Sowohl Sercos als auch Ethercat haben sich als leistungsfähige Ethernet-basierte Kommunikationsstandards etabliert und kommen in einer Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen zum Einsatz. Mit der Sercos/Ethercat-Bridge von Cannon-Automata besteht nun die Möglichkeit, Sercos- und Ethercat-Master zu koppeln und Daten in Echtzeit in heterogenen Realtime-Ethernet-Kommunikationsstrukturen bidirektional zu übertragen.
Nach Informationen der Automata GmbH & Co. KG
Sowohl Sercos als auch Ethercat haben sich längst als leistungsfähige Kommunikationssysteme in der Automatisierung bewährt und sind auch immer häufiger als interne Plattform intelligenter Subsysteme wie Roboter oder Montage- und Transporteinrichtungen anzutreffen. So bewährt sich bereits seit einiger Zeit die Ethercat-Technologie in den Robotersteuerungen von Kuka. Dafür spricht, dass Ethercat keine spezielle Hardware-Anschaltung im Master benötigt, sondern lediglich in den Slaves. Benötigt wird im Master lediglich ein Standard-Ethernet-Controller. Ethercat ermöglicht es aufgrund des Verfahrens, die maximal mögliche Ethernet-Netto-Datenrate von 100 MBit/s nahezu vollständig ausnutzen kann. Dadurch wurde es möglich, viele zusätzliche Softwarefunktionen auf dem Steuerungs-PC auszuführen. Das Ethercat-spezifische Sicherheitsprotokoll Safety over Ethercat kann sowohl über Ethercat als auch über Ethernet kommunizieren.
Auch Sercos ist seit vielen Jahren als Automatisierungs- und Antriebsbus im Einsatz. Gerade bei anspruchsvollen Anwendungen mit hohen Anforderungen an Dynamik und Präzision hat sich Sercos als De-facto-Standard in allen großen Automatisierungsmärkten etabliert. Sercos spezifiziert jedoch nicht nur ein echtzeitfähiges Kommunikationssystem, sondern legt darüber hinaus über 700 standardisierte Parameter fest, die das Zusammenspiel von Steuerungen, Antrieben und anderen Peripheriegeräten mit einer herstellerübergreifenden Semantik beschreiben. Dies schafft die Grundlage, dass Geräte unterschiedlicher Hersteller problemlos kombiniert werden können. Mit Sercos III wurde ein offener und IEC-konformer Universalbus für die Ethernet-basierte Echtzeitkommunikation geschaffen.
Brücke zwischen den Welten
Mit der Sercos/Ethercat-Bridge von Cannon-Automata besteht nun die Möglichkeit, Sercos- und Ethercat-Master zu koppeln und Daten in Echtzeit in heterogenen Realtime-Ethernet Kommunikationsstrukturen bidirektional zu übertragen. Auf diese Weise kann ein Sercos-Master z. B. in Verbindung mit der mxAutomation-Library für Codesys direkt mit einer KR-C4-Steuerung für Kuka-Roboter kommunizieren. Der Sercos-Master kann Dank der performanten Kommunikation sehr schnell Bewegungskommandos an den Roboter senden und Istwerte in Echtzeit empfangen und bearbeiten. Zur Programmierung können die IEC-61131 Sprachen verwendet werden; es sind keine zusätzlichen Kenntnisse einer speziellen Programmiersprache für Roboter nötig.
Die Sercos/Ethercat-Bridge bildet sich auf beiden Bussen jeweils als I/O-Device ab. Die Breite der Echtzeitdaten ist im Bereich von 32 bis 1024 Byte flexibel konfigurierbar und kann so den Anforderungen verschiedenster Anwendungen angepasst werden. Das Kopieren der Daten zwischen den beiden Bussen erfolgt hardwaregestützt innerhalb eines Kommunikationszyklus. Neben den applikationsspezifischen I/O-Daten werden in jedem Zyklus auch Status- und Diagnosedaten des Sercos- oder Ethercat-Busses zur jeweils anderen Seite übertragen. Das ermöglicht es den beiden Mastern, schnell auf Änderungen des Kommunikationszustandes oder auf Fehlerereignisse zu reagieren. Dabei wird die Zugriffsgeschwindigkeit von Ethercat an die von Sercos angepasst.
Neben dem Echtzeitkanal unterstützt die Baugruppe einen bidirektionalen Kanal für die asynchrone Übertragung von Daten. Abgebildet wird dieser Mailbox-Mechanismus auf der Sercos-Seite über IDNs, die über den Servicekanal gelesen und geschrieben werden können. Auf der Ethercat-Seite erfolgen die Zugriffe alternativ über CoE-Objekte oder VoE.
Die Baugruppe ist als kompaktes Modul für die Montage auf einer Hutschiene ausgeführt. Für Sercos und Ethercat stehen jeweils zwei RJ45-Buchsen zur Verfügung. Eine weitere frontseitige RJ45-Buchse dient als Standard-Ethernet-Port. Über dieses Interface können Geräte über die von den beiden Echtzeit-Bussen zur Verfügung gestellten Mechanismen (UC-Channel und EoE-Protokoll) mit anderen Busteilnehmern kommunizieren. Der ebenfalls auf dieser Schnittstelle verfügbare IEEE1588-Master/Slave kann zur Uhrzeitsynchronisation verwendet werden.
Leistungsfähiger Automation Controller
Zum Einsatz kommt beispielsweise der neue Programmable Automation Controller A2-PAC mit Sercos-Master-Interface und Onboard-I/Os. In der Basiseinheit kommen Intel-Atom-Multicore oder i-Serie-CPUs zum Einsatz. So steht trotz geringer Größe und lüfterlosem Betrieb auch für anspruchsvolle Steuerungs- und Visualisierungsaufgaben ausreichend Performance zur Verfügung.
Der Anwender kann als weitere Kommunikationsschnittstellen CAN, RS232/485 sowie PC-typische Interfaces wie Gigabit-Ethernet und USB nutzen. Einen hohen Freiheitsgrad eröffnet der Mini-PCIexpress-Slot. Dieses Feature erlaubt die einfache und kostengünstige Erweiterung des A2-PAC um zusätzliche Feldbusse und ergänzende Interfaces wie WLAN, Bluetooth, GSM-Modem oder Fire-wire. In Bezug auf Speicherkapazität und Durchsatz lässt die Basiseinheit keine Wünsche offen. Neben einer schnellen mSata- Solid-State-Disk ist sie mit einer SD-Card als Wechselmedium ausgestattet.
Eine weitere Eigenschaft sind die unterschiedlichen Panel-Interfaces des A2-PAC. Sie ermöglichen den Anschluss verschiedener Bedienpanels über ein einziges Kabel für Spannungsversorgung, Video, Touchscreen, USB, Tastatur und I/Os für Lampen, Taster und Schalter. ge
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