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PROFIBUS／PROFINET機器をすぐに開発されたい方へ
PROFIBUS & PROFINET Day 2011 PROFIBUS／PROFINET機器を すぐに開発されたい方へ ~各種通信I/F 選択と使い方~ ヒルシャー・ジャパン株式会社 伊藤 和仁 2011年 7月1日(金) 7月4日(月) ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 1 大阪 東京 2010年7月 ヒルシャーが提供する製品群 フィールドバス 及び リアルタイム・イーサネットソリューション 開発環境の提案 ～ カスタム・インターフェース まで ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 2 2010年7月 ヒルシャーのソリューション ベース・テクノロジー netX テクノロジー の概要 産業用ネットワーク（リアルタイム・イーサネット &フィールドバス）対応SoC 200MHzサイクルの32-Bit CPU ARM 926EJ-S(netX100, 500) ARM 966E-S(netX50)コア及び PHYを内蔵し通信インターフェース用CPUを別に用意する必要がない。 内蔵のデュアルポートメモリ経由でホストCPUのコンパニオンチップとしても動作、 フィールドバスからリアルタイム・イーサネットに至るまでの産業用通信が求める範囲を完全に実現。 通信チャンネル(netX500=4ch, 100=3ch, 50=2ch) 毎に2つの専用ALU（制御装置、レジスタ、 クロックジェネレータ 、バス等を除いた一種のCPU）と特別な論理ユニットによって構成される専用コントローラを装備することにより、マイク ロコードの書き換えによって多種類のプロトコルに対応可能。 → ヒルシャーのアドバンテージ セントラルデータスイッチと独自のインテリジェンスを持ったコンフィグレーション・フリーな通信チャンネルによる“ ハイエンド“ネットワーク・コントローラ。 このnetX テクノロジーにより プロトコルに依存しない共通のソフトウェア・インターフェースを実現した 産業用ネットワークソリューションを提供 ヒルシャー・ジャパン株式会社 2011年5月 netXシリーズ 技術仕様比較 用途に合わせて選択できるチップ・バリエーション New ! netX 10: PROFIBUSスレーブ他 低コスト機器に最適 ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 4 2010年7月 ヒルシャーのソリューション 組込みモジュール サイズ70x30x20(15.9)mm COMX ホストインターフェース：パラレル、プロトコル：実装済み、固定 Real Time Ethrnet COMX 100CA-RE/…（バスコネクタ付き） マスター又はスレーブ COMX 100CN-RE/…（バスコネクタ付き） マスター又はスレーブ フィールドバス COMX 50CA-CCS : CC-Linkスレーブ（バスコネクタ付き） COMX 100CA(CN)-DP/DPM(DPS) ： PROFIBUS-DPマスタ－又はスレーブ COMX 100CA(CN)-DN/DNM(DPS) ： DeviceNetマスタ－又はスレーブ COMX 100CA(CN)-CO/COM(COS) : CANopenマスター又はスレーブ netIC ホストインターフェース：シリアル プロトコル：付属CDよりロード、入れ替え可能 NIC 50-RE : Real Time Ethernet NIC 50-DPS : PROFIBUS-DP Slave サイズ NIC 50-DNS : DeviceNet Slave 42x21x15mm NIC 50-COS : CANopen Slave NIC 50-CCS : CC-Link Slave ヒルシャー・ジャパン株式会社 2011年7月 ヒルシャーのソリューション PC用インターフェース PCI マスター／スレーブ Compact PCI マスター／スレーブ PCI Express マスター／スレーブ Mini PCI マスター／スレーブ Mini PCI Express マスター／スレーブ PCI104 マスター／スレーブ PC/104 マスター／スレーブ Windows以外のデバイスドライバー VxWorks, INtime, RTX, Linux, Windows CE 他 各プロトコル・スタックは付属の CDよりファームウェアとしてカードにロー ドして使用。 ファームウェアの書き換えは自由。 サポートするすべてのフィールドバス及びリアルタイム・イーサネットのプロトコル・スタックを CDに同梱して納品されるため、効率的、経済的な開発用インターフェース。 オリジナル・コントローラ・チップnetX技術により組み込みモジュール、 チップ・ソリューション等netX技術応用製品ではすべて同じプロトコルスタックが実装済み。 → インターフェース組み込み機器開発時に ホストPCBの製造前にソフトウエア開発に着手可能 ヒルシャー・ジャパン株式会社 ポイント 2011年5月 ヒルシャーのソリューション プロトコル変換器（ゲートウェイ） リアルタイム・イーサネット（PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, SERCOS-Ⅲ, Powerlink, Open Modbus/TCP） と フィールドバス（PROFIBUS、DeviceNet, CC-Link, CANopen等） 及び シリアル（RS232, 485, 422) のプロトコル変換器 netTAP100 130種類のプロトコル変換に対応 (組み合わせの詳細は要問い合わせ）。 netSCRIPT (rua)を使用して独自シリアル・プロトコル作成も可能。 ヒルシャー・ジャパン株式会社 2011年5月 ヒルシャーのソリューション リアルタイム－イーサネット開発キット PROFINETを初めとする6種類のリアルタイム・イーサネット開発に必要 なハードウェアとソフトウェアを一つにまとめた開発用キット Real Time Ethernet Development Kit （内容） PCIマスター 1枚 ターゲット・スレーブ 4台. ネットワーク・アナライザー 1枚. イーサネットケーブル 5本 コンフィグレーション・ツール、他ソフトウェア 電源 マニュアル ヒルシャー・ジャパンのテーブルトップデモで実物をご覧頂けます ヒルシャー・ジャパン株式会社 2011年5月 ヒルシャーのソリューション ⑥ カスタム・インターフェース開発・製造 リアルタイム・イーサネット及びフィールドバスのお客様仕様品の開発・製造を承ります。 下記は提案例 ■ 開発設計費＋試作品5 個： 200万円 受注及び仕様確定後8週間以内 ■ 承認後量産準備費： 150万円 又は1,500個までの生産単価に各1,500円追加 ■ 量産単価 10個～ ： 18,000円 100個～ ： 14,000円 1000個～： 12,000円 上記価格は目安となる参考価格です。 フィールドバス、リアルタイム・イーサネットの種類及び詳細仕様によって各価格は異なります。 ＊ご提案例見積条件 お客様指定のホスト・コネクタは最大¥350単価 アップ。弊社ドイツ本社又は弊社指定工場での生産となります。 EMC 試験、各種規格等の承認（例：UL）、プロトコルのコンフォーマンス試験等は別途費用が必要。 価格は全て税別です。別途輸送費用が発生いたします。 為替変動等により上記価格は異なってまいります。正式見積は弊社営業担当までお問い合わせください。 基板サイズ：25～50cm2 ヒルシャー・ジャパン株式会社 2011年5月 ヒルシャーの製品区分概要 ヒルシャー・ジャパン株式会社 2011年5月 ご採用後の開発･評価フローチャート ヒルシャー・ジャパン株式会社 2011年5月 PROFIBUS-DP 開発環境 提案例 PCマスター Class-1 or 2 PC-スレーブ-1 PCI PCI ① CIFX 50-DP/+ML PROFIBUS-DP ② CIFX 50-DP スレーブ- 2 PROFIBUS ③ CB-AB32-DPS 開発・評価用 ボード PC-スレーブ-3 PCI PC-マスター Class-1 or 2 ④ COMX-CA-DPS + PCMCIA PCI アダプタ（⑤ + ⑥） ⑦ CIF 60-PB ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 12 2010年7月 PROFINET 開発環境 提案例 ① CIFX 50-RE/+ML ③ CIFX 50-RE ② NXIO 50-RE/CL スレーブ-1 デスクトップPC スレーブ -2 デスクトップPCマスター （診断対象機器） (注)画像の一部が 実物と異なります (注)画像の一部が 実物と異なります ② NXIO 50-RE/CN スレーブ -3 診断データ収集用PC ④ NXANL 50-RE ネットアナライザー スレーブ -5 ② NXIO 50-RE/CR スレーブ -4 ⑤ COMX-CA-RE/PNS + ⑥ + ⑦ ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 13 2010年7月 最新産業用ネットワークに 対応する為のベーステクノロジー netX – networX on chip ネットワークス・オン・チップ リアルタイム・イーサネット & フィールドバス対応SoC「netX」 ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 14 2010年7月 netX 100/500 –ブロック・ダイアグラム ハイパフォーマンス 32Bit / 200 MHz ARM 926EJ と様々 な特徴: netX 500 は追加フィ ールドバスを提供、 グラフィックコントロー ラ用にWindows CE に対応します。 UART UART UART USB USB ser. EPROM SPI I2C I/Os Ethernet Fieldbus PHY PHY xMAC xPEC GPIO RTE netX 100 はフィール ドバス1チャンネル及 びモーションコントロ ール向けのADコンバ ータとPWMの他に SDRAM, RAM, フラ ッシュ用のメモリコン トローラを兼備えてい ます。 RS232 Ethernet Fieldbus xMAC xPEC Fieldbus Motor Fieldbus xMAC PWM xPEC ADC xMAC xPEC 詳細：次スライド IEEE 1588 SysTime Timer IRQ 32 KB RAM 32 KB RAM I/D ARM926EJ 8KB TCM 16/8 KB +MMU JTAG/ETM9 キャッシュ Data Switch GDC 32 KB RAM RTC データスイッチは CPU ARM 926EJ、 フィールドバス/イー サネットコントローラ バッテリ xMAC/xPEC、グラフ バックアップ ィック及びホストコント ローラが同時に個別 メモリエリアとペリフェ ラルにアクセスする 事を可能とします。 32 KB RAM エクステンション 16 KB RAM 32 KB ROM DPM ハイエンド通信 インターフェース メモリ コントローラ netX 500 通信コントロール HMI SDRAM FLASH ヒルシャー・ジャパン株式会社 netX 100 ホスト ペリフェラル Page 15 ディスプレイ デバッグ 2010年7月 リアルタイム・イーサネット Ethernet Channel 1 Ethernet Channel 2 PHY PHY IEEE 1588 IEEE 1588 Timestamp HUB xMAC xPEC xMAC Switch Memory xPEC ARM Memory ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 16 2010年7月 イーサネット/フィールドバス用I/F回路構成例 netX HOST 16 Bit XM0_IO PHY0_TXP Link TX/RX TXP DPM Power on Reset PHY0_TXN PHY0_RXP TXN RXP PHY0_RXN RXN POR XTI XM1_IO PHY1_TXP Link TX/RX Ethernet Channel 1 TXP PHY1_TXN PHY1_RXP TXN RXP PHY1_RXN RXN Ethernet Channel 2 25 MHz XTO XM2_IO XM2_TX Serial EPROM FLASH SDRAM Protocol Ethernet Systems Fieldbus Slave Fieldbus Master SPI 1 MB 128 KB SPI XM2_RX RX/TX GND Fieldbus Channel 3 RX/TX GND Fieldbus Channel 4 XM3_IO XM3_TX 16/32 Memory XM3_RX Memory 8 MB SDRAM 512 KB FLASH ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 17 2010年7月 HMI用 高度集積シングルチップ・ソリューション HMI netX FLASH SDRAM 16/32 Bit Memory LCD TFT / STN max. 640 x 480 16 Bit Colour Touch AD1_IN2 + Power on Reset AD1_IN3 POR XTI + NLAS44599 Analog Switch for Touch Control XM3_IO 25 MHz XTO GPIO Softkeys RTC_XTI + 32.768KHz RTC_XTO SD CARD Compact FLASH Card Link TX/RX XM0_IO PHY0_TXP SPI Ethernet Channel 1 PHY0_TXN PHY0_RXP PHY0_RXN 16 Bit Extension Bus Link TX/RX XM1_IO PHY1_TXP Ethernet Channel 2 PHY1_TXN PHY1_RXP USB USB_DPOS USB_DNEG PHY1_RXN IL485 UART_TXD XM2_IO PROFIBUS or other Fieldbus UART_RXD RS232C UART_RTS UART_CTS ヒルシャー・ジャパン株式会社 XM2_TX XM2_RX Page 18 2010年7月 netX 50 – ブロック・ダイアグラム RS232 USB IEEE 1588 USB Timer IRQ SysTime SPI I2C I/Os GPIO IOLink 32 KB RAM 32 KB RAM Data Switch Ethernet Fieldbus Ethernet Fieldbus PHY PHY xMAC xPEC RTE UART UART UART ser. EPROM 8 IO-Ports xMAC xPEC Fieldbus Motor Fieldbus xMAC PWM xPEC ADC xMAC xPEC 8KB TCM TCM Cache I/D ARM926EJ 16KB ARM926 ARM966 16/8 KB +MMU ETM9 32 KB RAM DMA GDC CCD RTC 32 KB RAM Battery backup Extension 16 KB RAM 64 KB ROM 32 KB ROM DPM 32 Bit DPM Memory Controller CCD-Sensors ヒルシャー・ジャパン株式会社 SDRAM Flash Host Peripherals Page 19 Display Debug 2010年7月 netXシリーズ 技術仕様比較 用途に合わせて選択できるチップ・バリエーション New ! netX 10: PROFIBUSスレーブ他 低コスト機器に最適 ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 20 2010年7月 実装及び周辺ソフトウェア ホスト アプリケーション ネットワーク コンフィグレーション デュアルポートメモリ (ハードウェア) アプリケーション デュアルポートメモリ・ドライバ ユーザーインターフェース・タスク オペレーティング システム プロトコル スタック HAL: ハードウェア アブストラクションレイヤ Other Networks 通信コントローラ xMAC / xPEC (ハードウェア) ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 21 2010年7月 SYCON.net によるコンフィグレーション SYCON.netソフトウェアは netX上での簡単なコンフィ グレーションとフィールドバ ス又はリアルタイム・イー サネットの診断を可能とし ます。 netXはマスタ又はス レーブとなります。 セットアップ段階でコンフィ グレーション・ファイルが作 成され、netX上で動作する アプリケーションに提供さ れます SYCON.netのActive-X技術がOEMソフトウェアへの統合を可能にします FDT/DTM対応コンフィグレーションツール XML / COM インターフェース netXマスタはSYCON.netによってコンフィグレーションされます ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 22 2010年7月 netX ソフトウェア開発・評価ボード 診断＆アナログ IOs RS232 IOs フィールドバス プラグインモジュール MMC USB ポート Hitex Tantino ホストI/F USB デバッガポート PCIアダプタカード ドライバ開発用 USB 診断ポート リアルタイム イーサネット 24V 電源 HiTOPソフトウェア開発パッケージ完全版 ボード搭載タイプ → スタータキット ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 23 2010年7月 開発用ドキュメント / 技術サポート テストボード 回路図 部品表 テストレポート netX – インサイダーズ・ガイド： 設計者用ハンドブック 各種アプリケーション・イグザンプルの提供 電話及びメールによる充実した技術サポート フェース・トゥ・フェースによるワークショップ（有償） ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 24 2010年7月 netTAP 100 - プロトコル変換器 netTAP 100 マルチ・プロトコル対応 ゲートウェイ ・フィールドバス ・リアルタイム・イーサネット ・シリアル に対応したプロトコル変換器 ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 25 2010年7月 対応する主なネットワーク・プロトコル フィールドバス PROFIBUS-DP CANopen DeviceNet CC-Link リアルタイム・イーサネット Modbus TCP EtherNet/IP PROFINET IO EtherCAT SERCOS-Ⅲ Powerlink シリアル ASCII Modbus RTU netSCRIPT（LUAベース言語）によるカスタム・プログラミング ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 26 2010年7月 技術ハイライト フィールドバス ⇔ RTE 変換 フィールドバス ⇔ フィールドバス 変換 シリアル ⇔ フィールドバス 変換 シリアル ⇔ RTE 変換 クライアント/サーバー - マスター/スレーブ 処理時間10ms コンフィグレーション・ツールは一種類 簡単なセッティング 130種類のプロトコル変換をサポート (変換可能プロトコル を逐次アップデート） ファームウェアのロードによる独立性 netSCRIPTによるフリープログラミング ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 27 2010年7月 netTAP 100を使用したネットワーク変換例 コントローラー／マスター （PLC, PC他） CPU CPU PROFINET ⇔ PROFBUSの場合の解説 マスター・ ユニット PROFINET ネットワーク netTAP 100 一次側（上位） ネットワーク PROFINET スレーブ CPU PROFIBUS マスター （ 周 期 デ ー タ ） この図のようにNT 100の場合、イメージ的にマスターとスレ ーブの組み合わせが逆になります。 つまり、一次側ネットワークがスレーブで二次側ネットワーク がマスターとなる組み合わせが必要となります。 二次側（下位） ネットワーク PROFIBUS ネットワーク CPU PROFIBUS CPU PROFIBUS CPU PROFIBUS スレーブ機器 スレーブ機器 スレーブ機器 ※プロトコルによって一次側（スレーブ）のみサポート ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 28 2010年7月 netTAP 100 – 組合せ提供状況 二次側ネットワーク・プロトコル ASC RTU* NSC DPS COS DNS CCS DPM ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ DNM ○ ○ ○ ○ ○ ○ COM ○ ○ ○ ○ ○ EIM ○ ○ ○ ○ PNM ○ ○ ○ ECM ○ ○ ECS ○ EIS DPM DNM COM － － － ○ － － － ○ ○ － － － ○ ○ ○ － － － ○ ○ ○ ○ － － － ○ ○ ○ ○ ○ － － － ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ S3S ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ PNS ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ OMB* ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ PLS ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ DPS ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ COS ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ DNS ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 一次側ネットワーク・プロトコル 130種類のプロトコル変換組合せを提供 ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 29 提供中 not applicable － *client/server,master/slave xxM – master, xxS - slave 2010年7月 コンフィグレーション・ツール – SYCON.netの特徴 設定、メンテナンス、診断が一つのツールで可能。 一次側と二次側、両方のネットワークを同時進行でコンフィグ レーションが可能。 netTAP 100のプロトコルはファームウェアを ロードすることにより独立性が確保されています。 I/O データ・マッピング。 シンボル/タグ エディター。 netSCRIPT プラグ・イン FDT/DTM ベース ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 30 2010年7月 シンプルな I/O データ・マッピング 一次側ネットワーク 二次側ネットワーク I/Os + シンボル ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 31 2010年7月 シンプルな I/O データ・マッピング 1.選択 2.選択 3.マッピング 2. 1. アウトプット ◄ インプット 簡単にセッティング！ 3. ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 32 2010年7月 netTAP 100 – お客様のアドバンテージ 標準プロトコル・スタックの使用 多くのアプリケーションで豊富な実績 簡単なコンフィグレーション ネットワーク構成に関わる時間の低減 すべての主要な産業用ネットワーク・プロトコルをサポート 選択可能範囲の拡大 標準プロトコルの為のプログラミングを必要としない 開発時間の低減 カスタマイズがオープン 数種のシリアル・プロトコルの為のプログラミングが可能 ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 33 2010年7月 ネットワーク・アナライザー netANALYZER リアルタイム・イーサネットの遅延＆ジッタ計測 PCIカード（TAP内蔵） 4chで2個のイーサネット接続をキャプチャ （全二重データ） イーサネットフレーム用タイムスタンプ （解像度10ns） アナライザ・ソフトウェア用IOイベント信号 Wiresharkによるデータ解析用 オープンWinPcapファイルフォーマット 各リアルタイム・イーサネットに対応 PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, SERCOS-Ⅲ, Powerlink ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 34 2010年7月 www.industrialNETworX.com ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 35 2010年7月 Project: PROFIdrive Profil Hilscher offers its base implementation of the PROFIdrive profile in source code free of charge and moderated the development to the quasi-standard reference implementation in drive technology There is no better way for a drive to get a profile ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 36 2010年7月 PROFINET – PROFIBUSデモ概略図 PROFIBUS 側 PROFINET側 ノートPC IPC タッチパネル PROFINET IOコントローラ IO送受信アプリ CIFX Test SYCON.net Wireshark アナライザ CIFX 50-RE/+ML netANALYZER JTAGデバッガ フラッシングツール Tantino BootWizard USB Line netIC NXHX 50-RE モーター シリアルI/Fモジュール netX開発ボード PROFINET IOデバイス PROFINET IOデバイス netTAP 100 (PNS-DPM) ゲートウェイ PROFINET IOデバイス PROFIBUS-DPマスター NXHX 50-RE + NXHX-DP JTAG I/F netX開発ボード PROFIBUS-DPスレーブ PROFINET – PROFIBUS ゲートウェイ (netTAP 100) PROFINET IOコントローラ PCカード (CIFX 50-RE) netX 開発ボード (NXHX 50： PROFINET / PROFIBUS) 各種ツール(コンフィグレータ / FDTコンテナ/ RTEアナライザ) PROFINETスレーブはIRT対応 ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 37 2010年7月 各種オープン・ネットワーク対応 様々なプラットフォームを選択可能 … 全ての主要フィールドバス（マスタ / スレーブ）をサポート 産業用通信の技術パートナーとして OEM組込みモジュール ASIC ゲートウェイ PCインターフェースカード 「共通」、且つ「使いやすい」、「実績」ある API、ファームウェア、ドライバ、コンフィグレーション … ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 38 2010年7月 有難うございました。 ご質問がありましたら、 遠慮なくお問い合わせ下さい。 ヒルシャー・ジャパン株式会社 東京都新宿区新宿1-3-8 YKB新宿御苑ビル3F TEL: 03-5362-0521 FAX: 03-5362-0522 E-mail（営業）: [email protected] （技術サポート）: [email protected] Web: http://www.hilscher. jp ヒルシャー・ジャパン株式会社 Page 39 2010年7月