Betrieb einer Steuerung oder eines Reglers mit einem simulierten EtherCAT Netzwerk

Der EC-Simulator virtualisiert ein komplettes EtherCAT Netzwerk mit Hilfe von simulierten EtherCAT Geräten (Slaves). Damit kann eine EtherCAT Master Applikation ohne physikalische Slaves betrieben werden.
Die Software stellt die Simulation entweder in Verbindung mit einer physikalischen Netzwerkkarte der Steuerung bereit, oder kann auch direkt – ohne zusätzliches Kabel – in den Master integriert werden.
Die Konfiguration des Simulators erfolgt über die im EtherCAT Standard definierte EtherCAT Network Information (ENI) Datei. Diese Datei wird auch vom Master verwendet und ist somit bereits in der Regel vorhanden. Die EC-Simulator Bibliothek bietet Funktionen für den Zugriff auf die zyklischen Prozessdaten, das Objektverzeichnis und den Zustand der Slaves an. Daneben gibt es Funktionen zur Generierung von Fehlern, z. B., um den Ausfall eines Slaves, oder den Verlust von Frames zu simulieren. Auf die Daten kann auch mit C/C++ oder .NET zugegriffen werden und so verschieden professionellen Software Tools zur Verfügung gestellt werden, z.B. um eine echtes System zu imitieren.

Master Software Entwicklung

• Führen Sie die Master-Anwendung ohne echte Slaves aus
• Komfortable Integration der Master-Stack-Software in die Anwendung, z. B. Funktionen für nicht verfügbare Slaves implementieren und testen
• Implementieren und Testen erweiterter EtherCAT-Funktionen, z. B. Hot Connect, Firmware-Download usw.
• Masteranwendung mit unterschiedlichen Netzwerkkonfigurationen und Topologien validieren → Laden Sie einfach eine andere ENI-Datei in den EC-Simulator
• Komfortables Debugging komplexer Topologie- und Slave-Szenarien

Feldbus Master Device Test

• Ersetzen Sie manuelle Testverfahren durch automatische Verfahren
• Slave-Fehler simulieren, z. B. Slave fällt von OP auf SAFEOP herunter
• Simulieren Sie Kabelbruch, Frame Loss, schlechte Anschlüsse
• Simulieren Sie große Netzwerke mit vielen Slaves
• Simulieren Sie Fehlerszenarien an beliebigen Stellen. Vor oder nach den echten Slaves
• Implementieren Sie erweiterte Testszenarien, z. B. simulieren Sie Topologieänderungen

Virtuelle Inbetriebnahme

• Entwickeln und testen Sie Anwendungen auf Basis einer Software-Emulation (Digital-Twin) der Maschinenlogik.
• Testen und optimieren Sie die Anwendung bereits in einem frühen Stadium des Engineerings, auch ohne real existierende Zielhardware
• Testen Sie Fehlerszenarien, die gefährlich sind und/oder zu Schäden führen

Slave-Firmware-Entwicklung

• Entwickeln Sie Slave-Firmware, bevor echte Hardware verfügbar ist
• EC-Simulator basiert auf dem Beckhoff EtherCAT Slave Stack ET9300. Alle Standardfunktionen von APPL_XXX() sind auf Anwendungsebene verfügbar
• Entwicklung von Firmware auf Windows oder Linux mit komfortabler IDE
• Verwenden Sie aufgezeichnete oder generierte Testdaten als Prozessdateneingang für die Slave-Firmware
• Rückverfolgung von Prozessdatenausgaben und -zuständen in Dateien etc.
• Testen Sie Parameter Up- und Downloads (CoE, VoE)
• Firmware-Downloads testen (FoE)

Der EtherCAT Master Stack EC-Master von acontis ist speziell für den Betrieb in embedded Betriebssystemen (bzw. Echtzeitbetriebssystemen) optimiert. Er zeichnet sich des Weiteren durch einen modularen Aufbau aus. Die Schnittstellen der jeweiligen Module sind offen gelegt, die Teilkomponenten können deshalb bei Bedarf ausgetauscht und auf die jeweiligen Anforderungen angepasst werden.
Durch die Verwendung von eigenen Real-Time Ethernet Treibern (Link Layer) können kurze Zykluszeiten auf auf Systemen mit begrenzter Rechenleistung garantiert werden.

Funktionen:

• Class A und Class B, konform zu ETG.1500 Master Classes
• Feature Pack Hot Connect (mit und ohne DC)
• Feature Pack Cable Redundancy (mit und ohne DC)
• Feature Pack External Synchronization

Betriebssysteme:
Windows, Linux, Xenomai, VxWorks, QNX, FreeRTOS, INTEGRITY, RTX64, INtime

Architekturen:
x86, x64, ARM, ARM64, PowerPC

Linux hat sich in den letzten Jahren zu dem am weitesten verbreiteten Echtzeitbetriebssystem entwickelt. Aufgrund seines deterministischen harten Echtzeitverhaltens, leistungsfähiger Entwicklungstools und umfassender Unterstützung für Hardwaretreiber und Software wird es von führenden Herstellern industrieller Steuerungen verwendet. Typische Anwendungen sind SPS-, Motion Control- und Robotik bzw. NC-Systeme mit hohen Echtzeitanforderungen.

Mit dem LxWin Hypervisor können Windows und ein schlankes embedded Real-time Linux parallel ausgeführt werden. Linux-Treiber, z. B. für Feldbus-Controller oder GigE-Kamerasysteme, Kommunikationsstacks (EtherCAT, Profinet, OPC, OPC UA, TSN, ...) oder komplexe Softwarelösungen wie CNC-Controller oder Software-SPS können unter LxWin unverändert verwendet werden.
Existierende Kunden-Lösungen die aus einem Windows-basierten GUI-System und einem Linux-basierten Controller bestehen, können mit LxWin auf einer einzigen Hardware konsolidiert werden. Für die Softwareentwicklung der Echtzeit-Applikationen stehen wahlweise Eclipse oder Microsoft Visual Studio (ab VS 2015) zur Verfügung.

Wichtigste Eigenschaften auf einen Blick

• Ready-to-run echtzeitfähiges Linux Image
• Real-time Linux - 32 Bit und 64 Bit
• Linux Yocto Support zum Erstellen von kundenspezifischen Linux-Images
• Optimale Ausnutzung von Multicore Systemen (skalierbar auf beliebig vielen CPU Kernen für den Echtzeitpart)
• Schnelle Interrupt Bearbeitung und kurze Thread-Latenzzeiten
• Verfügbar für Windows 10/11 (32 Bit und 64 Bit)
• Garantierte sehr harte Echtzeitfähigkeit bei vollständiger Unabhängigkeit von Windows, beim Absturz von Windows läuft der Echtzeitpart weiter
• Viele Treiber, Protokollstacks, Libraries und Applikationen
• Optional: Verwendung der Intel VT, VT-d Hardware-Virtualisierung
• Verwendung unmodifizierter Third Party Linux Applikationen und Treiber
• Virtuelles Netzwerk zur Kommunikation zwischen Windows und Linux
• High-Speed Kommunikation zwischen Windows und Linux via Shared Memory, Events und synchronisiertem Speicherzugriff
• Higher Level Windows/Linux Kommunikation: Pipes, Message Queues und Real-time sockets.
• Integrierter acontis technologies’ EtherCAT Master Stack Lösung out of the box verfügbar

EtherCAT® Netzwerk Konfiguration und Diagnose

EC-Engineer ist ein leistungsfähiges Software-Werkzeug zur Konfiguration und Diagnose von EtherCAT® Netzwerken. Mit nur einem Tool kann der Anwender alle notwendigen Aufgaben schnell und komfortabel durchführen. Dazu trägt das moderne, übersichtliche und intuitiv bedienbare User Interface entscheidend bei, wobei bewusst auf Popup Dialoge weitestgehend verzichtet wurde.

Mit EC-Engineer kann die Konfiguration „Offline“ im Büro oder „Online“ an der Anlage mit dem realen Netzwerk, erstellt werden. Dabei spielt es keine Rolle, ob die EtherCAT Slaves am lokalen Windows PC, oder an der Steuerung angeschlossen sind. In beiden Fällen können komfortabel mittels „Bus-Scan“ die Slaves und die Topologie erkannt werden. Sind die Slaves am Windows PC angeschlossen, kann der integrierte Windows EtherCAT Master den Bus hochfahren und diagnostizieren. Wenn die Slaves an der Steuerung angeschlossen sind, übernimmt der dort laufende EC-Master die Kommunikation am Bus und stellt dem EC-Engineer alle notwendigen Dienste und Daten zur Verfügung.

Allgemeine Funktionen

• Mehrere Masterbaugruppen innerhalb eines Projektes
• EtherCAT Slaves am Windows PC
• EtherCAT Slaves an der Steuerung
• Baumansicht und Topologieansicht
• ESI und EMI Manager
• Sprachumschaltung
• Modernes User Interface auf Basis von WPF

Konfigurationsfunktionen

• Import ESI (EtherCAT Slave Information) Datei gemäß ETG.2000
• Export ENI-(EtherCAT Network Information) Datei gemäß ETG.2100
• Ermittlung der vorhandenen Slaves durch Bus-Scan
• Kopieren von Slaves einschließlich aller Parameter
• PDO Auswahl und Konfiguration
• Anpassen und Hinzufügen von Init Commands
• Transparente Einbindung von MDP (Modular Device Profile) Slaves
• Feste Startadressen von Slave-Gruppen im Prozessabbild
• Distributed Clocks (DC) Einstellungen
• Definition von "Hot Connect" Gruppen
• Programmierung Station Alias Adresse
• Sonstige Parameter für Master und Slaves

Diagnosefunktionen

• Master- und Slave-Zustände (anzeigen und ändern)
• Prozessdaten (anzeigen und ändern)
• ESC-Register (lesen und schreiben)
• EEPROM (lesen und schreiben)
• Master und Slave Objekt Verzeichnisse
• Mailboxtransfers (Service Daten Objekte Upload und Download)
• Firmware Upload und Download
• Vergleich zwischen Konfiguration und realem Netzwerk

Die acontis RTOSVisor-Lösung ist ein Echtzeit-Hypervisor vom Typ 1, der eine optionale und unabhängige Erweiterung der Echtzeit-Hypervisor-Lösungen vom Typ 2 von acontis für Windows (LxWin und VxWin) darstellt. Mit dieser Lösung können Kunden Anforderungen an anspruchsvollere Anwendungsfälle erfüllen. Es eignet sich perfekt für IIoT-Geräte (Industrial Internet of Things), Edge-Controller, High-End-Echtzeithardware und Workload-Konsolidierung.

Mit der branchenerprobten Real-Time-Hypervisor-Technologie von Acontis können mehrere harte Echtzeit-Betriebssysteme wie Real-Time Linux und VxWorks nativ ausgeführt werden. Die Lösung umfasst KVM, das den gleichzeitigen Betrieb mehrerer Standardbetriebssysteme wie Windows und Linux (Ubuntu, Debian, Fedora und viele andere) ermöglicht. KVM bietet virtuellen Hardwarezugriff und Paravirtualisierung, was zu einer verbesserten Leistung führt. KVM unterstützt außerdem Hardware-Passthrough von PCI-, USB- und VGA-Geräten und sorgt so für die bestmögliche Leistung.

Jedes Gastbetriebssystem ist völlig unabhängig und separat, was bedeutet, dass ein Betriebssystem neu gestartet oder heruntergefahren werden kann, ohne dass dies Auswirkungen auf die anderen hat. Diese Funktion bietet Kunden die Flexibilität, ihre Systeme ohne Unterbrechungen zu verwalten.