EPOS2 versus EPOS4 : Connecteurs, Dictionnaire d'objets, Modes de fonctionnement, Bibliothèques

Sujet :

• Que faut-il prendre en compte si un EPOS2 d'un système existant doit être remplacé par un EPOS4 à l'avenir ?
• Est-il possible d'utiliser les bibliothèques de programmation EPOS2 également pour EPOS4 ?

Situation :

Vous utilisez un EPOS2 et envisagez de migrer votre système actuel ou vos nouveaux systèmes vers un EPOS4. Votre système actuel peut être basé sur votre propre code maître, sur EposCmd.dll ou sur une bibliothèque tierce. Même si vous n'y jetez qu'un coup d'œil rapide, il est évident qu'il existe des facteurs de différenciation (par exemple, les connecteurs et la taille) entre l'EPOS2 et l'EPOS4. Il se peut qu'il y ait encore plus de détails à prendre en compte.

Contexte technique :

La première génération de produits EPOS a été lancée en 2003. Les objets et les modes de fonctionnement spécifiés par la norme CANopen DS402 ont été en partie fortement améliorés au cours de cette période. L'EPOS4 a été adapté aux normes les plus récentes afin de garantir une compatibilité élevée avec les normes CANopen et EtherCAT actuelles et de répondre aux exigences du marché et des clients de maxon. Cela signifie également qu'il existe des différences notables entre le dictionnaire d'objets et les modes de fonctionnement d'EPOS2 et d'EPOS4.

Solution :

1.) Connecteurs, dimensions, montage

L'EPOS4 est plus compact de par sa conception, c'est-à-dire que les dimensions et le montage doivent être adaptés si un EPOS2 est remplacé par un EPOS4.
L'EPOS4 offre les mêmes caractéristiques d'E/S et d'encodage pour chaque type de produit. Cela a nécessité l'utilisation de connecteurs partiellement différents de ceux utilisés par l'EPOS2. Il sera nécessaire d'adapter les connecteurs des câbles d'E/S et de capteurs EPOS2 existants ou de remplacer les câbles par de nouveaux types EPOS4.

Conseil pratique : 
Vous trouverez toutes les informations sur les connecteurs et l'affectation des broches dans la référence matérielle correspondante de l'EPOS4.

2.) Objets EPOS2 0x2000 ... 0x2FFF

Les objets qui font partie de la gamme EPOS2 spécifique au fabricant 0x2000 .... 0x2FFF sont différents dans le dictionnaire d'objets EPOS4 et il faut vérifier s'il existe encore des objets ayant une fonctionnalité similaire. En règle générale, ces objets peuvent avoir été déplacés vers d'autres numéros d'objets dans la plage 0x2000.... 0x2FFF ou 0x3000 ... 0x3FFF pour des raisons de compatibilité EtherCAT.

Conseil pratique :
La meilleure façon de trouver une corrélation entre les objets EPOS2 déplacés est de rechercher le nom de l'objet EPOS2 (ou une partie de celui-ci) dans l' " EPOS4 Firmware Specification ". Il faut savoir que les objets mis à jour peuvent ne pas avoir exactement la même dénomination et peuvent avoir une fonctionnalité légèrement différente bien que la dénomination soit similaire.

Informations complémentaires :
Des détails sur tous les objets peuvent être trouvés dans le document "EPOS4 Firmware Specification.pdf".

3.) Modes de fonctionnement

Les modes de fonctionnement de base orientés profil comme "Homing Mode", "Profile Position Mode" et "Profile Velocity Mode" sont principalement les mêmes pour EPOS2 et EPOS4.

Les modes de fonctionnement EPOS2 spécifiques à Maxon "Position Mode", "Velocity Mode" et "Current Mode" n'existent plus dans EPOS4 et ont été remplacés par les modes de fonctionnement standardisés DS402 similaires (mais pas totalement identiques) "CSP - Cyclic Synchronous Position", "CSV - Cyclic Synchronous Velocity" et "CST - Cyclic Synchronous Torque". La commande de ces nouveaux modes peut légèrement différer en raison des nouvelles normes. En particulier, le mode "Current" de l'EPOS2 et le mode "CST - Cyclic Synchronous Torque" de l'EPOS4 diffèrent en ce qui concerne la valeur réglée. Le "mode CST" de l'EPOS4 est commandé par une valeur relative du couple moteur et non par le courant moteur (comme dans le "mode courant" de l'EPOS2).

Restrictions :
Les modes de fonctionnement de l'EPOS2 "IPM - Interpolated Position Mode", "Master Encoder Mode", "Step-/Direction Mode" ne sont pas disponibles pour l'EPOS4.

Il n'est pas possible de commander une position cible EPOS4 par une valeur de consigne analogique. La commande analogique de l'EPOS4 n'est possible que dans le cas d'un contrôle de courant ou de vitesse.

La fonction "Position Compare" n'est pas disponible sur l'EPOS4.

Conseil pratique :
La meilleure façon d'apprendre à commander les différents modes de fonctionnement et les objets associés est de consulter la documentation suivante de l'EPOS4 :

• "EPOS4 Application Notes Collection.pdf"
  -> Chapitre 5 "Device Programming" 
• "EPOS4 Firmware Specification.pdf"
  -> Chapitre 3 "Operating Modes"
  
  

4.) Protocoles RS232

L'EPOS2 et l'EPOS4 sont basés sur des protocoles RS232 différents. Si une bibliothèque de communication RS232 conçue pour l'EPOS2 est utilisée, l'implémentation du protocole RS232 doit être adaptée à l'EPOS4. L'EPOS4 utilise le même protocole pour l'USB et le RS232, ce qui permet de réduire l'effort de mise en œuvre du protocole.

Informations complémentaires :
Pour plus d'informations sur le protocole RS232 de l'EPOS4 et les différences par rapport à l'EPOS2 :

• "EPOS4 Communication Guide.pdf"
  -> Chapitre 2 "USB & RS232 Communication"
• "EPOS4 Application Notes Collection.pdf"
  -> Chapitre 3 "Comparison of maxon Serial Protocols for RS232"
  
  

5.) Bibliothèques EPOS2 : Compatibilité EPOS4 ?

Les bibliothèques tierces qui ont été conçues pour l'EPOS2 peuvent ne plus fonctionner entièrement pour l'EPOS4. Des modifications du code source de la bibliothèque sont nécessaires en raison des points (1., 2., 3., 4.) mentionnés ci-dessus.

Conseil pratique :
La bibliothèque de commandes EPOS de maxon (pour Windows et LabView sur PC, ainsi que pour les PC basés sur Linux et Raspberry Pi) a été adaptée pour l'utilisation avec EPOS2 ou EPOS4. Si vous utilisez la "EPOS Command Library" de maxon ou la bibliothèque LabView / VIs de maxon pour PC, la plus grande partie du travail et de l'adaptation a déjà été effectuée et vous pouvez plus facilement basculer votre code de programme principal entre l'EPOS2 et l'EPOS4. Cependant, la "bibliothèque de commandes EPOS" présente également certaines limites en raison des modes de fonctionnement et des caractéristiques partiellement différents.

Restriction importante : Bibliothèque NI cRIO pour EPOS4 -> Non !
La bibliothèque maxon EPOS2 pour NI's CompactRIO n'est pas compatible avec EPOS4, c'est-à-dire que cette bibliothèque n'a pas été adaptée aux nouveaux modes de fonctionnement EPOS4 et au dictionnaire d'objets EPOS4. Cela signifie que seuls quelques VI de bas niveau de la bibliothèque cRIO (comme l'accès SDO et PDO) peuvent encore être utilisés, mais en particulier toutes les fonctions exigeant les modes de fonctionnement "Position Mode", "Velocity Mode" et "Current Mode" d'EPOS2 ou utilisant des objets EPOS2 spécifiques (qui ne sont plus présents dans EPOS4) ne peuvent pas être utilisées avec la bibliothèque cRIO dans le cas d'EPOS4.
maxon ne soutient plus les systèmes NI basés sur CompactRIO pour EPOS4 !

Additional information:
Veuillez consulter la documentation suivante pour connaître les appels de fonction disponibles en fonction de la ligne de produits EPOS (EPOS2, EPOS2, EPOS4) utilisée :

• "EPOS Command Library.pdf"
  -> Chapitre "Appendix A - Hardware vs. Functions"
  
  

6.) Structure de contrôle et paramètres

L'EPOS4 utilise des structures de contrôle améliorées et une mise à l'échelle des paramètres de contrôle différente de celle de l'EPOS2. Le réglage des paramètres de contrôle est obligatoire si un EPOS2 est remplacé par un EPOS4. En raison des structures de contrôle améliorées de l'EPOS4 et d'une plus grande flexibilité pour mettre en œuvre de nouvelles conceptions de contrôle à l'avenir, les paramètres de contrôle ont été déplacés des objets 0x60F6, 0x60F9, 0x60FB (dans le cas d'un EPOS2) aux objets 0x30A0, 0x30A1, 0x30A2, et 0x30A3 (dans le cas d'un EPOS4).

Informations complémentaires :

• "EPOS4 Application Notes Collection.pdf"
  -> Chapitre 2 "Controller Architecture"
• "EPOS4 Firmware Specifications.pdf"
  -> "Current control parameter set"
  -> "Position control parameter set"
  -> "Velocity control parameter set"
  -> "Velocity observer parameter set" 
  
  

Conclusion :

Il y a beaucoup de points à prendre en compte dans le cas d'une information générale (comme ci-dessus) sur les différences entre l'EPOS2 et l'EPOS4. Dans la pratique, tous ces points ne sont pas pertinents pour une application concrète. Si vous connaissez votre code source principal et les modes de fonctionnement utilisés, l'effort d'adaptation est souvent très limité et peut être grossièrement estimé.

Dans le cas d'une nouvelle conception, il est recommandé de commencer avec un EPOS4 dès le début. En comparant EPOS2 et EPOS4, l'EPOS4 présente certains avantages :

• Conception plus compacte.
• Disponible sous forme de modules, de produits compacts et de boîtiers.
• Interfaces USB, RS232, CAN ou EtherCAT.
• Conforme aux normes CANopen et EtherCAT les plus récentes.
• Algorithmes de contrôle optimisés et hautement sophistiqués.
• Contrôle 2,5 fois plus rapide que l'EPOS2.
• Facile à intégrer dans la conception d'un système commandé par un API et les bibliothèques NC standard du fournisseur de l'API ou par des maîtres basés sur Windows ou Linux utilisant la bibliothèque de commandes EPOS de maxon.

Référence croisée :

Vous trouverez une discussion plus générale sur la compatibilité entre EPOS, EPOS2 et EPOS4 ainsi que sur les aspects CiA402 dans ce document du Support Center :

-> EPOS2 <-> EPOS4 <-> CiA402: Compatibilité ?