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Q.serie X: EtherCAT SCHNITTSTELLE
Was ist EtherCAT?
EtherCAT (Ethernet für Steuerungs-Automatisierungstechnik) ist a Echtzeit Ethernet-basiertes Kommunikationsprotokoll das speziell für die industrielle Automatisierung entwickelt wurde und als Protokoll in der IEC-Norm IEC61158 offengelegt ist. Kurze Zykluszeiten (≤ 100 μs), niedriger Jitter (≤ 1 μs) und Mainstream-Technologie kennzeichnen EtherCAT. Es Anzüge harte und weiche Echtzeitumgebungen in der Mess- und Automatisierungstechnik.
Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und des effizienten Datenaustauschs, und niedrigen Implementierungskosten hat sich EtherCAT zu einem der beliebtesten Netzwerke für die nahtlose Integration von Datenerfassungs- und Regelung verschiedener Hersteller für Landfahrzeuge geworden.s, Luft- und Raumfahrt und industrielle Testanwendungen.
Die Produktlinie Q.serie X ist mit verschiedenen Feldbusstandards und Kommunikationsprotokollen kompatibel.
Die Q.serie X von E/A-Modulen, die als einzelne EtherCAT-Slave-Geräte arbeiten, wird Q.serie XE genannt.
Was ist die Q.series XE?
Die I/O-Module von Gantner Instruments, die als einzelne EtherCAT-Slave-Geräte arbeiten, heißen Q.serie XE. Mit den Modulen der Q.serie XE werden die Präzision und die hohe Performance der bekannten Q.serie X von Gantner für EtherCAT-basierte Anwendungen verfügbar gemacht.
Ähnlich wie bei den regulären Modulen Q.serie X ist jedes Modul der Q.serie XE in verschiedenen Verpackungsoptionen erhältlich: DIN-Schienenmontage (Q.bloxx XE), 19″ Rack (Q.raxx XE) oder tragbares Gehäuse (Q.brixx XE).
Alle I/O-Typen werden über EtherCAT vollständig unterstützt, von konventionellen Eingängen wie Spannung, Strom, Widerstand, Potentiometer, RTD, Thermoelement und Dehnungsmessstreifen bis hin zu fortschrittlicheren Eingängen wie LVDT, IEPE, piezoelektrisch, faseroptisch und Frequenzzähler.
Darüber hinaus ist die gesamte Palette der E/A-Module mit 1500 VDC galvanischer Isolierung mit EtherCAT verfügbar.
Die Module der Q.serie XE-Reihe verfügen über Abtastraten von bis zu 100 kS/s pro Eingang.
Für Hochgeschwindigkeits-Messanwendungen über EtherCAT können die Module für Oversampling nach dem EtherCAT-XFC-Standard konfiguriert werden.
Q.serie XE für EtherCAT
- Alle E/A-Module der Q.serie X sind in der XE-Version verfügbar
- Verfügbar in den Formfaktoren Q.bloxx, Q.brixx und Q.raxx
- Vorgefertigte Onboard-Signalbedingungen
- ET1100 EtherCAT-Slave-Controller, der vollständig mit dem EtherCAT-Slave-Implementierungsstandard ETG.2200 konform ist
- Verteilte Uhr für präzise Datensynchronisation
- XFC-Oversampling für Datenraten bis zu 100 kS/s
- Ein Buskoppler verbindet bis zu 10 E/A-Module mit dem Netzwerk
- Drop-in-Ersatz für Beckhoff Industrie-I/O
Warum die Q.serie XE?
Q.serie XE adressiert die drei markanten Trends in der Datenerfassung, die einzigartige Herausforderungen für eine effiziente Datenerfassung über EtherCAT mit sich bringen:
- Modularität für Flexibilität und einfache Skalierbarkeit zur Senkung der Investitionskosten
- Hochgeschwindigkeitsmessung für bessere Datenauflösung
- Schnellere und effizientere Verarbeitung großer Datenströme
Alle Module Q.serie XE werden mit dem EtherCAT-Slave-Controller ET1100 geliefert, der die EtherCAT-Slave-Implementierung und die Distributed-Clock-Technologie vollständig unterstützt.
Die Module verfügen über eine LVDS-Physical-Layer-Schnittstelle, die über einen Q.serie XE-Buskoppler an das Ethernet-Netzwerk angeschlossen wird.
Ein Buskoppler kann bis zu 10 E/A-Module ansprechen.
Alle Module Q.serie XE sind flexible, konfigurierbare Echtzeit-Messsysteme:
- Lesen / Schreiben der Konfiguration über SDO
- Voller Zugriff auf das Objektverzeichnis über SDOs
- Struktur des Objektverzeichnisses per “Modular Geräteprofil“ Spezifikation
- Gerätebeschreibung über ESI-Datei
- CoE per “Modulares Geräteprofil” (ETG.5001.1)
- Flexible PDO-Zuordnung über CoE
- Datei- und Firmware-Übertragung mit File Access over EtherCAT (FoE) (ETG.1000.5)
- Konfigurierbares PDO-Mapping für optimierten Datendurchsatz
- Verteilte Uhr (DC) Unterstützung für präzise Zeitsynchronisation (ETG.1020.0)
- eXtreme Fast Control (XFC) Überabtastung technology für Hochgeschwindigkeitsmessungen (Oszilloskop Funktion)
- Konfigurationssoftware mit vollem Zugriff auf das Objektverzeichnis des Moduls, einschließlich Entwurfsregelprüfungen zur Vermeidung einer fehlerhaften Modulkonfiguration
Außerdem bietet Gantner die Möglichkeit, ein DAQ Q.serie X als einen einzigen EtherCAT-Slave-Knoten an das EtherCAT-Netzwerk anzuschließen.
Sehen Sie sich die Q.station X EC an.
Flexible EtherCAT-Netzwerkarchitektur
Abhängig von der Komplexität der Anwendung, den Anforderungen des Anwenders und den Gesamtbetriebskosten sollten zwei verschiedene Architekturen in Betracht gezogen werden. Die I/O-Module der Q.series XE-Reihe von Gantner Instruments sind EtherCAT-Slave-Geräte für maximale Flexibilität und Anpassung. Alternativ können die I/O-Module der Q.serie XL als eigenständiges DAQ mit einem Controller eingesetzt werden, der eine parallele Kommunikation zum EtherCAT-Netzwerk ermöglicht und gleichzeitig von den vordefinierten Datenerfassungsfunktionen profitiert.
- Die Kopfmodule der Q.station X EC und Q.serie XE BC (Buskoppler) sind austauschbar, so dass ein XL-System leicht in ein XE-System umkonfiguriert werden kann und umgekehrt.
- Zur Anpassung der Buskommunikation muss eine andere Firmware auf die E/A-Module geladen werden.
- Kann vor Ort und “In situ” durchgeführt werden; keine Rücksendung des Systems an Gantner Instruments notwendig
Wenden Sie sich an Ihren lokalen Gantner Instruments Niederlassung, um mehr über die Vor- und Nachteile der einzelnen Lösungen für Ihre Situation zu erfahren.
Was leistet die Q.serie XE?
Die Q.station X EC verbindet bis zu 64 E/A-Module für den zuverlässigen 24/7-Betrieb in einem EtherCAT-Netzwerk. Erstellen Sie bis zu 20 unabhängige, PC-freie Multifrequenz-Datenlogger mit bis zu 100 kS/s, messen Sie bis zu 100 kHz pro Kanal und nutzen Sie leistungsstarke arithmetische Funktionen. Feldbusschnittstellen für CAN, Modbus TCP/IP, Modbus RTU, PROFIBUS, PROFINET und Unterstützung von Publish/Subscribe- und Messaging-Protokollen, z. B. OPC UA, DDS und MQTT sowie kundenspezifische Controller-Plugins für kundenspezifische Kommunikationsprotokolle.
- Für computerunabhängige Datenaufzeichnung
- Bis zu 64 E/A-Module anschließbar
- Verteilen und Daisy Chain von E/A-Modulen oder direkter Anschluss
- Mehrere Abtastraten
- RT-Linux-Betriebssystem für zuverlässigen 24/7-Betrieb
- CAN-Bus-Anschluss (CAN-FD mit externem Adapter)
- ModbusTCP, Modbus RTU mit externem Adapter, z.B. RS485 auf USB
- 2 USB-Anschlüsse für z. B. GPS-Maus
- Zeitsynchronisation mit NTP, PTP, IRIG
- test.con verfügbar (XT-Version)
- Mehrere Schnittstellenoptionen, z. B. OPC UA, DDS und MQTT
Mixed-Signal- und Multifrequenz-Datenpufferung
Das Datenerfassungssystem der Q.series X verfügt über vier interne Datenpuffer, die Daten von E/A-Modulen, Feldbussen, Publish-Subscribe-Protokollen und benutzerdefinierten Plugins sammeln, puffern und verteilen. Jeder Datenpuffer kann mit einer eindeutigen Abtastrate für eine optimale Bandbreitennutzung konfiguriert werden, um den Datendurchsatz auf dem internen Bus und im Ethernet-Netzwerk zu optimieren. Dadurch wird vermieden, dass niederfrequente Messungen mit der gleichen Frequenz wie Hochgeschwindigkeitsmessungen für die Mixed-Signal-Datenerfassung durch das System übertragen werden. So kann das DAQ beispielsweise einen Datenpuffer für 10-Hz-Temperaturdaten, einen für 5000-Hz-Dehnungsdaten und einen für 50-kHz-Vibrationsdaten haben.
Alle Messmodule Q.serie XE verfügen über eine EtherCAT-Schnittstelle für flexible Echtzeit-Messsysteme.
Je nach Anschlusstechnik kann für die Module eine Schutzart von bis zu IP65 erreicht werden.
Effiziente Datenstromverarbeitung
- Softwareanwendung für die Verarbeitung von Echtzeit-Datenströmen
- Sammeln, Verarbeiten und sicheres Protokollieren von Daten an verschiedenen Zielen
- Das Konzept basiert auf einem gemeinsam genutzten Speicher mit mehreren Zugriffspunkten und der Vermeidung von redundantem Datentransfer zur Optimierung der Leistung
- Verarbeiten Sie Datenströme mit Joins, Aggregationen, Filtern, arithmetischen Berechnungen usw.
- API für die Schnittstelle zu Datenströmen von Drittanbietern aus externen Mess- und Steuergeräten
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Formfaktoren für EtherCAT
Ähnlich wie bei den regulären Modulen Q.serie XL ist jedes Modul der Q.serie XE in verschiedenen Verpackungsoptionen erhältlich: DIN-Schienenmontage (Q.bloxx XE), 19″ Rack (Q.raxx XE) oder tragbares Gehäuse (Q.brixx XE).
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