解説記事『超高速産業用イーサネット EtherCAT について』

◆◆◆ ネットワーク団体 ◆◆◆ 超高速産業用イーサネット EtherCAT について EtherCAT Technology Group EtherCATとは ドではなく、フレームを通過させつつ直接リード&ライトを 行うオンザフライ方式となっています。 　EtherCATは現在4410社からなる世界最大の産業用ネッ ■トポロジ トワーク団体です（図 1）。世界地域ごとのメンバーのおお 　標準的な EtherCAT スレーブは INと OUTとで合計 2個 よその比率は欧州 40%、北米 15%、アジア 35%と全世界 のポートがあり、EtherCAT マスターポートを起点として にまんべんなく普及しています。この一年間で約 600 社が ディジーチェインで接続するライン型ネットワークが基本で 新しく ETGに参加しました。増加数の半分がアジアとなっ す。スレーブによってはOUTポートが複数個あり、これを ていて、日本、中国、韓国の普及に一段と弾みがついています。 使用して分岐やツリー /スター型のネットワークを構成でき 日本国内では、マスターメーカーや I/Oやサーボシステムを ます。ESC内部には IN ポートからOUTポートを巡回する 開発する機器メーカーだけでなく、半導体製造装置や工作機 ように通信フレームをルーティングする機能があり、ネット 械などの装置メーカー、開発支援会社や自動車産業などのエ ワークケーブルでマスター・スレーブ間を接続すると自動的 ンドユーザーもメンバーとして活動しています。 にリング型の経路が一意に構成されます。EtherCATネット ワーク内に通信フレームを送出できるのは EtherCAT マス 0.4 A50g0endメa ンバー数4410社 6002016→17: ターだけであり、EtherCATスレーブはその通信フレームに 1. ETG Membership 600メンバー増加 4000 Development 2013: 
 対する入出力処理を行い、最後にマスターにフレームが戻る 2. Ad3o50p0tion Rate 毎日1メンバー増加 450 ことで通信が完了します。つまり、通信フレームは全てのス 3. ETG Events Revi3e0w00 & Preview 4. New EtherCAT レーブを巡回した後にマスターに戻ってきます。なお、リン Applications 2500 5. ETG New1s 2Sヶum月maのry グ状の経路を構成するために分岐にスイッチングハブは使用 300 メンバー増加数 6. ET20G00 Team News できません。 1500 2008: 
 1営業日につき1メンバー増加 150 1000 500 0 0 No Ma No Ma Nv y v y o M N M N M N M N M v ay ov ay ov ay ov ay ov a No Ma Ny v y o M N v ay o M N v ay o M v a No Ma No My v y v a No Ma -0 -0 - - - -3 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - y- v- y- 4 04 05 05 06 06 07 07 08 08 09 09 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 July 2017 © EtherCAT Technology Group 図1 全世界のメンバー数の推移 EtherCATの動作原理 ■ネットワーク階層 　フィールドバスは IEC 61158 で標準化されています。こ の規格ではフィールドバスのネットワーク階層として物理 層、データリンク層およびアプリケーション層を定義して います。EtherCAT の物理層およびフレーム形式は完全に 図2 ネットワークトポロジ : ライン /ツリー /スター IEEE 802.3 Fast Ethernet の規格に準拠しています。デー EtherCAT Pの仕様 タリンク層はEtherCATスレーブコントローラ（ ESC） が処 理し、アプリケーション層は制御用マイコンのソフトウェア 　「EtherCAT P」（図 3）は、ベッコフオートメーション社 で実装します。 が 2015 年 11 月公開した省配線化を実現する新技術です。 　物理層には低コストな汎用の Ethernet 部品を使用できま 産業用のイーサネットは100Mbps が主流であり、そのケー す。データリンク層の ESC は複数のメーカーが IC、また ブルは4本（RX+、RX-、TX+、TX-）のワイヤからなるツ は FPGA用 IP コアとして供給しています。ESC は制御用 イステッドクアッドを使用しています。EtherCAT P はこ マイコンと EtherCAT マスター間の通信バッファの制御機 の4本の信号線をシステム電源と I/O電源の供給ラインとし 構として動作し、マスターからの通信フレームに対する入出 ても使用します。24VDCの規格ではそれぞれ最大 3Aまで 力動作をハードウェアで処理します。つまり、制御用マイコ 使用できるM8コネクタ付きケーブルを規定しています。通 ンは周期プロセスデータや非周期メッセージ通信データに対 信用のワイヤと独立した電源供給用のワイヤを 1本のケー し ESC内の通信バッファをライトまたはリードすることで ブルにまとめ、大電圧・大電流容量に対応した規格と専用コ EtherCATマスターとの通信を行うことができ、通信フレー ネクタも提唱されています。EtherCAT P は PoE（ Power ムを直接操作するタイムクリティカルな処理は発生しませ over Ethernet） とは異なる技術です。通常の EtherCAT ん。また、ESCによる通信フレームの処理はストア&フォワー ケーブルに電源を重畳させるフィードイン機能付き分岐ス ̶ 3 ̶

オートメーション＆産業ネットワークナビ Vol.1 レーブを使用し、EtherCAT P デバイスを接続します。逆に 日本メンバー数500 社を突破 !! EtherCAT P ケーブルから電源を切り離すモジュールも用意 され、標準 EtherCAT接続と混在できます。IP67 などのデ 　ETG の日本の活動は 2005 年から始まり 12 年を経て バイスと組み合わせて、省配線化だけでなく制御盤レス化も 500社目の日本メンバーを迎えることができました。2017 実現できます。 年 7月 6日に開催した ETG日本メンバーミーティングでは 　EtherCAT P のスレーブ開発はイーサネットのコネク この記念すべきマイルストーンを祝し、500社目のメンバー タ直後に電源とイーサネット信号とを分離・重畳する回路 である駿河精機株式会社 代表取締役社長 丸井武氏をお招き を組み込むだけです。通信フレームの構造や内容は標準の し、記念の盾と 500 社記念会員証の授与を行いました。駿 EtherCATと全く同じであり、ファームウェアなどこれ以外 河精機株式会社は精密位置決めと光計測技術のリーディング の変更は必要ありません。開発済みの EtherCAT スレーブ カンパニーとして知られています。丸井 武氏は受賞スピー を簡単にEtherCAT P 対応にできます。 チを行い、2年前のドイツ・ハノーバーメッセでEtherCAT EtherCAT P はイーサネットの物理層を拡張しているため、 に出会い、その技術に感銘を受けて導入を決心されたこと、 公式テストセンターによる物理層コンフォーマンステストが 現在では EtherCAT インターフェイスを備えた独自のデバ 必須になります。ユーザーはコンフォーマンステストによっ イスも開発にも着手していることを述べられました。 て仕様準拠を認証済みの製品を使用できます。 　ETGの日本のコミュニティは半導体製造装置や自動車産業 に牽引され加速的に拡大しています。EtherCATはオープン な技術であり、ETGのメンバーであれば誰もが EtherCAT 対応製品を開発できます。ETGはユーザーとデバイス開発 の両面でサポートを継続していきます。 イベント情報 　ETGでは一般の方を対象にしたセミナーやメンバー向け イベントを開催しています。 日付 場所 名称 対象 8月24日 東京 産業オープンネット展 8月29日 大阪 EtherCATによる制御 一般システム構築のメリット 図3:EtherCATと新技術のEtherCAT P 9月28日 横浜 EtherCAT 開発サポートセミナー メンバー 10月11日 横浜 技術アップデートセーフティ技術セミナー メンバー 10月12,13日 横浜 Plug Fest メンバー 11月30日 東京 SCF出展者セミナーEtherCATの最新動向 一般 　開発などの技術的なセミナーやイベントは ETGメンバー が対象です。ETGメンバーは法人として誰でも入会できます。 入会金、年会費は必要ありません。入会を希望される企業の 方はETG日本オフィスまでお問い合わせください。 【お問い合わせ】 EtherCAT Technology Group 日本オフィス 〒 231-0062 神奈川県横浜市中区桜木町 1-1-8 日石横浜ビル 18F Tel 045-650-1610 Fax 045-650-1613 お問い合わせ : info.jp@ethercat.org 技術サポート : support.jp@ethercat.org ウェブサイト : www.ethercat.org/jp.htm 【500社目の授与式記念写真】 ̶ 4 ̶

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手のひらサイズでマルチコア搭載 超小型産業用PC C6015 www.beckhoff.co.jp ■最大４コアのIntel®Atom™を搭載 ■ファンレス ■動作保証温度０℃～最大55℃ ■取付方向自由・省スペースへの設置 ■サイズ：幅40×高さ82×奥行82ｍｍ ■重さ：約300ｇ ■TwinCATとの組合せでEtherCATのリアルタイム制御可能

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