ข้อกำหนดและโทโพโลยีสวิตช์เครือข่าย EtherNet/IP ของ Kinetix 5500
กำหนดค่าเซอร์โวไดรฟ์ Allen-Bradley Kinetix 5500 บน EtherNet/IP ครอบคลุม CIP Sync, การกำหนดเวลาตามมาตรฐาน IEEE 1588 V2, การเลือก Stratix, โทโพโลยี DLR และ HMI
แกนเซอร์โวจะแสดงข้อจำกัดของเครือข่ายอย่างรวดเร็ว การผนวกรวม Kinetix 5500 (2198-xxxx-ERS3) เข้ากับซับเน็ตที่มี I/O ของ ControlLogix, อะแดปเตอร์ความปลอดภัย, ทราฟฟิก PanelView และ VFD อยู่แล้ว ทำให้เกิดคำถามในทางปฏิบัติว่า จำเป็นต้องใช้ Stratix แบบมีการจัดการหรือไม่ และโทโพโลยีใดจะทำให้ CIP Sync อยู่ภายในงบประมาณ คำตอบขึ้นอยู่กับ Requested Packet Interval, การซิงโครไนซ์เวลา IEEE 1588 V2 และความกระวนกระวาย ไม่ได้ขึ้นอยู่กับว่าไดรฟ์ “ping” ได้หรือไม่
CIP Motion ไม่ยอมรับความกระวนกระวายของเวลาที่เฟรมอยู่ในอุปกรณ์ซึ่งเกิดจากอุปกรณ์ที่ไม่มีการจัดการ แม้ว่าการเชื่อมต่อแบบ Unicast จะแสดงสถานะปกติใน Studio 5000 ก็ตาม
ข้อกำหนดของ CIP Motion / CIP Sync
| พารามิเตอร์ | ค่าที่ต้องใช้โดยทั่วไปสำหรับ Kinetix 5500 |
|---|---|
| คาบการอัปเดต | 1 มิลลิวินาที (เฟิร์มแวร์ ERS3 6.xxx+); ตระกูลรุ่นเก่าอาจต้องใช้ 2 มิลลิวินาที |
| การซิงโครไนซ์เวลา | CIP Sync (IEEE 1588 V2), แกรนด์มาสเตอร์ + นาฬิกาโปร่งใส |
| งบประมาณความกระวนกระวาย | ระดับต่ำกว่าหนึ่งไมโครวินาทีแบบปลายทางถึงปลายทางตลอดเชน TC |
| คลาสการเชื่อมต่อ | คลาส 1; Studio 5000 v28+ มักตั้งค่า Unicast เป็นค่าเริ่มต้นสำหรับ 5500 |
| โทโพโลยี | แบบดาว แบบเชิงเส้น หรือ DLR—ห้ามต่อสวิตช์สำหรับผู้บริโภคแบบต่อพ่วงกันโดยไม่ไตร่ตรอง |
หากสวิตช์ใดก็ตามในเส้นทางไม่ทำหน้าที่เป็นนาฬิกาโปร่งใส (หรืออย่างน้อยไม่จำกัดเวลาที่ PTP อยู่ในอุปกรณ์) ไดรฟ์จะปฏิเสธการซิงโครไนซ์ และข้อผิดพลาดจะดูเหมือนเป็นปัญหาเซอร์โว
รายการตรวจสอบคุณสมบัติของสวิตช์
- นาฬิกาโปร่งใส IEEE 1588 V2 พร้อมข้อกำหนดเวลาที่เฟรมอยู่ในอุปกรณ์อย่างเข้มงวด
- QoS ระดับฮาร์ดแวร์ที่ให้ลำดับความสำคัญสูงสุดแก่ DSCP ที่มีความสำคัญต่อเวลา (เครื่องหมาย EtherNet/IP และ PTP)
- การสอดส่อง IGMPv2/v3 เมื่อยังมีการใช้งานมัลติแคสต์
- ลักษณะการทำงานของ CIP ที่ ODVA / Rockwell ตรวจสอบรับรองแล้วเมื่อเป็นไปได้ (ตระกูล Stratix 5700/5400/5410)
สวิตช์ที่ไม่มีการจัดการจะส่งต่อเฟรม PTP โดยไม่แก้ไขเวลาที่เฟรมอยู่ในอุปกรณ์ ความกระวนกระวายแบบหลายฮอปอาจสูงถึงหลายร้อยไมโครวินาที ซึ่งเกินงบประมาณการเคลื่อนไหว 1 มิลลิวินาที สวิตช์แบบมีการจัดการจากผู้ผลิตรายอื่นสามารถใช้งานได้ หากกำหนดค่า PTP TC และ QoS อย่างถูกต้อง แต่คุณต้องรับความเสี่ยงเอง และจะสูญเสียการวินิจฉัย Stratix แบบเนทีฟในทรี I/O
โทโพโลยีสำหรับระบบที่มีแกนน้อย: DLR แบบเชื่อมต่อโดยตรงจาก EN2TR
สำหรับหนึ่งหรือสองแกน แนวทางที่ผ่านการพิสูจน์แล้วคือการแยกทางกายภาพ แทนที่จะซื้อสวิตช์สำหรับงานเคลื่อนไหวตั้งแต่วันแรก
พอร์ต 1 ของ EN2TR -> สวิตช์ของโรงงาน (HMI, I/O, VFD) พอร์ต 2 ของ EN2TR -> พอร์ต 1 ของ Kinetix 5500 (DLR แบบ 2 โหนด) ไดรฟ์: โทโพโลยีเครือข่าย = DLR, โหนด (ไม่ใช่ซูเปอร์ไวเซอร์) คาบการอัปเดตแกน = 1 มิลลิวินาที (ให้ตรงกับ RPI)
การเคลื่อนไหว CIP แบบ Unicast บนเซกเมนต์สองโหนดนั้นช่วยลดภาระ IGMP จากเส้นทางการเคลื่อนไหวได้ แต่ความยาวสายยังต้องเป็นไปตามข้อจำกัดของสายทองแดง และเมื่อขยายเชน DLR ในภายหลัง เส้นรอบวงของวงแหวนจะเท่ากับผลรวมของทั้งสองเซกเมนต์
โดเมนบรอดแคสต์ของ HMI คือศัตรูเงียบของสตรีม Motion ความถี่ 1 ms บนซับเน็ตที่ใช้ร่วมกัน
ตัวเลือกการแยก HMI
| ตัวเลือก | เหมาะกับกรณีใด |
|---|---|
| ต่อไดรฟ์โดยตรงเข้ากับพอร์ต 2 ของ EN2TR | มีแกน 1–2 แกน ไม่ต้องเพิ่มต้นทุนสวิตช์ |
| โมดูล ENxT ตัวที่สอง | โหลด HMI สูงหรือมีแผนเพิ่มจำนวนแกน |
| การเปลี่ยนเครือข่ายแบบไม่มีการจัดการเป็น Stratix | มีหลายแกน และมีระบบความปลอดภัย/I/O/HMI แบบผสมอยู่ในโดเมน L2 เดียวกัน |
Update Period เทียบกับ RPI
บนแกน Kinetix 5500 ค่า Update Period (คุณสมบัติ Motion) และ RPI (คุณสมบัติ Connection) เป็นค่าที่เกี่ยวข้องกันแต่ไม่ใช่ค่าปรับตัวเดียวกัน ตั้งค่าทั้งคู่เป็น 1 ms สำหรับเฟิร์มแวร์ ERS3 ที่รองรับ และรักษาให้ตรงกัน ค่าที่ไม่ตรงกันเป็นสาเหตุหลักที่พบบ่อยของ “Connection Not Established” ระหว่างการเริ่มใช้งาน อัตราการประกาศ PTP บน ENxT ควรคงไว้ตามค่าที่ Rockwell แนะนำ เว้นแต่เอกสารสถาปัตยกรรมที่ผ่านการตรวจสอบแล้วจะระบุไว้เป็นอย่างอื่น
เมื่อจำนวนแกนเพิ่มขึ้นเกินประมาณแปดถึงสิบไดรฟ์บนเครือข่ายแบบไม่มีการจัดการที่ใช้ร่วมกัน จิตเตอร์สะสมมักบังคับให้ต้องอัปเกรดเป็นระดับ Stratix แม้ว่าการเชื่อมต่อแบบยูนิคาสต์จะดูยอมรับได้เมื่อมีแกนเพียงหนึ่งหรือสองแกน ควรวางแผนรองรับจุดเปลี่ยนนี้ตั้งแต่การปรับปรุงระบบครั้งแรก แทนที่จะรอจนเกิดข้อผิดพลาดการซิงค์ที่อธิบายไม่ได้เป็นครั้งที่สาม
การตรวจสอบระหว่างการเริ่มใช้งาน
- ยืนยันว่า grandmaster คือ ENxT ที่ต้องการ ตรวจสอบสถานะ PTP บน Stratix หากมีติดตั้งอยู่
- ตั้งค่า Update Period และ RPI ให้สอดคล้องกัน ค่าที่ไม่ตรงกันจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการเชื่อมต่อ
- ตรวจสอบรายการ NS/การเชื่อมต่อเทียบกับตัวนับของสวิตช์เมื่อข้อมูลไม่ตรงกัน
- ทดสอบการนำทาง HMI อย่างหนักขณะที่แกนกำลังทำงาน—เฝ้าดูข้อผิดพลาดด้านการซิงค์
- จัดทำเอกสารแผนผังโทโพโลยี สวิตช์สำนักงานที่ “ชั่วคราว” มักกลายเป็นหนี้ทางเทคนิคถาวร
- บันทึกค่าพื้นฐานของข้อผิดพลาดการติดตามแกนก่อนและหลังการทดสอบโหลด HMI
การจัดเตรียมอะไหล่สำรองสำหรับฮาร์ดแวร์ Motion และ Logix ควรเป็นไปตามกฎเดียวกับ PLC/PAC สำหรับคอนโทรลเลอร์แบบดิสครีต เพื่อป้องกันไม่ให้ EN2TR ที่เสียทำให้เซลล์การผลิตหยุดชะงัก
เกี่ยวกับผู้เขียน
มาร์ก ทาวน์เซนด์ | วิศวกรระบบอัตโนมัติอาวุโส – ระบบ Allen-Bradley
มาร์ก ทาวน์เซนด์เป็นวิศวกรระบบอัตโนมัติอาวุโสที่มีประสบการณ์กับแพลตฟอร์ม Allen-Bradley มากกว่า 18 ปี ครอบคลุม ControlLogix, CompactLogix และ SLC-500 รุ่นเก่า งานประจำวันของเขาคือการพัฒนาลอจิกด้วย RSLogix / Studio 5000 และนำระบบ HMI ของ FactoryTalk View มาใช้งานจริงกับชุดอุปกรณ์รุ่นเก่าและชุดอุปกรณ์แบบผสม
