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瑞萨电子 (Renesas Electronics Corporation)

采用 FSoE 且基于 EtherCAT 的多轴电机控制

概述

描述

工业机器人、伺服系统和工厂自动化设备越来越需要同步的多轴电机控制、确定性的工业以太网通信以及具备 SIL3 能力的功能安全。 工业设备制造商需要一种可扩展架构,将实时 EtherCAT 网络与基于 EtherCAT 的功能安全(FSoE)相结合,同时降低系统复杂性、认证工作量和开发时间。

这套基于 EtherCAT® 的多轴电机控制系统为工业机器人、协作机器人、伺服系统和其他工厂自动化设备提供了一套可扩展的安全网络。 EtherCAT 主控制器支持 FSoE 安全相关通信,并协调与多个用于电机控制的 EtherCAT 从设备之间的通信。 外部功能安全 MPU 可对安全相关控制功能进行交叉监控。 这种分布式架构可支持最高 SIL3 的功能安全实现,同时让安全相关控制域和非安全控制域保持分离。

系统优势:

  • 支持分布式安全处理,同时让安全相关控制域和非安全控制域保持分离。
  • 支持基于 EtherCAT 的多轴电机控制,并通过 EtherCAT 功能安全(FSoE)实现安全相关工业网络通信。
  • 利用功能安全平台软件(PL-SW),可在 CR52 内核上实现具备 SIL3 能力的功能安全,并提供冗余 FSoE MainInstance 功能和相互交叉监控。
  • 提供可扩展的系统级参考架构,将 MPU、电源管理、接口和隔离器件相结合,有助于减少工业安全网络和多轴电机控制系统的开发工作量。

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WS210_WEBEtherCAT SubDeviceFSoE Main Instance1.803Connector Arrow.96EtherPHYEtherPHYEtherPHY15VIN15VIN15VINLine Arrow3.3V3.3V3.3VInput arrowBi-directionalLine Arrow.141.8V1.8V1.8VLine Arrow.161.1V1.1V1.1VLine Arrow.180.8V0.8V0.8V5V5V5VPMICPMICPMICTri component non RenesasComponent block.631PClePClePCleConnector ArrowConnector Arrow.2712V12V12V3.3V3.3V3.3VBi-directional.31Vertical Wire Bundle222Sheet.34To Ethernet DeviceTo Ethernet DeviceTo Ethernet DeviceLine Bi-directionalLPDDR4LPDDR4LPDDR4Bi-directional.52Bi-directional.53Sheet.54MicroSDMicroSDMicroSDSD CardSheet.40Sheet.41Sheet.42Sheet.43Sheet.44Sheet.45Sheet.46Sheet.47Sheet.48Sheet.49Bi-directional.56Sheet.57USBUSBUSBUSBSheet.74Sheet.75Sheet.76Sheet.77Sheet.78Sheet.79Connector Arrow.81Connected signals arrow.82CANCANCANBi-directional.85CAN InterfaceCAN InterfaceCAN InterfaceLine Bi-directional.87RS-485 InterfaceRS-485 InterfaceRS-485 InterfaceLine Bi-directional.90Connector Arrow.95Connected signals arrow.97Connected signals arrow.98TxTxTxRxRxRxConnector Arrow.103Connector Arrow.1043.3V3.3V3.3VLine Arrow.139Ethernet PHYEthernet PHYEthernet PHY1 FSoE Main Instance: formerly Master; FSoE SubInstance: formerly Slave2 ESC: EtherCAT SubDevice Controller3 Cross-monitoring between CR52_1 in the EtherCAT Main Controller and the external Functional Safety MPU1 FSoE Main Instance: formerly Master; FSoE SubInstance: form...1 FSoE Main Instance: formerly Master; FSoE SubInstance: formerly Slave2 ESC: EtherCAT SubDevice Controller3 Cross-monitoring between CR52_1 in the EtherCAT Main Controller and the external Functional Safety MPUWS210WS210WS210Connected signals arrowLine.310Connector 1.275Connected signals arrow.2045V5V5VConnector Arrow.215RZ/T2LFunctional Safety MPUFunctional Safety MPULine Arrow.3431.1V/1.8V/3.3V1.1V/1.8V/3.3V1.1V/1.8V/3.3VConnector 1.606Line.608Connector 1.609Connector 1.610Line Arrow.572Line Arrow.298Connector 1.615Line.264Line Arrow.617Line.6181.1V/1.8V/3.3V1.1V/1.8V/3.3V1.1V/1.8V/3.3VLine Arrow.181Line Arrow.760RZ/N2H,
RZT2NEtherCAT Main ControllerEtherCAT Main ControllerConnector 2PMICPMICPMICMonitoring ICMonitoring ICMonitoring ICBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorBuck RegulatorMonitoring ICMonitoring ICMonitoring ICPhotocouplerPhotocouplerPhotocouplerPhotocouplerPhotocouplerPhotocouplerRS-485 (Tx/Rx)RS-485 (Tx/Rx)RS-485 (Tx/Rx)Sheet.801Functional Safety MPU3Functional Safety MPU3Functional Safety MPU3CR52CR52CR52RZ/T2L.805Functional Safety MPUFunctional Safety MPUSheet.820EtherCAT Main ControllerEtherCAT Main ControllerEtherCAT Main ControllerGMACGMACGMACPClePClePCleDDRSSDDRSSDDRSSSDHISDHISDHIUSBUSBUSBCANCANCANSCISCISCISCISCISCIEtherCAT SubDeviceFSoE Main Instance1EtherCAT SubDevice FSoE Main Instance1EtherCAT SubDeviceFSoE Main Instance1CR52_13CR52_13CR52_13Bi-directional.114EtherCAT Main DeviceEtherCAT Main DeviceEtherCAT Main DeviceGMACGMACGMACBi-directional.127LineSPISPISPIESC2ESC2ESC2Single componentDataDataConnector Arrow.815Connector Arrow.816EtherCATEtherCATEtherCATBi-directional.111Sheet.824EtherCAT SubDevice (FSoE SubInstance1)EtherCAT SubDevice (FSoE SubInstance1)EtherCAT SubDevice (FSoE SubInstance1)Dotted LineSheet.821Motor Control System NMotor Control System NMotor Control System NSheet.794M.795MMESC2ESC2ESC2Sheet.822Motor Control System 2Motor Control System 2Motor Control System 2Sheet.787M.788MMESC2ESC2ESC2Sheet.823Motor Control System 1Motor Control System 1Motor Control System 1Sheet.156MMMESC2ESC2ESC2Bi-directional.158Bi-directional.799Bi-directional.800
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