KUKA內(nèi)部EtherCAT總線(xiàn)及故障診斷

機(jī)器人內(nèi)部的控制總線(xiàn)KCB和系統(tǒng)總線(xiàn)KSB

KCB總線(xiàn)：基于 EtherCat 的驅(qū)動(dòng)總線(xiàn)，循環(huán)時(shí)間125 微秒，F(xiàn)SOE （ F ail S afe O verE therCat）網(wǎng)絡(luò)安全校驗(yàn)。

KSB總線(xiàn)：基于 EtherCat 的總線(xiàn)，循環(huán)時(shí)間 1 毫秒，F(xiàn)SOE （F ail Safe O ver E therCat）網(wǎng)絡(luò)安全校驗(yàn)。

那么EtherCat又是怎樣的網(wǎng)絡(luò)呢？

EtherCAT（以太網(wǎng)控制自動(dòng)化技術(shù)）是一個(gè)開(kāi)放架構(gòu)，以以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)，其名稱(chēng)的CAT為控制自動(dòng)化技術(shù)（ControlAutomationTechnology）字首的縮寫(xiě)。EtherCAT是確定性的工業(yè)以太網(wǎng)，最早是由德國(guó)的Beckhoff公司研發(fā)。

EtherCAT（Ethernet for Control AutomationTechnology）是一種基于以太網(wǎng)的開(kāi)發(fā)構(gòu)架的實(shí)時(shí)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通訊協(xié)議，它于2003年被引入市場(chǎng)，于2007年成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并于2014年成為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。EtherCAT的出現(xiàn)為系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和拓?fù)涞撵`活性樹(shù)立了新的標(biāo)準(zhǔn)。

? 1）EtherCAT是最快的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)之一，同時(shí)它提供納秒級(jí)精確同步。相對(duì)于設(shè)置了相同循環(huán)時(shí)間的其他總線(xiàn)系統(tǒng)，EtherCAT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常能減少25%-30%的CPU負(fù)載。

? 2）EtherCAT在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面沒(méi)有任何限制，最多65535個(gè)節(jié)點(diǎn)可以組成線(xiàn)型、總線(xiàn)型、樹(shù)型、星型或者任意組合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

? 3）相對(duì)于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)，EtherCAT節(jié)點(diǎn)地址可被自動(dòng)設(shè)置，無(wú)需網(wǎng)絡(luò)調(diào)試，集成的診斷信息可以精確定位到錯(cuò)誤。同時(shí)無(wú)需配置交換機(jī)，無(wú)需處理復(fù)雜的MAC或者IP地址。

? 4）EtherCAT主站設(shè)備無(wú)需特殊插卡，從站設(shè)備使用可以由多個(gè)供應(yīng)商提供的高集成度、低成本的芯片。

? 5）利用分布時(shí)鐘的精確校準(zhǔn)EtherCAT提供了有效的同步解決方案，在EtherCAT中，數(shù)據(jù)交換完全基于純粹的硬件設(shè)備。由于通訊利用了邏輯環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和全雙工快速以太網(wǎng)而又有實(shí)際環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，“主站時(shí)鐘”可以簡(jiǎn)單而精確地確定對(duì)每個(gè)“從站時(shí)鐘”的運(yùn)行補(bǔ)償，反之亦然。分布時(shí)鐘基于該值進(jìn)行調(diào)整，這意味著它可以在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)提供信號(hào)抖動(dòng)很小、非常精確的時(shí)鐘。

EtherCATUDP（用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）可以將EtherCAT協(xié)議封裝為UDP/IP數(shù)據(jù)報(bào)文，這就意味著，任何以太網(wǎng)協(xié)議堆棧的控制均可編址到EtherCAT系統(tǒng)中，甚至還可以通過(guò)路由器使通訊跨接到其他子網(wǎng)。

EtherCAT的協(xié)議有：

?EtherCAT實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)（EoE）

?EtherCAT實(shí)現(xiàn)文件存取（FoE）

?EtherCAT實(shí)現(xiàn)安全性（FSoE） 用于安全檢測(cè)，安全驗(yàn)證。

EtherCAT是以太網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)但它使用地址號(hào)分配而不是PN網(wǎng)絡(luò)所使用IP地址和名稱(chēng)。

EtherCAT站點(diǎn)分配

PN網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備分配

因此實(shí)際上他們是不可能互換的，所以機(jī)器人內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和機(jī)器人附屬設(shè)備組態(tài)網(wǎng)絡(luò)是不可能出錯(cuò)的保證了機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)安全。

在國(guó)外除了KUKA也有人運(yùn)用EtherCAT網(wǎng)絡(luò)和PC制作了工業(yè)機(jī)器人也是強(qiáng)人！

EtherCAT故障狀態(tài)顯示：

windows系統(tǒng)啟動(dòng)故障,內(nèi)部KCB總線(xiàn)和KSB總線(xiàn)同時(shí)出現(xiàn)總線(xiàn)故障.

KCB控制總線(xiàn)故障,包括: KPP ,KSP,RDC 連線(xiàn)故障

KUKA內(nèi)部Ethercat總線(xiàn)的診斷：

通過(guò)診斷顯示器對(duì)Ethercat 內(nèi)部總線(xiàn)狀態(tài)進(jìn)行檢查。

下圖為內(nèi)部總線(xiàn)正常時(shí)的狀態(tài)：

下圖為內(nèi)部總線(xiàn)KCB斷網(wǎng)時(shí)的狀態(tài)：

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