EtherCAT
표준
ETG와 CiA

ETG와 CiA

ETG와 CiA의 관계

ETGEtherCAT Technology Group와 CiACAN in Automation는 산업용 통신 프로토콜의 표준화를 주도하는 두 조직입니다. EtherCAT은 CANopen의 응용 계층과 장치 프로파일을 EtherCAT 네트워크에서 사용할 수 있도록 CoECANopen over EtherCAT 프로토콜을 지원합니다. 이를 통해 EtherCAT은 CiA에서 정의한 표준 프로파일을 활용하여 장치 간 호환성을 유지하고, 개발 효율성을 높일 수 있습니다.

  • ETG: EtherCAT 프로토콜의 개발, 표준화, 보급을 담당하며, EtherCAT 네트워크의 특성에 맞는 표준을 확장 및 개발합니다.
  • CiA: CAN 및 CANopen 프로토콜의 국제 표준화를 담당하며, 다양한 장치 프로파일을 정의하여 장치 간 상호 운용성을 지원합니다.

기존 CANopen 표준의 활용

CiACAN in Automation는 산업 자동화 분야에서 장치 간의 통신과 기능을 표준화하기 위해 다양한 장치 프로파일Device Profile을 정의하고 있습니다. 이러한 프로파일은 장치의 기능, 통신 방식, 데이터 구조 등을 표준화하여 제조사에 상관없이 장치 간의 상호 운용성을 보장합니다.

CoE를 통한 적용

EtherCAT은 CANopen의 응용 계층을 EtherCAT 네트워크에서 사용할 수 있도록 CoECANopen over EtherCAT 프로토콜을 지원합니다. 이를 통해 EtherCAT 장치는 CiA에서 정의한 표준 프로파일을 그대로 활용할 수 있습니다.

  • 객체 사전의 사용: EtherCAT 슬레이브는 CANopen과 동일한 구조의 객체 사전Object Dictionary을 사용하여 파라미터와 프로세스 데이터를 관리합니다.
  • SDO와 PDO 통신: CoE를 통해 SDO와 PDO 통신을 구현합니다.

EtherCAT과 CiA 프로파일의 관계

EtherCAT에서 CiA 프로파일을 지원함으로써 다음과 같은 이점을 제공합니다:

  • 상호 운용성 강화: 표준화된 프로파일을 사용하여 다양한 제조사의 장치 간 호환성 확보
  • 개발 효율성 증대: 기존의 CANopen 기반 시스템에서 EtherCAT으로의 전환이 용이
  • 실시간 성능 향상: EtherCAT의 고속 통신과 CiA 프로파일의 표준화를 결합하여 높은 실시간 제어 성능 실현

주요 CiA 프로파일

CiA 401

CiA 401Generic I/O Device Profile은 디지털 및 아날로그 입출력 모듈의 기능과 통신을 표준화한 프로파일입니다. EtherCAT 슬레이브 장치가 CiA 401 프로파일을 지원함으로써, 다양한 제조사의 I/O 모듈을 동일한 방식으로 제어 및 모니터링할 수 있습니다.

  • 디지털 입력 / 출력 채널 관리
  • 아날로그 입력 / 출력 채널 관리
  • 채널 활성화, 비활성화 및 파라미터 설정

CiA 402

CiA 402Drives and Motion Control Profile는 전기 구동 장치(서보 드라이브, 인버터 등)의 모션 제어 기능을 표준화한 프로파일입니다. EtherCAT 기반의 모션 컨트롤 시스템에서 CiA 402 프로파일을 지원하여 드라이브 간 호환성과 일관된 제어 로직을 구현합니다.

  • 위치, 속도, 토크 제어 모드 지원
  • State Machine를 통한 드라이브 상태 관리
  • 제어 워드Control Word와 상태 워드Status Word를 통한 명령 및 상태 전달

EtherCAT에 특화된 ETG 표준 확장

EtherCAT은 CANopen 프로파일을 활용하지만, EtherCAT의 고속성과 실시간 성능을 최적화하기 위해서는 EtherCAT에 특화된 표준이 필요합니다. 이에 따라 ETG는 EtherCAT 네트워크의 특성에 맞는 표준을 개발하여 기존의 CANopen 프로파일을 확장하였습니다.

ETG.5001

ETG.5001Modular Device Profile은 EtherCAT 네트워크에서 모듈형 장치를 효율적으로 관리하기 위한 표준입니다.

  • 모듈 식별 및 구성: 각 모듈의 타입, 버전, 기능을 정의하여 자동 인식 및 구성 지원
  • 동적 구성 지원: 시스템 운영 중 모듈의 추가, 제거 및 교체를 지원하여 유연성 향상

ETG.5003

ETG.5003Semiconductor Device Profile은 반도체 제조 장비의 요구 사항을 충족시키기 위한 EtherCAT 전용 프로파일입니다.

  • 고정밀 동기화: 반도체 장비의 미세한 제어를 위한 시간 동기화 기능 강화
  • 대용량 데이터 처리: 고속 데이터 전송과 처리 능력을 제공하여 생산성 향상

새로운 응용 분야에 맞는 ETG 표준 적용

ETG.1500

ETG.1500Safety over EtherCAT, FSoE은 안전 관련 통신을 EtherCAT 네트워크에서 처리하기 위한 표준입니다.

  • 안전 통신 프로토콜 정의: 안전 무결성 수준SIL에 따른 통신 요구 사항 충족
  • 기존 네트워크 활용: 별도의 안전 전용 네트워크 없이 EtherCAT 네트워크에서 안전 통신 처리

ETG.1300

ETG.1300EtherCAT P Profile은 통신과 전원을 하나의 케이블로 통합한 EtherCAT 표준입니다. 주로 센서 네트워크, 소형 액추에이터 등 전력 소비가 낮은 장치에서 활용됩니다.

  • 전력 공급 통합: 통신 라인에 전원을 통합하여 배선 간소화
  • 소형 장치 지원: 공간 제약이 있는 응용 분야에서 효율적인 설치 가능
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