EtherCATを選択する理由

EtherCATには高速かつリアルタイム性能を備えた産業用Ethernetを実現するための技術的特長があります。EtherCATの性能は幅広いアプリケーション分野で性能向上をもたらします。

1. 超高性能

EtherCATは一般的に最高速の産業用Ethernet技術であるといわれており、同期性能もナノ秒の精度です。この性能はフィールドバスシステムによる制御でも計測アプリケーションでも大きな優位性となります。高速な応答時間によって処理中の通信待ち時間を削減できるのでアプリケーションの効率が大幅に向上します。さらに同じサイクルタイムで比較すると、EtherCATシステムのアーキテクチャは一般的に他のフィールドバスシステムに対してCPU負荷は25～30%低くなります。最適実装によりEtherCATの性能を引き出すことで精度の改善、スループットの向上が期待でき、生産コストの削減につながります。

2. トポロジの柔軟性

EtherCATアプリケーションでは装置の構成に応じた最適なネットワークトポロジを選択できます。従来の産業用Ethernetシステムではスイッチングハブのカスケード段数などの制限があります。EtherCATではスイッチングハブを使用しないのでこのような制限はありません。つまり、EtherCATはどのようなトポロジにも制限なく対応できる柔軟性を備えています。ライン型、ツリー型、スター型とそれらのあらゆる組み合わせを選択でき、ノード数の制約はほとんどありません。自動リンク検出機能によりノードグループとネットワークセグメントを動作中に切断と再接続できます。ライン型トポロジの場合、リング型トポロジに拡張しケーブル冗長性を実現できます。冗長性に必要なものは、マスタデバイス側の2番目のEthernetポートと1本のネットワークケーブルだけであり、スレーブデバイスはその機能をサポートしています。この機能を使用するとネットワークセグメント内の任意のデバイスを動作中に交換することも可能になります。

3. 設定の容易さと堅牢性

設定、診断およびメンテナンスの工数はシステムのコストに大きく関係します。EtherCATではこれらの作業は飛躍的に容易になります。EtherCATではアドレス割付を自動で設定し、手動設定は通常必要ありません。ネットワーク帯域の使用負荷が低くピア・ツー・ピア接続を行うので、EMCノイズ耐性を改善できます。ネットワーク内で障害が発生した場所を正確に検出できるので、トラブルシューティングの時間を大幅に削減できます。起動時にはネットワークセグメントと設定とを比較し、実際のデバイス接続との違いを検出します。 EtherCATは非常に高性能であり、システム設定の際のネットワークチューニングの手間が不要になります。ネットワーク帯域には十分な余裕があります。EtherCATは直接にTCP/IPの通信を行えませんが、これはMACアドレスやIPアドレスまたはマネージ度スイッチのような高機能なスイッチングハブの設定を行う必要がないということになります。

4. 機能安全の統合

機能安全をフィールドバスシステムに統合できます。EtherCATの機能安全プロトコルはSafety over EtherCAT (FSoE) と呼ばれます。FSoEは2005年にTÜVの認証を受けたデバイスがリリースされた実績のある機能安全プロトコルです。このプロトコルはIEC 61508 SIL 3の要件を満たし、集中制御と分散制御の両方に対応しています。ブラックチャネルアプローチと効率的な安全データ構造により、FSoEは他のフィールドバスシステムを経由した通信も可能です。制御通信と機能安全を統合することはシステムコストの削減につながります。さらに、通常のコントローラで安全データを受信し、処理できます。

5. 低コスト

EtherCATは産業用Ethernetの機能を従来のフィールドバスシステムの価格で提供します。マスタデバイスに必要なハードウェアは標準Ethernetポートだけであり、特別なインタフェースカードやコプロセッサは必要ありません。EtherCATスレーブコントローラは多数のメーカからASIC、FPGAベースやマイコン内蔵型などの形態でリリースされています。この低価格なスレーブコントローラがタイムクリティカルなタスクをすべて処理し、スレーブデバイスのCPU性能はEtherCATの通信性能には影響せず、スレーブの機能を実現できる最低限のCPUを選択できます。EtherCATはスイッチングハブやその他のネットワーク敷設装置が不要であり、それら製品そのものや敷設、設定、メンテナスのコストを削減できます。

EtherCATアプリケーション例

• ロボット
• 工作機械
• 包装機
• 印刷機
• プラスチック製造装置
• プレス装置
• 半導体製造装置
• テストベンチ
• ピッキング装置
• 計測装置
• 発電所
• 変電所
• マテリアル・ハンドリング
• 荷物処理システム
• ショーステージ制御
• 自動組み立てシステム
• 製紙機械
• トンネル制御システム
• 溶接機
• クレーン・リフト
• 農業機械
• 海上機器
• 製材所
• 窓枠製造装置
• ビルディングオートメーションシステム
• 製鉄所
• 風力発電機
  家具製造装置
• フライス加工機
• 自動運行装置
• アミューズメント装置
• 医療機器
• 木材加工機
• 板ガラス製造装置
• 計量器