EtherCAT®ネットワークシミュレーション

シミュレートされたネットワークでEtherCATコントローラを実行する

EC-SimulatorはEtherCAT®スレーブデバイスをシミュレーションすることでEtherCAT®ネットワークを仮想化し、EtherCAT®スレーブハードウェアがなくてもEtherCAT®マスタアプリケーションを実行することができます。 EtherCAT®シミュレーションは物理的なネットワークアダプタ上で提供されますが、仮想的にも提供されます (例えば、完全にシミュレーションされたマシンのセットアップを実現することができます)。シミュレーションインスタンスの設定は実ネットワークのENIファイルを使用してシームレスに行うことができます。 プロセスデータへの反応、SDO、スレーブスタックの相互作用などはC/C++または.NETを使用してプログラムすることができ、EtherCATデータをISG Virtuos®のような他のエンジニアリングツール、テストツール、仮想化ツールに接続することができます。

使用事例

  • デジタルツインによるバーチャルコミッショニング
    • 既存のハードウェアがなくても、エンジニアリングの初期段階でアプリケーションのテストと最適化を行うことができます。
    • 危険であったり、損害につながるようなエラーシナリオをテストします。
  • EtherCAT制御システムリリーステスト
    • 拡張シナリオのテスト（トポロジーの変更のシミュレーションなど
    • スレーブエラーのシミュレーション
    • 巨大なネットワークのシミュレーション
  • ソフトウェア開発と教育

HiL（Hardware-in-the-Loop）シミュレーション

すべてのスレーブがシミュレートされます

テスト対象システム(SUT) は外部ハードウェアであるHiLシステム上で動作するEC-SimulatorソフトウェアとEtherCATケーブルを介して通信します。 この設定では、変更されていないアプリケーションとEtherCATマスタを標準の物理ネットワークインタフェースを使用してテストすることができます。

実際のスレーブとシミュレートされたスレーブの組み合わせ

  • 1つのイーサネットポートを備えたHiLシステムは、ネットワーク上の最後のデバイスである必要があります
  • 複数のポートを備えたHiLシステムは、実際のスレーブ間でも接続されている可能性があります
  • EtherCATツールEC-Engineerでシミュレートするスレーブを定義します。結果のネットワーク構成には、すべてのスレーブが含まれます。シミュレートされたスレーブがマークされます。
  • ステップバイステップでデジタルツインを作成します。実際のスレーブと組み合わせた部分的なシミュレーション
  • 任意の場所でエラーシナリオをシミュレートします。実際のスレーブの前か後

ソフトウェアアーキテクチャ

EC-Simulator ソフトウェアは、Linux や Windows などの様々なオペレーティング・システム上ですぐに実行でき、acontis リアルタイム・イーサネット・ドライバ、いわゆるリンク・レイヤーを利用しています。 EC-Simulator は、ソフトウェア PLC (LogicLab, logi.cals) や ISG Virtuos などのプロフェッショナルなシミュレーションソフトウェアに統合するための"C"言語APIを提供します。

Software architecture on Windows

  • Real-time Accelerator technology using CPU core isolation and Real-time Ethernet Driver
  • Fast EC-Simulator response time for a network cycle time of one millisecond or below

ソフトウェアインザループ（SiL）シミュレーション

EtherCATネットワークはテスト対象システム(SUT)上で動作するソフトウェアによってシミュレーションされます。 イーサネットコントローラと通信する代わりに、EC-Master EtherCATマスタはシミュレーションソフトウェアと直接EtherCATフレームを交換します。

ソフトウェアアーキテクチャ

プログラミングインタフェース

プロセスデータプロバイダー

アプリケーションでプロセスデータを処理するために、さまざまなオプションを利用できます。適切なオプションは、スレーブごとに個別に選択できます。

  • デフォルトの実装（スレーブ1）：
    • プロセスデータイメージから顧客アプリケーションによって実装されたプロセスデータロジック
  • 統合されたサンプルアプリケーション（スレーブ2）を使用します。
    • プロセスデータイメージの代わりに、サンプルアプリケーション（CiA402など）によって提供されるプロセスデータ
    • サンプルアプリケーションの動作は変更できません
    • EC-Engineerで「サンプルアプリケーション」を選択します
  • 独自のスレーブファームウェア（スレーブ3）を実装します。
    • 独自のスレーブファームウェアを開発およびテストするためのインターフェイス：既存の独自のAPPL_XXX（）スレーブ関数を独自のコードにフックします
    • EtherCATステートマシンの制御、プロセスの処理、CoEオブジェクト

診断機能

  • スレーブレジスタを読み書きするためのAPI。
  • スレーブEEPROMの内容を読み書きするためのAPI
  • シミュレータオブジェクトディクショナリを読み込むためのAPI
  • ネットワークトポロジーを評価するためのAPI
  • EC-Lyser/EC-Engineer接続用RASサーバ
  • API to simulate lost frames at a specific slave / port
  • API to simulate a lost link at a specific slave / port

特徴

  • メールボックスがあるスレーブとないスレーブ
  • メールボックスプロトコル CAN application protocol over EtherCAT (CoE)
  • CoEを介したPDOの設定と割り当てコマンド
  • すべてのメールボックス初期化コマンドをサポート
  • 基本オブジェクトディクショナリ
  • 分散型クロックのサポート
  • サポートされているマスター：EC-Master

詳細情報

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