Brücke zwischen zwei Welten

Sercos und Ethercat taktsynchron gekoppelt

Brücke zwischen zwei Welten

Auf dem Weg in die automatisierungstechnische Zukunft ist es immer wichtiger, Maschinen oder Anlagenteile miteinander durchgängig zu vernetzen. In der Praxis ist das nicht immer so einfach, schießlich hat sich eine Vielzahl an Kommunikationsprotokollen in der Fertigung etabliert. Für die Verbindung von zwei der echtzeitfähigen Ethernet-Standards, Ethercat und Sercos, gibt es nun eine neue Baugruppe auf dem Markt.
Realtime-Ethernet-Netzwerke ermöglichen eine sehr schnelle und synchrone Übertragung von Prozessdaten. Sie sind in der Automatisierung längst angekommen und bilden eine der Grundlagen für Industrie 4.0. Die Vorteile der Verwendung von Standard-Ethernet-Komponenten als Basis hat zu einer Vielzahl darauf aufsetzender Echtzeit-Protokolle geführt. Jedes dieser Protokolle verfügt über unterschiedliche Stärken, aus denen sich wiederum abweichende Anwendungschwerpunkte ergeben. Durch die zunehmend komplexeren Strukturen von Fertigungsanlagen kommt es immer häufiger vor, dass deren Komponenten wie Roboter, Conveyor, Bearbeitungsstationen oder auch einzelne Geräte über mehrere dieser unterschiedlichen Realtime-Ethernet-Protokolle vernetzt und koordiniert werden müssen. Zwei weit verbreitete Protokolle sind Sercos und Ethercat. Die kurzen Zykluszeiten von 31,25µs bei Sercos und 12,5µs bei Ethercat sowie die ausgezeichneten Synchronisationseigenschaften (Jitter jeweils kleiner 1µs) eröffnen vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Sie kommen als Kommunikationsbusse in Einzelmaschinen oder Fertigungsanlagen aber auch als Integrationsschnittstellen intelligenter Komponenten wie z.B. Robotern zum Einsatz.

Bidirektionale Datenübertragung in Echtzeit

Mit der Sercos/Ethercat-Bridge S3EC bietet Cannon-Automata eine kompakte Baugruppe, die Ethercat-Netze direkt mit Sercos-Netzen koppeln kann. Die S3EC-Baugruppe ist mit Slave-Interfaces für Sercos und Ethercat ausgestattet. Beide Interfaces unterstützen die busspezifischen I/O-Profile: FSP-IO für Sercos und DS-401 für Ethercat. Die wichtigste kommunikationstechnische Voraussetzung für eine Kopplung der beiden Echzeit-Ethernet-Netzwerke ist die konsistente und synchrone Übertragung der Echtzeitdaten. Die S3EC-Baugruppe bietet diese Eigenschaft selbst bei großen Datenmengen. Um unnötigen Overhead durch die Übertragung ungenutzter Daten zu vermeiden, ist es eine Notwendigkeit, die Datenlänge an die jeweilige Anwendung anpassen zu können. Auch diese Anforderung wird erfüllt. Die Länge der bidirektional übertragenen Echtzeitdaten kann im Bereich von 32 bis 1024 Byte variiert werden. Die Einstellung erfolgt entweder über einen Drehschalter an der Modulfront oder durch Parametrierung im Engineering Tool. Die minimale Zykluszeit der S3EC-Baugruppe am Sercos-Bus beträgt 250µs, damit ist ein Einsatz des Moduls selbst in Highspeed-Anwendungen möglich. Die Ethercat-Seite des Gerätes kann im FreeRun/SM2-Synchron-Mode oder im DC-Synchron-Mode betrieben werden. Durch Verwendung des DC-Synchron-Modes ist es möglich, den Ethercat-Zyklus taktsynchron zum Sercos-Kommunikationszyklus zu betreiben. So kann z.B. die Synchronität von Achsen selbst über die Busgrenzen hinweg sichergestellt werden.

Umfangreiche Diagnosefunktionen

Bei der Kopplung von zwei Bussen ist es wichtig, dass beide Master zu jeder Zeit über den Status der jeweils anderen Seite informiert sind. Erst dadurch wird eine unverzügliche Reaktion auf Fehlerereignisse (z.B. Kommunikationsunterbrechungen) oder auf Änderungen des Status (z.B. Änderungen der Kommunikationsphasen) gewährleistet. Dieser Anforderung trägt das S3EC-Gerät Rechnung, indem es sowohl dem Sercos- als auch dem Ethercat-Master umfangreiche Diagnoseinformationen über den jeweils anderen Bus zur Verfügung stellt. Diese Daten werden zyklisch als Teil der Echtzeitdaten übertragen und enthalten Informationen über Fehler, Warnungen, Zykluszeiten, Kommunikationsphasen sowie Zykluszähler und Live-Bits. Applikationen können so sehr einfach auf diese Daten zugreifen und eine problemlose Koordination der beiden Busse und der daran angeschlossenen Geräte sicherstellen. Neben der zyklischen Kommunikation über die Echtzeitdaten können die beiden Master auch azyklisch bidirektional Daten miteinander austauschen. Der Sercos-Master verwendet dazu den Servicekanal (SVC), über den er auf die für diesen Zweck vorgesehenen Sercos-IDNs schreibend oder lesend zugreift. Auf der Ethercat-Seite erfolgen die Zugriffe alternativ über CoE-Objekte oder das VoE-Protokoll.

Seiten: 1 2Auf einer Seite lesen

Sercos International e.V.
www.sercos.de

Das könnte Sie auch Interessieren

Bild: Trumpf
Bild: Trumpf
Leistung am 
laufenden Band

Leistung am laufenden Band

Sehr geringe Rüst- und Beladezeiten, bestmögliche Materialausnutzung und mehr Flexibilität bei der Entladung: Die neue Trumpf Laserblanking-Anlage verarbeitet ein kontinuierliches Blechcoil komplett automatisch bis hin zur Absortierung der fertigen Teile per Roboter. Das Projekt wurde in Rekordzeit entwickelt – auch aufgrund einer maßgeschneiderten Applikation für die Robotersteuerung auf Basis der Sinumerik One von Siemens.

Maschinenbauer erwarten Wachstum trotz steigernder Energiepreise

Maschinenbauer erwarten Wachstum trotz steigernder Energiepreise

Die Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau stellen sich auf spürbar härtere Wintermonate ein, können dabei aber immer noch auf Wachstum im laufenden und teilweise auch im kommenden Jahr bauen. Rund drei von vier Unternehmen erwarten im laufenden Jahr ein nominales, wenngleich vornehmlich inflationsgetriebenes Umsatzwachstum.

Bild: Sieb & Meyer AG
Bild: Sieb & Meyer AG
Ein weites Feld

Ein weites Feld

Frequenzumrichter ist nicht gleich Frequenzumrichter: Neben Standardausführungen und Modellen für mobile Applikationen stellen High-Speed-Umrichter für stationäre Applikationen eine besondere Nische dar. Genau hier positioniert sich das Unternehmen Sieb & Meyer – mit einer breiten Palette an Modellen und Ausführungen. Denn auch in diesem Bereich gilt es, auf die verschiedenen Anforderungen der jeweiligen Anwendungen einzugehen.