Improving EtherCAT diagnostics in factory automation system

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkitaan menetelmiä, joilla voidaan laajemmin hyödyntää EtherCAT:n, automaatiojärjestelmissä laajasti käytetyn korkean suorituskyvyn teollisen tietoliikenneverkon diagnostiikkaominaisuuksia. Tutkimuksessa käytetään kehitystutkimuksellista lähestymistapaa, jossa perehdytään EtherCAT:n keskeisiin ominaisuuksiin ja toimintoihin, minkä jälkeen tehdään käytännön testausta parannuskohteiden tunnistamiseksi. Tutkimuksessa korostetaan kenttäväylien redundanttisuuden merkitystä keskeisenä kehitysalueena ja tuodaan esiin sen mahdollisuudet parantaa merkittävästi verkon luotettavuutta ja häiriönsietokykyä. Lisäksi tutkimuksessa korostetaan wcstate– ja CRC–mekanismien merkitystä tiedon eheyden varmistamisessa ja tehokkaan virhetunnistuksen helpottamisessa. Työn tavoitteena on löytää keinoja, miten EtherCAT–kenttäväylädiagnostiikkaa voidaan parantaa tuotantoautomaatiojärjestelmissä. Samalla tutkitaan, miten diagnostiikan parantaminen vaikuttaa järjestelmän luotettavuuteen ja käytettävyyteen.

This thesis explores methods for improving diagnostic capabilities within EtherCAT, a high–performance industrial communication network widely used in automation systems. Using a development research approach, the study dives into the core features and functions of EtherCAT, followed by hands–on testing to identify areas for improvement. The research emphasizes the importance of fieldbus redundancy as a key area for development, highlighting its potential to significantly improve network reliability and resilience. In addition, the study underscores the importance of the wcstate and CRC mechanisms in ensuring data integrity and facilitating efficient error detection. The objective of this thesis is to identify methods for enhancing the EtherCAT fieldbus diagnostics in factory automation systems. Simultaneously, the thesis examines the effect of improved diagnostics on system reliability and availability.