自被新冠突襲的2020年春節開始，工業自動化行業的道路就越發艱難。不僅疫情肆虐各地，隨后全球缺芯，更甚至缺芯的狀態逐年嚴重，沒有緩和的勢頭。我們收到越來越多的各行業合作伙伴詢問，有沒有一種方法，能讓他們設備上原有的Windows工控機直接變成控制器，能讓他們的工程師在疫情管控期間不需要到公司實驗室，也不需要把大量的EtherCAT從站設備搬回家的前提下，仍然能夠在家中實現幾臺甚至幾十臺EtherCAT網絡環境搭建和應用開發的工作。這樣就不需要為了備齊控制器上所有芯片絞盡腦汁，也不會在疫情爆發期間因居家辦公延遲開發進度，以至于耽誤產品的上市時機。

//Lxwin

為了應對嵌入式芯片短缺，完成客戶把Windows工控機變成控制器的期望，同時還能提高設計集成度以及控制功能復雜性的需求，我們推薦LxWin軟件開發套件。

上圖是LxWin作為實時環境的框架示意圖。控制器廠商在Windows上開發的非實時應用程序和客戶圖形界面可以繼續保留在Windows系統下。而EtherCAT主站、運動控制算法等實時應用運行在替代嵌入式CPU的Linux RT Preempt工控機實時環境中。同樣，Windows操作系統和實時Linux系統被隔離在不同的CPU核和不同的內存空間中。因為兩個系統是隔離的，所以當一個系統出現異常時（比如Windows被某個應用阻塞或者藍屏），另一個系統實時Linux下的應用程序可以繼續正常運行而不受Windows狀態的影響。

Windows實時擴展的另外一個重要組成部分即Hypervisor。德國Acontis公司自主開發的實時Hypervisor保證了Windows和實時Linux更好的隔離效果。Hypervisor還包括了硬件抽象層HAL以及網絡通信函數庫。Windows和實時Linux通過共享內存方式進行數據交換。LxWin使用Visual Studio作為應用開發IDE以及圖形化配置界面。即使缺乏Linux使用經驗的用戶，也可以在較短的時間內完成標準的EtherCAT應用開發。

//EC-Simulator

EC-Simulator軟件開發套件可以完美解決疫情期間因隔離管控要求導致工程師無法在公司實驗室調試設備開發應用的問題。

EC-Simulator通過仿真EtherCAT從站設備進而實現虛擬化EtherCAT網絡，可以做到在沒有真實的EtherCAT從站硬件的情況下運行EtherCAT主站應用的效果。EC-Simulator的EtherCAT仿真功能可以基于物理網卡實現（HiL）也可以全仿真實現（SiL）。

仿真實例的配置可以無縫的使用真實的網絡ENI文件，例如可以實現一個完整的機械設備中EtherCAT模塊功能的仿真。通過使用C/C++或者.NET編程語言可以進行工程集成、測試或者虛擬化工具交互（例如ISG Virtuos）。

//應用案例

客戶W公司希望設計一個多個伺服驅動器加IO模塊的測試設備。為了方便現場人員操作，設備考慮使用Windows操作系統設計UI界面。但是由于疫情原因，工程師不能全部到崗進行開發工作。

為了解決這個問題，我們為客戶提供了LxWin軟件開發套件+EC-Simulator的組合。在實驗室的工程師使用LxWin軟件開發套件連接從站設備進行開發。

無法到達現場的工程師，可以配合LxWin和EC-Simulator，在異地模擬仿真現場的EtherCAT網絡拓撲結構，在遠程實現應用開發和基礎驗證工作。

由于應用中需要涉及到EtherCAT伺服驅動器，使用EC-Engineer可以直接配置出一套符合現場環境配置文件，包括網絡配置文件（ENI file），用于EtherCAT從站仿真的（EXI file），用于EtherCAT伺服控制模擬的（DemoConfig文件）。

工程師將用于控制的應用程序與EC-Simulator程序集成后，配合導出的配置文件，即可正常運行帶有仿真的完整EtherCAT應用。

帶有EC-Simulator的應用程序與普通的EtherCAT主站程序界面完全相同。如下圖：

最后，工程師通過上位機可以直接訪問控制應用界面，通過Windows的上位機應用對EtherCAT伺服驅動器進行狀態控制以及運動參數控制等操作。

關于盟通：

北京盟通科技有限公司成立于2013年，是工業自動化領域的高新技術企業。公司專注于實時現場總線技術及工業通訊技術的研發、推廣及技術支持服務。依托于核心團隊多年的海外和行業經驗，我們與歐洲多家自動化領域的佼佼者達成戰略合作關系，是德國Unified Automation公司、德國Acontis Technologies公司、德國Dina Elektronik公司在中國區域的唯一授權合作伙伴，瑞典HMS工業網絡有限公司FSoE協議軟件（Ixxat@品牌）、CANopen協議棧（emotas）等產品的正式授權分銷商。為客戶提供EtherCAT主站協議棧、OPC UA SDK軟件開發包、CANopen協議棧、FSoE協議軟件、CAN總線硬件、DINA安全模塊等工業協議的標準和定制化產品。

審核編輯 ：李倩