EtherCAT® 网络仿真

使用模拟的网络运行一个EtherCAT控制器

EC-Simulator通过仿真EtherCAT®从站设备进而实现虚拟化EtherCAT®网络,可以做到没有真实的EtherCAT®从站硬件同样可以运行EtherCAT®主站应用的效果。
EtherCAT®仿真功能可以基于物理网卡实现也可以全仿真实现,例如可以实现一个完整的机械设备仿真。仿真实例的配置可以无缝的使用真实的网络ENI文件。
从站协议栈的操作,例如过程数据、SDO等,可以通过使用C/C++或者.NET编程语言做到和其他工程、测试或者虚拟化工具(例如ISG Virtuos®)交互。

使用案例

  • 在数字孪生中虚拟调试
    • 在工程的早期阶段就可以测试和优化应用,不需要任何真实硬件
    • 测试一些危险或者导致破坏的错误场景
  • EtherCAT控制系统发布测试
    • 测试扩展的场景,例如模拟拓扑改变
    • 仿真从站错误
    • 仿真大型网络
  • 软件开发和教育使用

硬件在环仿真

模拟所有的从站

硬件在环系统,就是运行在另一套硬件上的被测系统(System Under test)通过EtherCAT线缆与EC-Simulator软件通讯。
在这种环境下,不改变应用程序和EtherCAT主站就可以像标准网络一样使用物理网卡测试。

真实从站与模拟从站的混合

  • 具有一个以太网端口的 HiL 系统必须是网络上的最后一个设备
  • 具有多个端口的 HiL 系统也可能连接在真正的从站之间
  • 定义应在 EtherCAT 工具 EC-Engineer 中模拟的从站, 生成的网络配置包含所有从站去其中模拟从站将被标记
  • 逐步创建数字孪生。 部分模拟结合真实从站
  • 可以在任何场景下模拟仿真错误的场景,可以在真实从站的前后。

软件架构

EC-Simulator软件可以运行在各种操作系统上,例如Linux和Windows,同时需要使用一个Acontis公司的实时网卡驱动,该驱动统称为Linklayer。
EC-Simulator可以提供C语言的接口,以便集成到PLC软件中(LogicLab、Logi.cals)或者集成到一些专业的方针软件,例如ISG Virtuos等。

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

软件在环仿真

EtherCAT网络通过软件仿真的形式运行在被测系统上(SUT)。
与之前使用以太网控制器通讯不同的,EC-Master EtherCAT主站在同一系统下直接与仿真软件交换数据帧。

软件架构

编程接口

过程数据提供

各种选项可用于处理应用程序中的过程数据。 可以为每个从站单独选择适当的选项。

  • 默认实现(从站1):
    • 客户应用程序从过程数据映像中实现的过程数据逻辑
  • 使用集成的示例应用程序(从属2):
    • 由示例应用程序提供的过程数据,例如CiA402,而不是过程数据图像
    • 样本应用程序的行为无法更改
    • 在EC-Engineer中选择“示例应用程序”
  • 实现自己的从站固件(从站3):
    • 用于开发和测试自己的从属固件的接口:将现有的自己的APPL_XXX()从属函数与自己的代码挂钩
    • 控制EtherCAT状态机,处理过程,CoE对象

诊断功能

  • 通过API读或者写从站寄存器,例如读取从站状态
  • 通过API读或者写从站EEPROM内容
  • 通过API读取仿真器对象字典
  • 通过API模拟网络拓扑结构
  • 通过RAS服务连接EC-Lyser/EC-Engineer
  • 通过API模拟特定从站/端口丢失帧
  • 通过API模拟特定从站/端口丢失链接

特性

  • 支持带有mailbox功能从站也支持没有mailbox功能的从站
  • 支持CoE邮箱服务规范
  • CoE下的PDO配置指令
  • 支持所有mailbox初始化指令
  • 基本对象字典
  • 支持分布时钟
  • 已支持的主站:EC-Master

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