概述

工业以太网在工业控制领域越来越流行,协议种类较多,例如Mechatrolink III、EtherCAT、Powerlink、Profinet、EtherNet/IP等等,在数控加工领域主流的协议有Mechatrolink III、EtherCAT。但是各种协议之间很难通信协作。

安川电机的Mechatrolink III是一项先进的工业以太网技术,在数控加工领域应用广泛。伺服设备多采用Mechatrolink III,但缺少配套的I/O或传感设备,国内的I/O或传感设备多采用EtherCAT,资源相对丰富。

Macnica Cytech 推出Mechatrolink III转 EtherCAT Master 的MIE SoC模块,有效解决了Mechatrolink III协议缺少配套设备的问题,能够快速接入,减轻系统负担,同时支持多个I/O设备接入。

Mechatrolink III 转 EtherCAT 解决方案

现有解决方案一般如下图所示,

Mechatrolink III to EtherCAT graph 1_chi_v2.jpg

主系统中要同时支持两种协议,系统成本增加。同时,开发难度大,需要更多的软硬件开发投入,而且CPU负担重,导致升级系统成本增加。

采用MIE SoC模块的解决方案如下图所示,Mechatrolink III to EtherCAT graph 2_chi_v2.jpg

主系统硬件不做任何改变,无需硬件开发投入,CPU不增加负担。仅需增加MIE SoC模块即可快速实现EtherCAT设备扩展。

MIE SoC模块简介

MIE SoC模块实物和结构框图如下图所示,基于Intel Cyclone V SoC模块, 最小片上系统,上电自启动。FPGA部分集成骏龙科技自主产权的Mechatrolink III和EtherCAT两个IP,以及Mechatrolink III和EtherCAT之间报文转换和同步处理。不仅可以实现Mechatrolink III Slave转EtherCAT master,还可以实现Mechatrolink III master + EtherCAT master的双主站系统。FPGA 片上ARM A9处理器完成Mechatrolink III和EtherCAT初始化,周期性中断处理及异常处理等。

Mechatrolink III to EtherCAT graph 3.jpg

Mechatrolink III to EtherCAT graph 4.jpg

技术参数

  • Intel Cyclone V SoC主处理芯片
    • 集成ARM-Cortex A9 双核处理器
    • 集成FPGA
  • 模块外设 
    • QSPI Flash (16MB)
    • DDR3 *16bit (512MB)
    • 集成4路 100M PHY
      • 其中两路实现Mechatrolink Slave
      • 另外两路实现 EtherCAT Master
  • PCB
    • 12层, 54mm*54mm
    • 邮票孔设计

结束语

MIE SoC模块是低成本的工业以太网协议转换模块,FPGA实现协议的硬转换,效率高,实时性强,系统组建简单易用,而且能够降低系统复杂度。


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