একটি ইথারক্যাট কি: আর্কিটেকচার, কাজ এবং এর অ্যাপ্লিকেশন

EtherCAT প্রথমত একটি প্রধান দ্বারা উন্নত করা হয়েছিল পিএলসি নির্মাতার নাম বেকহফ অটোমেশন যা রিয়েল-টাইম কন্ট্রোল সিস্টেমে ব্যবহৃত হয় এবং শিল্প স্বয়ংক্রিয়তা . বেকহফ অটোমেশন অন্যান্য ইন্টারফেসের জন্য ব্যান্ডউইথের সমস্যা সমাধানের জন্য 1980 সালে লাইটবাসের মতো তাদের নিজস্ব ফিল্ডবাস সংস্করণ তৈরি করেছিল। এই প্রোটোকলের অতিরিক্ত কাজ অবশেষে EtherCAT আবিষ্কারের ফলে। বেকহফ 2003 সালে বিশ্বব্যাপী EtherCAT প্রোটোকল চালু করে। এর পরে, তারা 2004 সালে EtherCAT প্রযুক্তি গ্রুপ (ETG)-এর অধিকারে অবদান রাখে। এই নিবন্ধটি একটি ওভারভিউ আলোচনা ইথারক্যাট বেসিক - অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে কাজ করা।

একটি Ethercat কি?

ইথারক্যাট বা ইথারনেট কন্ট্রোল অটোমেশন টেকনোলজি হল একটি শিল্প নেটওয়ার্ক সিস্টেম যা খুব দ্রুত এবং আরও দক্ষ যোগাযোগ অর্জন করতে ব্যবহৃত ইথারনেট সিস্টেমের উপর নির্ভর করে। সুতরাং, EtherCAT একটি খুব দ্রুত নেটওয়ার্ক যা ডেডিকেটেড হার্ডওয়্যার এবং সফ্টওয়্যার সহ ডেটা প্রক্রিয়া করতে ব্যবহৃত হয়। এই নেটওয়ার্ক একটি মাস্টার-স্লেভ ব্যবহার করে, যে কোনোটির সাথে সম্পূর্ণ ডুপ্লেক্স কনফিগারেশন নেটওয়ার্ক টপোলজি .

1000 I/O পয়েন্ট প্রক্রিয়া করতে সময় লাগে 30 সেকেন্ড এবং 100 আমাদের মধ্যে 100টি সার্ভো অক্ষের সাথে যোগাযোগ করে। সার্ভো অক্ষগুলি ডেটা নিয়ন্ত্রণ করতে এবং প্রকৃত অবস্থা রিপোর্ট করতে সেট মান পাবে। এই অক্ষগুলি একটি বিতরণ করা ঘড়ি পদ্ধতির মাধ্যমে সিঙ্ক্রোনাইজ করা হয় যা একটি সাধারণ IEEE 1588 সংস্করণ এবং 1 us-এর নিচে জিটার হ্রাস করে। EtherCAT দ্রুত আউটপুট সরবরাহ করে কারণ বার্তাগুলি পরবর্তী স্লেভে সরানোর আগে হার্ডওয়্যারের মধ্যে প্রক্রিয়া করা হয়।

EtherCAT আর্কিটেকচার

EtherCAT নেটওয়ার্ক আর্কিটেকচার নীচে দেখানো হয়েছে যা মাধ্যমের অ্যাক্সেস নিয়ন্ত্রণের জন্য মাস্টার/স্লেভ নীতি ব্যবহার করে। এই আর্কিটেকচারে, EtherCAT মাস্টার হল সাধারণত একটি নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা যা একটি সাধারণ ইথারনেট পোর্টের পাশাপাশি ENI (EtherCAT নেটওয়ার্ক তথ্য) ফাইলের মধ্যে সংরক্ষিত নেটওয়ার্ক কনফিগারেশন তথ্য ব্যবহার করে।

EtherCAT নেটওয়ার্ক তথ্য ফাইলটি সহজভাবে ESI (EtherCAT SlaveInformation) ফাইলের উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে যা প্রতিটি ডিভাইসের জন্য ব্যবসায়ীদের দ্বারা দেওয়া হয়। এখানে, মাস্টার নোড ফ্রেমগুলিকে স্লেভ নোডগুলিতে প্রেরণ করে যা এই ফ্রেমগুলি থেকে ডেটা সন্নিবেশ এবং অপসারণ করতে পারে। স্লেভ ডিভাইসগুলি হল EPOS3 মোটর ড্রাইভের মতো নোড যা একটি EtherCAT মাস্টারের মাধ্যমে যোগাযোগ করার জন্য ইথারনেট পোর্ট ধারণ করে। এখানে, EtherCAT মাস্টার হল একটি কম্পিউটার ডিভাইস যা মাস্টার এবং বিভিন্ন স্লেভের মধ্যে ডেটা যোগাযোগ বজায় রাখতে ব্যবহৃত হয়।

কিভাবে EtherCAT কাজ করে?

EtherCAT এর উচ্চ-কার্যক্ষমতা অপারেশন মোডের মাধ্যমে শিল্প ইথারনেটের সাধারণ ত্রুটিগুলি কাটিয়ে উঠতে ব্যবহৃত হয়, যেখানে সাধারণত একটি একক ফ্রেম সমস্ত নোড থেকে এবং থেকে নিয়ন্ত্রণ ডেটা প্রেরণ ও গ্রহণ করার জন্য যথেষ্ট। ইথারক্যাট প্রোটোকল একটি ইথারনেটের ফিজিক্যাল লেয়ারে তৈরি করা হয়েছে তবে, ইথারক্যাট পরিবহন ও বার্তা রাউটিং-এর জন্য একটি প্রক্রিয়াকরণ-অন-দ্য-ফ্লাই পদ্ধতি ব্যবহার করে যাকে টিসিপি/আইপি ব্যবহার না করে কমিউনিকেটিং-অন-দ্য-ফ্লাইও বলা হয়।

EtherCAT মাস্টার এবং স্লেভ কনফিগারেশন নীচে দেখানো হয়েছে। এই কনফিগারেশনে, Ethercat-এর মাস্টার প্রতিটি স্লেভ জুড়ে একটি ডেটা প্যাকেট (টেলিগ্রাম) প্রেরণ করেন যাকে একটি নোডও বলা হয়।
প্রধান EtherCAT বৈশিষ্ট্য হল যে উপরের কনফিগারেশনের মধ্যে থাকা স্লেভরা অন্যথায় টেলিগ্রাম থেকে প্রয়োজনীয় সম্পর্কিত ডেটা পড়তে পারে এবং টেলিগ্রামটি দ্বিতীয় নোড বা স্লেভে যাওয়ার আগে তথ্য যোগ করতে পারে। সুতরাং, টেলিগ্রাম সংযুক্ত সমস্ত স্লেভ জুড়ে চলে এবং তার পরে মাস্টারের কাছে ফিরে আসে।

EtherCAT প্রোটোকল মাস্টার ডিভাইস থেকে নেটওয়ার্কের মধ্যে সংযুক্ত সমস্ত দাসদের কাছে একটি টেলিগ্রাম পাঠায়। নেটওয়ার্কের মধ্যে থাকা প্রতিটি স্লেভ কেবল সেই স্লেভের জন্য প্রযোজ্য ডেটা পড়তে পারে এবং দ্বিতীয় নোডে যাওয়ার আগে টেলিগ্রামে ডেটা যোগ করতে পারে।

EtherCAT-এর প্রতিটি স্লেভে একটি বিশেষ ASIC-এর মাধ্যমে ডেটা পড়া এবং লেখা সহজভাবে সক্ষম করা হয়েছে। এই পদ্ধতিতে, প্রতিটি দাস পদ্ধতিতে ন্যূনতম বিলম্বের পরিচয় দেবে এবং সংঘর্ষগুলি সম্ভব নয়।

EtherCAT প্রোটোকল সহজভাবে রিয়েল-টাইম এবং ডিটারমিনিস্টিক, যোগাযোগ প্রদান করে যা বিভিন্ন অক্ষের মধ্যে সিঙ্ক্রোনাইজেশন অর্জনের জন্য অতিরিক্ত হার্ডওয়্যারের প্রয়োজন ছাড়াই সিঙ্ক্রোনাইজড এবং বহু-অক্ষ গতি নিয়ন্ত্রণের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ।

দোষ সহনশীলতা

EtherCAT এর মাস্টার এবং স্লেভ কনফিগারেশনে, যদি শেষ নোডের আউটপুটটি মাস্টারের সাথে সংযুক্ত না হয়, তাহলে EtherCAT প্রোটোকলের মাধ্যমে ডেটা স্বয়ংক্রিয়ভাবে অন্য দিকে ফিরে আসে। সুতরাং, টাইমস্ট্যাম্পিং বজায় রাখা হয়।

উপরের কনফিগারেশনের প্রতিটি নোড ডেটা প্রাপ্ত হওয়ার পরে টাইমস্ট্যাম্প করে এবং তার পরে, এটি দ্বিতীয় নোডে প্রেরণ করার পরে এটি আবার স্ট্যাম্প করে। ফলস্বরূপ যখনই মাস্টার বিভিন্ন নোড থেকে ডেটা ব্যাক করেন, তখন এটি সহজেই প্রতিটি নোডের লেটেন্সি নির্ধারণ করে। EtherCAT কে আরও বেশি নির্ভুল ও নির্ভুল করতে মাস্টার থেকে ডেটা ট্রান্সমিশন প্রতিটি নোড থেকে একটি I/O টাইম-স্ট্যাম্প পায়।

ফল্ট টলারেন্স মানে, EtherCAT এর নেটওয়ার্কগুলিকে উপরের চিত্রে দেখানো রিং নেটওয়ার্কে সংযুক্ত করতে হবে না, তবে এটি বিভিন্ন উপায়ে সংযুক্ত হতে পারে, যেমন ট্রি টপোলজি, লাইন টপোলজি, রিং টপোলজি, স্টার টপোলজি এবং এছাড়াও সংমিশ্রণ

অবশ্যই, ক্রীতদাস এবং প্রভুর মধ্যে, একটি সংযোগ লেন থাকতে হবে। একবার আপনি এগুলিকে আনপ্লাগ করলে সেগুলি কাজ করতে পারে না, যদিও নেটওয়ার্ক টপোলজি অত্যন্ত নমনীয় এবং একটি দুর্দান্ত স্তরে ত্রুটিগুলি সহ্য করে।

EtherCAT সিস্টেমে, আমরা ইথারনেটে যা পেয়েছি তার মতো সুইচগুলি প্রয়োজনীয় নয়। নোডের মধ্যে তারের দৈর্ঘ্য 100 মিটার পর্যন্ত অর্জনযোগ্য। টুইস্টেড পেয়ার কপার ক্যাবলে লো-ভোল্টেজ ডিফারেনশিয়াল সিগন্যালিং খুব কম বিদ্যুৎ খরচের সাথে সর্বোচ্চ গতিতে কাজ করে। সুতরাং, গতি বাড়াতে এবং ডিভাইসগুলির মধ্যে গ্যালভানিক বিচ্ছিন্নতা অন্তর্ভুক্ত করতে ফাইবার অপটিক কেবল (FOCs) ব্যবহার করাও সম্ভব।

ইথারক্যাট ইথারনেট কেবল ব্যবহার করে যা দুটি নোডের মধ্যে 100 মিটার পর্যন্ত হতে পারে। উপরন্তু, প্রোটোকল একটি তারের মাধ্যমে ডেটা ট্রান্সমিশন এবং পাওয়ার সক্ষম করে। এই ধরনের সংযোগ একটি একক লাইন সঙ্গে সেন্সর মত বিভিন্ন ডিভাইস সংযোগ করতে ব্যবহার করা হয়. যদি নোডের দূরত্ব 100m এর উপরে হয় তাহলে 100BASE-FX এর মত ফাইবার অপটিক্স ক্যাবল ব্যবহার করা হয়। EtherCAT-এর জন্য, সম্পূর্ণ ইথারনেট ওয়্যারিং পরিসীমাও উপলব্ধ।

ইথারক্যাট ফ্রেম

EtherCAT প্রোটোকল একটি সাধারণ ইথারনেট ফ্রেম ব্যবহার করে যার মধ্যে ন্যূনতম এক বা তার বেশি ডেটাগ্রাম অন্তর্ভুক্ত থাকে। এই ফ্রেমে, ডেটাগ্রাম শিরোনামটি নির্দিষ্ট করবে যে মাস্টার ডিভাইসটি কী ধরনের এন্ট্রি করতে চায়:

• পড়ুন, লিখুন, পড়ুন-লিখুন।
• সরাসরি ঠিকানার মাধ্যমে একটি নির্দিষ্ট স্লেভ ডিভাইসে প্রবেশের অধিকার বা যৌক্তিক ঠিকানার মাধ্যমে বিভিন্ন স্লেভ ডিভাইসে প্রবেশের অধিকার।

যৌক্তিক ঠিকানাটি চক্রীয় ডেটা বিনিময় প্রক্রিয়ার জন্য ব্যবহৃত হয় যেখানে প্রতিটি ডেটাগ্রাম ইথারক্যাট প্রোটোকলের সেগমেন্টের মধ্যে প্রক্রিয়া চিত্রের একটি সঠিক ভগ্নাংশকে ঠিকানা দেয়।

প্রতিটি স্লেভ ডিভাইস প্রতিষ্ঠিত নেটওয়ার্ক জুড়ে এই গ্লোবাল অ্যাড্রেস স্পেসে একক বা একাধিক ঠিকানা দিয়ে বরাদ্দ করা হয়। একটি একক ডেটাগ্রাম বিবেচনা করা যেতে পারে যদি একই অঞ্চলের মধ্যে বেশ কয়েকটি স্লেভ ডিভাইসের ঠিকানা বরাদ্দ করা হয়।

ইথারক্যাটে, ডেটাগ্রামগুলি ডেটা অ্যাক্সেস সম্পর্কিত তথ্য অন্তর্ভুক্ত করে, এইভাবে মাস্টার ডিভাইস কখন ডেটা অ্যাক্সেস করতে হবে সে সম্পর্কে সিদ্ধান্ত নেয়।

প্রোটোকল নিরাপত্তা

বর্তমানে, তথ্য স্থানান্তরের পাশাপাশি যোগাযোগের জন্য অটোমেশন ক্ষেত্রেও নিরাপত্তা অন্যতম প্রধান বৈশিষ্ট্য। সুতরাং, EtherCAT নিরাপত্তার উদ্দেশ্যে প্রোটোকল সেফটি ব্যবহার করে ডেটার নিরাপত্তা ও নিয়ন্ত্রণ উভয়ের জন্যই একমাত্র যোগাযোগ ব্যবস্থার অনুমতি দিয়ে। এই নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্যটি নমনীয়ভাবে ডেটা পরিবর্তন করে এবং সুরক্ষা সিস্টেমের আর্কিটেকচার ইত্যাদি প্রসারিত করে।

EtherCAT প্রোটোকলের নিরাপত্তা প্রযুক্তিটি TÜV প্রত্যয়িত এবং IEC 61508 এর উপর ভিত্তি করে তৈরি করা হয়েছে এবং IEC 61784-3 এর অনুরূপ। এই প্রোটোকলটি SIL 3 এর সমান একটি সেফটি ইন্টিগ্রিটি লেভেলের মাধ্যমে নিরাপত্তা অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রযোজ্য।

ইথারক্যাট বনাম ইথারনেট

ইথারক্যাট এবং ইথারনেটের মধ্যে পার্থক্যগুলি নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

ইথারক্যাট বনাম প্রফিনেট

EtherCAT এবং Profinet এর মধ্যে পার্থক্য নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

ইথারক্যাট বনাম ক্যানোপেন

EtherCAT এবং CANopen এর মধ্যে পার্থক্যগুলি নীচে আলোচনা করা হয়েছে।

ইথারক্যাট বনাম মডবাস

EtherCAT এবং এর মধ্যে পার্থক্য মডবাস নীচে আলোচনা করা হয়.

সুবিধাগুলি এবং অসুবিধাগুলি

Ethercat প্রোটোকল সুবিধার মধ্যে নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত।

• EtherCAT হল একটি অসামান্য ফিল্ডবাস যা গতি নিয়ন্ত্রণ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত হয়।
• এটি নমনীয় টপোলজি, নির্ধারক কর্মক্ষমতা এবং বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের সেটের মাধ্যমে মেশিনের কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করার জন্য যাচাই করা হয়।
• এটি কেবল পুরো CANopen পরিবার এবং Sercos এর ড্রাইভ প্রোফাইল সমর্থন করে। সুতরাং এটি ব্যবহারকারীদের পূর্বনির্ধারিত মৌলিক প্রোফাইল পরিবর্তন করে সঠিক অ্যাপ্লিকেশনে সহজে EtherCAT নেটওয়ার্কগুলিকে সাজাতে সহায়তা করে।
• একটি রিং টপোলজি ব্যবহার করে এর অপ্রয়োজনীয়তাও সম্ভব। EtherCAT এছাড়াও তারা, গাছ, লাইন এবং বাস টপোলজি .
• এই প্রোটোকলটি ইথারনেটের তুলনায় উচ্চ গতি, কম ডেটা ট্র্যাফিক, কম হার্ডওয়্যার খরচ এবং ঘড়ির আরও নির্ভুলতা এবং সিঙ্ক্রোনাইজেশন প্রক্রিয়া সরবরাহ করে।
• এই নেটওয়ার্কের গতিও পরিচালনা করা যেতে পারে কারণ কম্পিউটারগুলির আরও ভাল পরিমাণ চক্র পরিচালনা করতে সমস্যা হতে পারে, এইভাবে EtherCAT-এর মধ্যে অপ্টিমাইজেশন অর্জনযোগ্য।
• এটি প্রায় সমস্ত টপোলজি সমর্থন করে যাতে এটি সাধারণ ইথারনেট স্টার টপোলজি-ভিত্তিক সুইচের সাথে বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
• ইথারনেট প্রোটোকল খুব নিরাপদ, সরলীকৃত মাস্টার ব্যবহার করুন, ডেটা স্পেস বেশি, এবং প্রসেসিং চলছে।

Ethercat প্রোটোকল অসুবিধা নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• EtherCAT-এর প্রধান অসুবিধা হল যে স্লেভ ডিভাইসগুলিকে EtherCAT চালানোর জন্য একটি নির্দিষ্ট ASIC হার্ডওয়্যার সন্নিবেশ করতে হয়। এর ডেটা মডেল অত্যন্ত ভিন্ন এবং বোঝা খুব কঠিন।

অ্যাপ্লিকেশন

দ্য EtherCAT এর অ্যাপ্লিকেশন নিম্নলিখিত অন্তর্ভুক্ত.

• চমৎকার কর্মক্ষমতা, সরলতা, দৃঢ়তা, সামর্থ্য, সমন্বিত নিরাপত্তা, এবং নমনীয় টপোলজির মতো অনেক বৈশিষ্ট্যের কারণে EtherCAT বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রযোজ্য। এটি মেশিন টুলস, রোবোটিক্স, প্রিন্টিং প্রেস, প্রেস, পাওয়ার প্ল্যান্ট, সাবস্টেশন, টেস্ট বেঞ্চ, ওয়েল্ডিং মেশিন, ফার্ম মেশিনারি, ক্রেন এবং লিফট, উইন্ড টারবাইন, মিলিং মেশিন, পিক অ্যান্ড প্লেস মেশিন, প্যাকেজিং মেশিন, পরিমাপ ইত্যাদি বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়। সিস্টেম, আয়রন ও স্টিলের কাজ, পেপার ও পাল্প মেশিন, স্টেজ কন্ট্রোল সিস্টেম, টানেল কন্ট্রোল সিস্টেম ইত্যাদি।
• এটি সরঞ্জাম, চিকিৎসা ডিভাইস, মেশিন নিয়ন্ত্রণ, মোবাইল মেশিন, অসংখ্য এমবেডেড সিস্টেম এবং অটোমোবাইল পরিমাপের ক্ষেত্রে প্রযোজ্য।
• এটির অত্যন্ত উচ্চ কার্যকারিতা রয়েছে, এটি ইনস্টল করা সহজ এবং ইথারনেট অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত অ্যাপ্লিকেশন স্তর-ভিত্তিক প্রোটোকল খুলতে পারে
• এটি একটি রিয়েল-টাইম এবং উন্মুক্ত যোগাযোগ ব্যবস্থা, তাই অটোমেশন উত্পাদনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

এইভাবে, এই ইথারক্যাটের একটি ওভারভিউ - অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে কাজ করা। EtherCAT সিস্টেম এবং মেশিনগুলিকে সহজ, দ্রুত এবং আরও সাশ্রয়ী করে তোলে। এটি একটি আন্তর্জাতিক আইইসি স্ট্যান্ডার্ড যা একচেটিয়াভাবে স্থিতিশীলতার জন্য নয়, বরং উন্মুক্ততার জন্যও দাঁড়িয়েছে: এখন পর্যন্ত, EtherCAT স্পেসিফিকেশন কখনও পরিবর্তন করা হয়নি, তবে শুধুমাত্র সামঞ্জস্যপূর্ণভাবে প্রসারিত করা হয়েছে। ইথারক্যাটকে 'ইথারনেট ফিল্ডবাস' হিসাবে বিবেচনা করা হয় কারণ এটি ইথারনেট সুবিধাগুলিকে স্ট্যান্ডার্ড ফিল্ডবাস সিস্টেমের সরলতার সাথে একত্রিত করে এবং আইটি প্রযুক্তির জটিলতা এড়ায়। এখানে আপনার জন্য একটি প্রশ্ন, ইথারনেট কি?