工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，時常會出現(xiàn)網(wǎng)線水晶頭松動，網(wǎng)口故障等不可預(yù)知的問題，導(dǎo)致總線通訊異常，從而影響生產(chǎn)，降低了效率。并且當(dāng)出現(xiàn)問題時，排查具體是哪個節(jié)點導(dǎo)致的異常是比較繁瑣耗時的。

　　因而總線通訊的可靠性與可維護性是大多數(shù)用戶在選擇運動控制產(chǎn)品時必須考慮的一個重要因素。雷賽總線運動控制卡的EtherCAT環(huán)網(wǎng)冗余功能可以提高EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的通信穩(wěn)定性與可維護性，即使EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中間的任一從站發(fā)生故障，或者網(wǎng)線出現(xiàn)問題，設(shè)備仍可以正常運行。

　　01、環(huán)網(wǎng)冗余功能介紹

　　目前EtherCAT總線組網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常以線性為主，雷賽在基于菊花鏈的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，開發(fā)出具有環(huán)網(wǎng)冗余功能的總線運動控制卡。雷賽總線運動控制卡主站共提供兩路EtherCAT專用網(wǎng)口，在菊花鏈的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，將ECAT1接到從站節(jié)點1的IN口，然后從站節(jié)點1的OUT口接到下一個從站節(jié)點的IN口，依次連接，直到最后一個從站節(jié)點連接到EtherCAT主站的ECAT2口，如下圖所示。當(dāng)環(huán)形結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)單點故障時，主站仍然可以與各個從站保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，設(shè)備運行不受影響，大大增強了EtherCAT網(wǎng)絡(luò)的可靠性與可維護性。

　　環(huán)網(wǎng)冗余優(yōu)勢

　　提高設(shè)備穩(wěn)定性

　　可確保設(shè)備在出現(xiàn)網(wǎng)線水晶頭松動、節(jié)點故障或網(wǎng)口故障等現(xiàn)象時，依舊能正常運行，極大提高設(shè)備的穩(wěn)定性。

　　提升設(shè)備的可維護性

　　可通過環(huán)網(wǎng)冗余診斷方法，快速定位總線拓?fù)鋽嚅_的節(jié)點位置，及時恢復(fù)總線通訊，減少停機檢修時間。

　　提升生產(chǎn)效率

　　開啟環(huán)網(wǎng)冗余功能后，出現(xiàn)單點的網(wǎng)線或網(wǎng)口異常，都不會導(dǎo)致總線通訊斷開，保證用戶設(shè)備在突發(fā)異常情況下的生產(chǎn)效率。

　　02、環(huán)網(wǎng)冗余配置步驟

　　為方便用戶操作，環(huán)網(wǎng)冗余功能可在控制卡調(diào)試軟件中進行配置。以下是操作步驟：

　　步驟一

　　打開控制卡調(diào)試軟件，右擊“DMC-E5032”，選中“主站配置”，單擊打開。然后勾選“環(huán)網(wǎng)冗余功能”。勾選完成后再點擊“下載并復(fù)位”按鈕。

　　注意：若勾選“檢測到網(wǎng)線插拔后軸停止運動”，即實現(xiàn)下述第三章節(jié)部分描述的方式②，若不勾選，則實現(xiàn)方式①繼續(xù)運動

　　步驟二

　　復(fù)位完成后，右擊“EtherCATSuite Master Unit”在選擇“掃描設(shè)備”的操作，在彈出的“是否先下載默認(rèn)配置文件?”彈窗中，點擊“否”。

　　步驟三

　　雙擊“EtherCATSuite Master Unit”，進入主站設(shè)置界面。勾選“高級選項”，在勾選后，會在菜單欄中出現(xiàn)“高級選項”一欄。

　　步驟四

　　點擊“高級選項”，勾選“Process Data Mode”，“Use LRD/LWR instead of LRW”,在點擊“Apply changes to all slaves”，最后下載配置文件即可。

　　03、環(huán)網(wǎng)冗余功能效果

　　環(huán)網(wǎng)冗余功能可通過參數(shù)配置實現(xiàn)不同效果。

　?、?有連接斷開或斷開后重新連接時，軸保持運動(此模式為默認(rèn)效果)。

　　當(dāng)某個節(jié)點的網(wǎng)口出現(xiàn)斷開時，總線通訊會報0X0228，此時整個設(shè)備依舊可以正常通訊，正在運動的軸也不會停止?；謴?fù)該網(wǎng)口的斷點時，總線周期會報0X233 ，此時可以調(diào)用“nmc_clear_errcode”來清除該總線錯誤，恢復(fù)總線狀態(tài)。

　?、?有連接斷開或斷開后重新連接時，軸停止運動。

　　該模式是在總線通訊出現(xiàn)斷開或重新連接時，所有軸會停止運動。雖然總線通訊有錯誤碼返回，但總線通訊仍然處于正常狀態(tài)，客戶仍然可以通過調(diào)用函數(shù)接口正常地使用軸相關(guān)運動功能。

　　例如：在設(shè)備運行過程中，如果某一從站(伺服、步進、IO模塊)的網(wǎng)線出現(xiàn)松動，設(shè)備仍然能夠正常運行。在這種情況下，EtherCAT總線狀態(tài)會出現(xiàn)報警，并且能夠定位到故障點，以便恢復(fù)松動的網(wǎng)線，減少異常停機和材料損失，有效的提高設(shè)備的生產(chǎn)線效率。

　　04、環(huán)網(wǎng)冗余診斷方法

　　當(dāng)總線連接出現(xiàn)異常時，可利用nmc_get_num_connected_slaves_red指令快速定位出現(xiàn)總線異常的具體節(jié)點號，同時恢復(fù)網(wǎng)線物理連接狀態(tài)后調(diào)用nmc_clear_errcode指令來清除該總線錯誤，恢復(fù)總線狀態(tài)。

　　舉例說明：DMC-E5064總線卡連接三個從站，進行環(huán)網(wǎng)冗余連接。

　　拔掉第一個從站的輸入網(wǎng)口

　　插回第一個從站的輸入網(wǎng)口

　　在正常連接的狀態(tài)下，沒有出現(xiàn)過斷開連接。在拔掉第一個從站輸入口時，主連接全部斷開，因此BrkMainSlaves顯示為0，CurMainSlaves為0。此時冗余連接起作用，通訊在冗余連接下進行，因此冗余鏈路連接的從站數(shù)為3，既CurRedSlaves為3。BrkRedSlaves為保留最近的一次冗余連接數(shù)量，因此BrkRedSlaves為3。

　　當(dāng)插回網(wǎng)線時，EtherCAT總線切換回主連接，此時CurRedSlaves為0，BrkRedSlaves保留上次冗余數(shù)量3，BrkMainSlaves為0，CurMainSlaves為3。此時調(diào)用nmc_clear_errcode可清除總線報錯。

　　拔掉第二個從站的輸出網(wǎng)口

　　插回第二個從站的輸出網(wǎng)口

　　拔掉第二個從站的輸出網(wǎng)口。此時主連接上只有2個從站，因此CurMainSlaves為2，當(dāng)前斷開連接時主連接的從站有兩個，因此BrkMainSlaves為2。當(dāng)前冗余連接的有一個從站，既CurRedSlaves為1。當(dāng)前斷開連接時冗余連接的有一個從站，因此BrkRedSlaves為1。

　　把網(wǎng)線插回輸出口后，再次讀取拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。此時BrkMainSlaves與BrkRedSlaves保留上次斷開連接時的數(shù)量，依舊是2和1。CurMainSlaves和CurRedSlaves即正常顯示當(dāng)前連接數(shù)量3和0。調(diào)用nmc_clear_errcode指令清除總線報錯恢復(fù)總線正常。

　　因此通過以上方式讀取，可精確排查是哪個節(jié)點出現(xiàn)的通訊異常，使用方式方便快捷。

       函數(shù)說明：

　　以上為環(huán)網(wǎng)冗余功能實現(xiàn)的全部步驟，配置后可增強總線通訊的可靠性與穩(wěn)定性，可以為用戶的生產(chǎn)提供更加有利的保障。該功能已在我司5000系列總線卡上實現(xiàn)。

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