EtherCAT · Fertigungslinie
Ein Frame, jede Maschine: wie EtherCAT Daten in der Fertigungslinie bewegt
Der Controller baut in jedem Zyklus einen Frame mit einem Platz für jedes Gerät der Linie. Im Durchlauf entnimmt jedes Gerät seinen Befehl und schreibt seine Antwort zurück, in Hardware, unterwegs. Auf unserem Prüfstand gemessen: 19,2 µs im Mittel, 30,9 µs maximal, 0 % Paketverlust.
Kapitel
ILLUSTRATION + PRÜFSTANDSDATEN
Schaltschrank, Roboterarm, Humanoid und Auto sind 3D-Illustrationen; der CAN-Vergleich ist strukturell, keine Messung. Die Latenzwerte im Film wurden auf unserem eigenen Prüfstand gemessen; der Aufbau steht unten.
01Was der Film zeigt
Eine Fertigungslinie besteht aus einigen hundert Geräten, die sich über das Wann einig sein müssen. EtherCATs Antwort ist ein Frame pro Zyklus: Er verlässt den Controller, durchläuft jedes Gerät und kommt zurück. Kein Paket pro Gerät, kein Store-and-Forward an jedem Knoten.
Der Film begleitet einen Frame durch ein Werk: die Servoantriebe, die sechs Achsen des Arms, der eine Karosserie schweißt, die Gelenke eines Humanoiden an derselben Linie und schließlich das Auto, das diese Linie gebaut hat. Das Auto nutzt einen anderen Bus: CAN sendet acht Bytes pro Nachricht, eine Nachricht nach der anderen.
Schaltschrank, Arm, Humanoid und Auto sind unsere eigenen 3D-Illustrationen, der CAN-Vergleich ist strukturell. Die Prüfstandswerte sind unsere. Der Master-Stack ist Class B und nutzt keine Distributed Clocks, daher nennen wir keine DC-Werte. Wir verkaufen keinen EtherCAT-Master: Wir nehmen Linien auf TI-Silizium in Betrieb und charakterisieren ihr Zeitverhalten.
02Prüfstandsdaten
1 Slave, 64 Byte Prozessdaten, 10-kHz-Zyklus. Master: TI Sitara AM572x (PRU-ICSS), TI-RTOS, ein kommerzieller Class-B-Master-Stack; Slave: TI Delfino TMS320F28388D; 100-Mb/s-Link. Der Stack nutzt keine Distributed Clocks, daher wird kein DC-Wert genannt. Alle Tabellen und Methode
03Transkript
Der Film ist englisch vertont. Unter jeder Zeile steht der Originaltext; ein Klick auf den Zeitstempel startet den Film an dieser Stelle.
Eine Maschine ist eine Menge von Teilen, die sich über das Wann einig sein müssen.
A machine is a set of parts that must agree on when.
EtherCAT antwortet mit einem Frame, in jedem Zyklus neu aufgebaut, mit einem Platz für jedes Gerät der Linie.
EtherCAT answers with one frame, built fresh every cycle, with one slot for every device on the line.
Er hält nie an. Jedes Gerät entnimmt seinen Befehl und schreibt seine Antwort zurück.
It never stops. Each device takes its command out, and writes its answer back in.
Das bewegt einen Schweißarm. Sechs Gelenke, ein Frame, ein Durchlauf.
This is what moves a welding arm. Six joints, one frame, one pass.
Dieselbe Linie betreibt einen Humanoiden. Dreißig Gelenke. Knöchel, Knie, Hüfte, Ellbogen, Hand, Hals. Das Gyroskop im Kopf. Die Fokus- und Zoommotoren im Auge.
The same line runs a humanoid. Thirty joints. Ankle, knee, waist, elbow, hand, neck. The gyro in the head. The focus and zoom motors in the eye.
Das Auto, das diese Linie gerade gebaut hat, nutzt einen anderen Bus. CAN sendet acht Bytes pro Nachricht, eine nach der anderen, und alles andere wartet.
The car that line just built runs a different bus. CAN sends eight bytes per message, one at a time, and everything else waits its turn.
Ein Mechanismus, von der Maschine, die das Auto baut, bis zum Auto selbst.
One mechanism, from the machine that builds the car to the car itself.
Auf unserem Prüfstand: neunzehn Komma zwei Mikrosekunden im Mittel, dreißig Komma neun maximal, kein Paketverlust.
On our bench: nineteen point two microseconds average, thirty point nine maximum, zero packet loss.
Spikedge. Wir messen den Zyklus.
Spikedge. We measure the cycle.
