече се базират на индустриалния Ethernet и за това има причина: тази технология обединява възможността за работа в реално време с устойчивостта и сигурността на полевите шини. За да могат да бъдат изпълнени и тежките изисквания за работа в реално време на управляващо и полево ниво, са необходими кварцови генератори и осцилатори с висока точност и надеждност.

Класическите полеви шини са се използвали все още в 48% от реализираните нови индустриални мрежи, като делът на индустриалния Ethernet е 46% според статистиката на HMS Industrial Networks (март 2017). Това разпределение обаче се промени драстично. Докато за полевите шини HMS предполага годишен растеж от четири процента, за индустриалния Ethernet той е цели 22%. Така пазарният дял на индустриалния Ethernet вече е нараснал от 38% (2016) на 46% (2017). Други анализи дават леко различаващи се числа, но всички те показват тенденция за преход към индустриален Ethernet.

Благодарение на способността си да обединява работата в реално време с натоварването и сигурността на полевите мрежи, технологията отговаря на съвременните изисквания за промишлена автоматизация. Освен това, индустриалният Ethernet позволява пълна комуникация на изпълнителния механизъм или сензора на полево ниво със системите на управляващото ниво и на ниво предприятие, тъй като системите за обработка на информация на предприятието също са Ethernet базирани.

В момента се използват много, но несъвместими помежду си протоколи, например Ethernet/IP, EtherCAT, SERCOS, Profinet или Powerlink. Най-големите пазарни дялове според HMS имат EtherNet/IP, Profinet и EtherCAT. Производителите на машини и съоръжения ги използват за повишаване на производителността и за да направят процесите по-лесни за използване от потребителите, преди всичко, когато се изисква висока надеждност и отказоустойчивост.

Бързина и гъвкавост: EtherCAT
Най-бързата технология е EtherCAT, освен това тя предлага изключителна точност на синхронизация в наносекундния диапазон. Със своите кратки времена на реакция тя ускорява всички приложения с условия за комутация. Тъй като при едно и също циклово време EtherCAT натоварва CPU с една трета по-малко в сравнение с другите шинни системи, той създава условия за по-висока производителност и точност при по-ниски разходи и с това за концепции за управление и регулиране, които не могат да бъдат реализирани с обичайните системи полеви шини. За тази цел протоколът се преработва изцяло в хардуера, независимо от времето за софтуерната имплементация.

Обменът на данни следва модела Master-Slave, по отношение на топологията EtherCAT предлага абсолютна гъвкавост: Поддържа топология линия, дърво и звезда, както и всякакви техни комбинации. Броят на възлите е почти неограничен. По този начин EtherCAT дава възможност за използване на известните от полевите шини структури също и при Ethernet. Протоколът е подходящ за използване в критични по отношение на времето приложения за управление на задвижвания (Motion Control), например в машини за опаковане, CNC машини, роботи и системи за хидравлично регулиране.

Развитието и разпространението на разработената първоначално от Beckhoff технология доведе до формирането на глобалната EtherCAT Technology Group (ETG). Групата е разработила инструмент за проверка на съвместимостта (Conformance Test Tool), с който се гарантират възможността за взаимодействие и съвместимостта с протоколите на EtherCAT устройствата. Освен това тя подпомага своите членове при имплементацията и предлага обучения. ETG със своите над 4400 членове, сред които и Rutronik, е най-голямата организация на потребители на индустриален Ethernet.

"Твърдо" и "меко" реално време
Докато комуникацията на системите от управляващото ниво и ниво предприя не е особено критична по отношение на времето и поставя изисквания за "меко" реално време, на оперативно и управляващо ниво се изисква "твърдо" реално време. За да могат различните системни компоненти на съоръжението с много йерархични нива да работят гладко заедно, е необходим сигурен и бърз обмен на данни. За тази цел мрежите, освен бързата реакция в реално време, трябва да осигуряват и малки отклонения и синхронизирани процеси в мрежовите възли. Точната синхронизация е важна преди всичко, когато пространствено разделените процеси изискват едновременно действие, например в приложения, в които няколко сервозадвижвания изпълняват едновременно координирани движения. Разпределено регулираните таймери, така наречените Distributed Clocks, предоставят много точна база за времето в цялата мрежа.

Тези изисквания и функции надхвърлят обикновения Ethernet стандарт. Те могат да се имплементират в реализирани по различен начин хардуерни решения, например с FPGA, ASIC или напълно интегрирани контролери. За реализиране на тактовата честота са необходими кварцови генератори, осцилатори или Real Time часовници с висока надеждност и качество на сигнала.

Прецизни и надеждни кварцови генератори и осцилатори
Сред кварцовите генератори и осцилатори, които комбинират “меките” и “твърдите” изисквания за работа в реално време с кратки циклови времена и малка флуктуация, са произвежданите от Epson. Със своята широка продуктова програма от компоненти за задаване на честота, производителят обхваща всякакви потребности, свързани с актуалните протоколи. Компонентите са подходящи за различни приложения, например интерфейс човек-машина (Human Machine Interface HMI), програмируеми логически контролери (PLC) или контролери за задвижвания (Motion Controller), (серводвигатели, сензори) и честотни инвертори.

Смята се, че MEMS осцилаторите са издръжливи на механични натоварвания, което е предимство за индустриалните им приложения. Но по отношение на прецизност, случайно изменение на фазите и стабилност на температурата базираните на кварцови кристали осцилатори все още водят.

В широкоразпространените EtherCAT-ASIC ET1100/ET1200 на Beckhoff в хардуера са интегрирани множество алгоритми на протоколи. Те разполагат с разпределени таймери, които позволяват прецизна синхронизация (<<1us) на EtherCAT Slave устройствата.

За стандартните честоти на индустриалните протоколи с изискване за ±50ppm в диапазона -40 до +85°C се препоръчват серия 2.5x2.0 SG-210STF, предлагана с еднаква характеристика и в 7x5 (SG7050) и 5x3.2 (SG5032). Разширеният температурен диапазон до 105 или 125°C се покрива от серията SG-210S*B.

За нестандартни честоти, малки количества и кратки времена на доставка се препоръчват програмируемите кварцови осцилатори от серии SG-8018- и SG-8101. Те идват с PLL схема, която създава съответните честоти.

Новата серия SG-8101 има разширен температурен диапазон до 105°C и може да се използва и при тежки условия на околната среда. Освен това тя се характеризира с прибл. 66% по-малък допуск на честотата (±50 ppm до ±15 ppm) и с 50% по-нисък разход на ток в сравнение с други подобни изделия. Така кварцовите осцилатори от серия SG-8101 имат значителен принос към системните свойства благодарение на твърдото реално време, нисък разход на електрически ток и по-бързи цикли на разработване. Те са подходящи и за малки серии, предлагат се в няколко типоразмера от 7x5 mm до 2,5x2 mm, като при осцилаторите на Epson винаги е в сила: колкото по-малък, толкова по-изгоден.

Новата серия SG-8018 е най-изгодната PLL серия на Epson, която стандартно вече е специфицирана с ±50 ppm за диапазона -40 - +105°C и изпълнява бъдещите изисквания по отношение на работната температура. И тук се предлагат всички типоразмери от 7x5 mm до 2,5x2 mm.

Високоточни часовници за реално време
Когато се изисква още по-висока прецизност, изборът са часовниците за реално време (Real Time Clocks, RTC). Тези автономни модули опростяват проектирането благодарение на интегрирания кварцов генератор, високата надеждност и ниския разход на електроенергия, и могат да бъдат използвани например за BackUp функция. За възможно най-голяма прецизност, която става все по-важна за мрежовите системи, серията RX8900CE на Epson разполага с интегрирана температурна компенсация. По този начин тя може да зададе релации към времевото подреждане на различните събития. RTC часовниците имат точност до ±3,4x10-6 при температури от -40 до +85°C.

Както при осцилаторите, така и при часовниците за реално време, производителят извършва сверяването на кварцовите генератори. По тази причина отпадат част от развойните дейности, което значително намалява времето за излизане на пазара. За да бъдат адаптирани оптимално кварцовите генератори към конкретната конструктивна схема и по този начин да бъдат икономисани средства и време, EPSON предлага и Evaluation Service (услуга за оценка). Rutronik подпомага избора и посредничи между производителя и клиентите.


Източник: Rutronik

Етикети:   Rutronik   Epson   индустриален Ethernet   EtherCAT   кварцови генератори   кварцови осцилатори  
« назад
CometMicrochipDirect

АБОНИРАЙТЕ СЕ за единствения у нас тематичен бюлетин НОВИНИТЕ ОТ ЕЛЕКТРОНИКАТА на специализирания портал Electronics-Bulgaria.com.  БЕЗПЛАТНО, професионално, всяка седмица на вашия мейл!


RUTRONIK
MPEl
 
IndustryInfo.BG НачалоЗа насРекламаУчастие в порталаАрхивКонтакти
 

ЕЛЕКТРОНИКА | Electronics-Bulgaria.com    АВТОМАТИЗАЦИЯ | Automation-Bulgaria.com    ИЗМЕРВАТЕЛНА ТЕХНИКА | Measurement-Bulgaria.com

ЕЛЕКТРОАПАРАТУРА | Electrical-Bulgaria.com    ОСВЕТЛЕНИЕ | Lighting-Bulgaria.com    ОВК | HVAC-Bulgaria.com
   
ВиК | Water-Bulgaria.com    МАШИНОСТРОЕНЕ | MachineBuilding-Bulgaria.com    ЕНЕРГЕТИКА | PowerIndustry-Bulgaria.com   

ВЕИ | Renewables-Bulgaria.com    ЕКОЛОГИЯ | Ecology-Bulgaria.com

Copyright © 2018        

Политика за поверителност и защита на личните данни  |  Условия за ползване  |  Политика за бисквитките

WebDesignBG