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EtherCAT 통신이란 무엇입니까?
- 등록일
- 2025. 12. 17.
EtherCAT 통신이란 무엇입니까?
| EtherCAT(Ethernet Control Automation Technology)는 독일의 Beckhoff Automation에서 개발되었으며, ETG(EtherCAT Technology Group)에 의해 기능 요구사항 및 인증 절차 등이 규정·관리되는 개방형 산업용 이더넷입니다. EtherCAT에서는 이더넷의 물리 계층(MAC 계층 포함) 위에 CoE(CAN application protocol over EtherCAT), FSoE(Safety over EtherCAT) 등의 프로토콜을 추가하여 PDO(Process Data Object)에 의한 초고속 사이클릭 통신, SDO(Service Data Object)에 의한 고속 이벤트 통신 및 안전 통신을 동일한 네트워크 상에서 구현하고 있습니다. 또한 EtherCAT 규격으로는 SERCOS? 프로토콜이나 TCP/IP 등의 이더넷 프로토콜을 구현함으로써 SERCOS? 대응 서보나 이더넷 기기와의 연결 확장성도 갖추고 있습니다. (단, 오므론에서는 미구현) EtherCAT은 온더플라이 처리라는 실시간 프레임 처리 기술을 채택하고 있기 때문에, 마스터에서 전송된 패킷이 최하류 슬레이브까지 도달하여 되돌아와 다시 마스터로 돌아와 한 바퀴 도는 동안 모든 슬레이브와의 데이터 교환이 완료됩니다. 따라서 대역폭 이용률(회선 사용 효율)이 90%를 초과하여 다른 네트워크에 비해 훨씬 높습니다. 또한 통신 패킷에 포함된 DC(분배 클럭)를 통해 동기 슬레이브 간의 고정밀 시간 동기화가 가능하며, 다중 서보 드라이버 등에 의한 축간 동기 정밀도는 1μs보다 훨씬 작은 오차 범위 내에 수렴합니다.
■EtherCAT 관련 제품 오므론에서는 다음과 같은 EtherCAT 관련 제품을 보유하고 있습니다. ＜마스터＞ ・EtherCAT 포트를 내장한 NJ/NX/NY 시리즈 컨트롤러 ・CJ 시리즈 위치 제어 유닛 형 CJ1W-NC□81 / -NC□82 ・다축 모션 컨트롤러 CK3M / CK3E / NY51□-A 시리즈 ＜모션 구동 기기(동기 슬레이브)＞ ・1S 시리즈 서보 모터/드라이버 ・G5 시리즈 서보 모터/드라이버 ＜일반적인 집합형 I/O 슬레이브(컨트롤러의 리모트 I/O 증설 장치)＞ ・NX 시리즈 EtherCAT 커플러 유닛 형식 NX-ECC20□ ・디지털 I/O ・아날로그 I/O ・펄스열 I/O ・기타 I/O 형식 NX-□ ・안전 컨트롤러 ・안전 I/O 형식 NX-S□ ＜일반적인 분산형 I/O 슬레이브＞ ・디지털/아날로그/펄스열/IO-Link 마스터 등의 분산형 I/O 슬레이브 터미널 GX 시리즈 ＜인버터＞ 인버터 형식 3G3MX2-V1 / 3G3RX2용 EtherCAT 통신 유닛 형식 3G3AX-MX2-ECT / 형식 3G3AX-RX2-ECT ＜센서＞ ・광학식/자기식 ON/OFF 센서용 통신 유닛 형 E3NW-ECT, 형 E3X-ECT ・변위/측장 센서 ZW8000 / 7000 / 5000 시리즈 ・이미지 센서 FH(단, 형식 FH-L550(-10) 제외) / FHV7 / FQ-M 시리즈 ＜배선용 기기・부재＞ ・EtherCAT 분기 슬레이브 형 GX-JC03/06 ・산업용 이더넷 커넥터 케이블 형 XS5 / XS6 오므론 이외에도 타사 제조사들에서 PC 기반 마스터, 서보, 인버터, 스테핑, I/O, 센서, 컨트롤러, 게이트웨이, 소프트웨어, 배선 부품 등이 구비되어 있습니다. ■구성 도구 NJ/NX/NY 시리즈 컨트롤러를 마스터로 사용하는 경우, 통합형 프로그래밍 도구인 자동화 소프트웨어 Sysmac Studio 형식 SYSMAC-SE2□□□를 사용하여 EtherCAT 구성 및 설정 등을 수행합니다. CJ 시리즈 위치 제어 유닛 형 CJ1W-NC□81 / NC□82를 마스터로 하는 경우, CX-Programmer(FA 통합 툴 패키지 CX-One 형 CXONE-AL□□D-V4 동봉)의 고기능 유닛 설정 편집 화면에서 수행합니다. ・ESI(EtherCAT Slave Information) 파일 각 EtherCAT 디바이스에는 ESI 파일이라는 XML 형식의 슬레이브 디바이스 정보 파일이 준비되어 있으며, 구성 도구에서는 이 파일을 참조하여 슬레이브 설정을 수행하도록 되어 있습니다. 오므론 디바이스의 경우 미리 구성 도구에 포함되어 있지만, 타사 벤더의 디바이스를 사용할 때는 이 파일을 벤더 홈페이지 등에서 다운로드하여 도구에 임포트해야 합니다. Sysmac Studio에는 이 가져오기 기능이 있지만, CX-Programmer에는 없습니다. ■PDO 통신(CoE 프로토콜) PDO 통신에서는 그림 2와 같은 구성·설정 화면에 표시되는 트리 구조의 마스터와 각 슬레이브 간에, 그림 3 및 그림 5에 표시된 디바이스 변수 및 축 변수에 할당된 프로세스 데이터(PDO 통신으로 교환되는 데이터)에 대해 주기적으로 데이터 교환이 이루어집니다. 일반적인 I/O 슬레이브에서는 프로세스 데이터가 디바이스 변수에만 할당되지만, 서보 등의 모션 구동 기기에서는디바이스 변수와 축 변수 모두에 할당됩니다. 디바이스 변수는 [구성·설정] → [EtherCAT]이나 [CPU·확장 랙] 조작 등으로 여는 그림 2와 같은 기기 구성 설정 편집 화면에서 연결할 기기를 등록하고, 그림 3과 같은 I/O 맵 화면에서 사용자가 등록한 글로벌 변수 또는 로컬 변수와 연결함으로써 사용자 프로그램에서 읽기/쓰기가 가능해집니다. 축 변수는 [구성·설정] → [모션 제어 설정] → [축 설정]의 조작으로 축을 추가하고, 그림 4와 같은 각 축 설정 화면에서 연결 등록된 모션 구동 기기와 연결 및 각 파라미터 설정을 수행함으로써, 사용자 프로그램의 모션 제어 명령에서 읽고 쓸 수 있게 됩니다. 일반적으로 필요한 디바이스 변수나축 변수는 기기의 구성·설정을 수행한 시점에서 미리 할당되지만, 특별히 추가하여 할당하고 싶은 데이터가 있는 경우, 그림 2의 [PDO 매핑 설정 편집] 버튼을 통한 조작으로 미할당 후보에서 추가 등록합니다.
■SDO 통신(CoE 프로토콜) SDO 통신에서는 마스터 측 컨트롤러의 사용자 프로그램에서 EtherCAT 통신 명령을 실행함으로써, 마스터로 지정된 대상 슬레이브 간에 PDO 통신으로는 획득할 수 없는 파라미터 등의 특수 데이터를 명령으로 지정한 데이터에 대해, 명령 실행 시에만 데이터 교환이 이루어집니다. 오므론에서는 EtherCAT 상의 디바이스와 시판 PC(개인용 컴퓨터) 간 직접 통신을 위한 게이트웨이나 PC용 EtherCAT 보드 등의 인터페이스 디바이스를 제공하지 않습니다. 따라서 PC에 연결하는 경우, 오므론제 산업용 PC NY 시리즈를 검토하시거나, 위와 같이 NJ/NX 시리즈 컨트롤러에서 EtherCAT 통신 명령으로 수집한 데이터를 컨트롤러에 이더넷(EtherNet/IP)으로 연결된 PC에서 간접적으로 읽기/쓰기해 주시기 바랍니다. 또한 CJ 시리즈 위치 제어 유닛 CJ1W-NC□81 / NC□82에서는 SDO 통신을 위한 EtherCAT 통신 명령 등을 지원하지 않습니다.
■FSoE 통신 NX 시리즈 EtherCAT 커플러 유닛 형식 NX-ECC20□ 및 형식 NX102 / NX1P2 컨트롤러의 NX 버스에 장착하는 안전 CPU 유닛 형식 NX-SL3□00 및 안전 I/O 유닛 NX-S□□□00을 조합함으로써, 제어 모듈과 안전 모듈의 혼재 및 분산 배치가 가능해져, 세밀한 안전 제어 시스템을 구축할 수 있습니다. ※ EtherCAT은 독일 베코프 오토메이션이 라이선스를 부여한 등록 상표이며, 특허 취득 기술입니다. ※ Sysmac는 오므론 주식회사 제조 FA 기기 제품의 일본 및 기타 국가에서의 상표 또는 등록 상표입니다. | ||||||||||||
