原创 EtherCAT诊断配置工具——KPA EtherCAT Studio

  15年11月参加上海工博会时，在展会上接触接触了很多关于EtherCAT的东西，发现EtherCAT在工控行业、机器人已经越来越流行，做CANopen设备的厂家也都有意往这方面发展。因为工作原因，接触了德国KPA 的产品，该公司是EtherCAT 主从站协议栈方案供应商。前段时间也利用该公司的一款EtherCAT网络诊断配置工具，测试了倍福的一套IO模块(EK1100、EL1004、EL2004、EL3001、EL4001)，觉得非常好用，把他推荐给大家，有兴趣的可以下载试用版做一下测试。

先注册后下载KPA EtherCAT Studio试用版

下载官网地址：https://koenig-pa.de/

下文将对该工具做详细的介绍，欢迎有用该工具做开发的高手指正。后面也会结合倍福的IO套件做测试说明。

1、主界面

2、功能概述

3、用于EtherCAT网络工作

用于EtherCAT网络工作主要功能包括：EtherCAT® 网络配置，EtherCAT® 拓扑结构，EtherCAT® 线缆冗余，在线图表观察，快照观察器，EtherCAT数据记录工具，统计功能，帧记录观察器，帧记录图表观察器

EtherCAT 网络配置

附加在主站上，Studio可以采集主站的配置（如果主站正在运行）或者扫描网络来侦测实时硬件的配置。然后将主站侧的配置进行对比，并在Studio中罗列出。如果配置不匹配，那么可以对差别处做出多种操作，如：简单的替换Master或Studio侧的配置，或者进行高级的合并配置

EtherCAT® 拓扑结构

拓扑结构窗口显示了EtherCAT网络的结构和状态。当某端通信丢失时，会以红色进行高亮显示。如果允许冗余检测以及发生了线缆故障，则该处会被显示出

EtherCAT® 线缆冗余

如果在网络中某条线缆出现了断线，它会被发现，并且在拓扑图中被显示出来（图中的红线）。

在线图表观察

在线图表观察是一个KPA EtherCAT Studio的重要诊断技术。该观察器可以同步的监测几个从站的多个通道

快照观察器

操作过程中的信号数值可以被聚集生成快照，并在观察期中进行预览。使用快照预览技术可以降低系统的负载，以便不影响到硬件的实施性能

EtherCAT数据记录工具

EtherCAT数据记录工具可以对记录在主站的数据进行管理。KPA EtherCAT Studio可以回复储存的数据，并且可以从已经定义的集合中将数据建立成图表来显示

统计功能

Studio采集了多项统计数据，如：

- 通过网络接口卡（NIC）采集网络的活动状态

- 从主站采集EtherCAT的活动状态

- CPU 状态以及总线负载
采集必要的数据对分析整个网络和寻找瓶颈的时候是非常有帮助的

帧记录观察器
帧记录观察器（Frame logger viewer ）显示了所有主站收发的帧的统计信息。并且可以将这些信息记录在一个文件中。

帧记录图表观察器
帧流动的信息可以保存为一个文件，并且可以在帧记录图表观察器中显示。

3、用于EtherCAT网络设计

过程镜像观察器，从站至从站通信，EtherCAT工程对比工具，EtherCAT从站信息（ESI）与EEPROM对比工具，可拓展的从站库

主要功能

- 根据ETG规范创建可分配的主站配置文件。
- 自由的对I/O信号的名称和地址进行说明。
- 可以在以下软件开发工具中交换变量声明

- IEC 61131-3 (PLC 配置或用XML的形式)

过程镜像观察器

过程镜像观察器可以显示内存中输入/输出变量的分配

从站至从站通信

从站至从站的通信允许以过程镜像中输入-输出矩阵的方式进行从站的逻辑通信，而非使用实际的线缆连接

EtherCAT工程对比工具

EtherCAT功能对比工具允许将Studio中有效的工程与其它来自文件的工程进行对比。
不同处可以使用用户自定义的颜色和属性进行高亮显示

EtherCAT从站信息（ESI）与EEPROM对比工具

该工具可以将从站的EEPROM中的数据直接采集，或者是从分配给从站或用户选择的文件（ESI XML）中提取相关信息来进行对比。

不同处可以使用用户自定义的颜色和属性进行高亮显示。

可拓展的从站库

从站库对新的从站设备是完全开放的，并且可以以非常简单的方式来重建。只需要将从站的描述文件添加到库文件所在的目录文件夹中，就可以完成对新的从站的添加工作。
同样的操作也可以用于在库中对现有设备进行更新

5、KPA ETHERCAT STUDIO 用于EtherCAT网络诊断

该技术的一个重要的特性就是对基于EtherCAT的解决方案和系统有着高度的实用性。实用性意味着两个关键因素：

1、使得解决方案或系统变得可靠 

2、减少停工时间

为此，诊断能力起到了至关重要的作用。为了能充分将这一功能进行利用，并且将情况以简单明了的方式对工作人员提供说明和推荐方式，KPA EtherCAT Studio提供了附带故障解决指导的警告系统

警告系统

警告系统对Studio在线时（连接主站）可能会出现的警告和事件都进行了登记，并会以多种方式进行报告。不同的报警方式是根据事件的严重程度来规定的。危险警告是由一个容易被注意的窗口进行告示，以防止错过这些事件，并且能够立即根据要求来清楚他们。大多数的危险警告会提供一个额外的引起问题和解决方式的描述

警告列表

警告列表用来显示那些在Studio连接主站后被登记的警告和事件。每条信息都提供了一个以便于识别ID号，发生的时间戳以及对问题或事件的简述。这些信息可以根据他们的严重程度和来源进行整理归纳

故障排除指导

故障排除指导是一个由我们测试和支持部门多年积累下来的知识库。该知道对大多数可能在测试或寻找瓶颈时会发生的已知问题进行了描述，以及提供了解决方式。描述采用了综合显示的方式，即便问题发生了，也可以在线了解其来龙去脉