NET SERVO-DRIVER LIBRARY Caso Applicativo

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1 NET SERVO-DRIVER LIBRARY Caso Applicativo Renzo Zaltieri NET SERVO-DRIVER 1

2 Mechatronics Labs Una azienda con oltre 20 anni di esperienza che risponde alla crescente domanda di ingegnerizzazione, rinnovamento e innovazione Sede in Vimercate, Monza Brianza Un Team di Senior Engineers e Project Managers specializzati in progettazione e gestione del processo, per lo sviluppo e realizzazione di prodotti meccatronici Un Network specializzato per garantire risultati eccellenti Un Partner di innovazione per il settore industriale, biomedicale, robotico, automotive, energetico, domotico, consumer NET SERVO-DRIVER 2

3 Prodotti e Servizi Servizi chiavi in mano: dalla progettazione alla prototipazione e / o produzione meccatronica Soluzioni personalizzate per la comunicazione e interfaccia su Bus di Campo, integrazioni e sviluppo di firmware Real Time, ingegnerizzazione / progettazione e realizzazione di servosistemi, azionamenti, elettronica, software, e altro. NET SERVO-DRIVER 3

4 Net Servo-Driver Library Bologna 18 marzo 2014 NET SERVO-DRIVER 4

5 Una necessita Ricorrente Essendo disponibili soluzioni di servo-drive implementate e consolidate su varie piattaforme Hardware (knowhow del nostro cliente) da un lato, ed una significativa ingegnerizzazione ed implementazione degli stack di comunicazione (spesso delegata ad un coprocessore o software terzi, nostri Partner ), dall altra. Ricorre la necessità di implementare il cosi detto Profilo per le applicazioni: Stack Comunicazione Core ServoDrive Protocollo Comunicazione Protocollo Comunicazione Protocollo Comunicazione Profilo Profilo Profilo Implementazione Implementazione Implementazione Fw Fw Fw up up up Hw Hw Hw Tecnologia Hilscher Mechatronics Labs Libreria Net Servo-Driver Tecnologia Proprietaria Cliente motore motore motore A B C NET SERVO-DRIVER 5

6 Contesto In riferimento ai servo-drive di medie piccole dimensioni normalmente si presentano due scenari Produttore di servo-drive e servomotori Azienda specializzata Produttore di soluzioni meccatroniche ad hoc Azienda di nicchia Attuatori speciali Prodotti di alto volume fortemente standardizzati Prodotti di basso volume fortemente differenziati Capacita di investire nella struttura Fw Qualità negli aggiornamenti Rispetto degli standard dei protocolli Limitata Capacita di investire nella struttura Fw Limitata possibilità di conoscenza dei protocolli Implementazione funzionalità speciali NET SERVO-DRIVER 6

7 Tre aree di competenza Noi dividiamo il servo-drive in 3 macro aree che richiedono competenze diverse Protocollo Profilo Dispositivo Conoscenza degli standard Conoscenza dei dispositivi e degli standard Implementazione Conoscenza dei dispositivi Coperta da fornitori specifici Area su cui si concentra la libreria Net Servo-Driver Coperta dalla expertize del nostro cliente NET SERVO-DRIVER 7

8 Esempio Ethercat : Mail Box e Strutture Dati - Profilo Bus Ethercat CoE: CAN application protocol over EtherCAT SoE: Servo drive profile over EtherCAT EoE: Ethernet over EtherCAT FoE: File Access over EtherCAT Profile CiA402 (IEC ) SERCOS profile for servo drives (IEC ) Network Interface / Physical Layer Data Link Layer Application Layer NET SERVO-DRIVER 8

9 Bus Di Campo? NET SERVO-DRIVER 9

10 Esigenza Dal contesto precedente risulta chiaro che l impegno per la sola implementazione dei profili è una cosa non trascurabile e richiede una significativa conoscenza dei master, dei protocolli delle applicazioni e una costante manutenzione del codice in seguito l evoluzione degli stessi. Lo sforzo diventa ancora più sensibile se si considera l elevato numero di protocolli e provider degli stack Mechatronics Labs, per soddisfare la richiesta di personalizzazione dei driver per renderli disponibili sui molteplici bus di comunicazione, ha dovuto rispondere alle seguenti esigenze: - Rendere modulare la connessione - Poter implementare sull applicazione i vari Stack di protocollo; talvolta con fornitori dello Stack di protocollo differenti - Compilare i profili dei vari protocolli - Interfacciare l applicazione «Core» del servo-drive: funzionalità e firmware - Razionalizzare e ridurre i costi di progetto NET SERVO-DRIVER 10

11 La soluzione: NET Servo-Driver Library Net Servo-Driver è un libreria di interfaccia pensata per implementare quanto richiesto dal profilo Servo-Drive, tenendo in considerazione i vari protocolli. L obbiettivo è di non riscrivere il layer di applicazione per ogni Protocollo o per i vari fornitori dello stack di comunicazione. E scritta in C e sarà disponibile sui microprocessori maggiormente usati nella costruzione dei servo drive attuali. È strutturata per le due situazioni ricorrenti : - Due microprocessori: Processore driver + coprocessore di comunicazione - Unico microprocessore Nel caso di coprocessore la libreria è composta da due parti : una per processore Driver, una per il coprocessore; la comunicazione tra i due processori può essere : SPI, UART, Bus Parallelo, Dual Port Memory. Il Coprocessore può essere integrato on-board o un modulo di comunicazione NET SERVO-DRIVER 11

12 ML NetDrv Library Oggetti e modalità richieste dal Profilo Funzioni disponibili nel Driver Libreria ML-NetDrv Long Vel; Long position; long Drv_Rd_Vel() long Drv_Rd_Pos() long Drv_Status() long Drv_Move_On_Taghet_Pos( ) long Drv_Move_On_Speed( ) long Drv_Move_On_Torque(. ) Implementazioni dedicate ad ogni protocollo sviluppate nella libreria ML-NetDrv Interfaccia lato Driver per supporto libreria ( personalizzabile ) Valida per tutti i protocolli NET SERVO-DRIVER 12

13 Caso di studio Netx Modules Implementazione Tramite Moduli Netx Processor Implementazione On Board Mix schede driver Unione allo stack Software o modulo Profilo Implementazione interfacce NETDRV Revisione Hardware Riprogettazione Hardware Firmware Certificaz ione Prototipo Progettaz ione NET SERVO-DRIVER 13

14 Tecnologie utilizzate Libreria per Stack Hilscher Netx Coprocessori : NetX 10,51,52 NetX 4000 Moduli: CIF COMX Processori Principali : Microchip Dspic33 Freescale 563xx Hilscher NetX 4000 STm STM32xx Texas MSP430 C2000 Xilinx ZynQ NET SERVO-DRIVER 14

15 ML-NetDrv Library Road Map 2014 Sviluppo Caso Pilota MC4 Presentazione Anteprima Beta Test SPS Presentazione ML-NetDrv-H1 Altri Profili Test Finale Gen 2015 Commercializzazione ML-NetDrv-H1 NET SERVO-DRIVER 15

16 GRAZIE PER L ATTENZIONE Mechatronics Labs S.r.l. - NET SERVO-DRIVER 16

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