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Verfahren |
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Echtzeit-Architekturen mit Ethernet: Variante 2 |
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| Beschreibung | |||||||||
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Der Datenaustausch von nicht-zeitkritischen Daten erfolgt über den Standard-Kommunikationskanal TCP (UDP)/IP, wohingegen die Echtzeitdaten diese beiden Schichten umgehen; darüber hinaus kann teilweise auch die Sicherungsschicht (Schicht 2) modifiziert sein. EtherCAT EtherCAT ist ein ethernetbasiertes Echtzeit-Automatisierungskonzept. Im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen, bei denen ein Ethernet-Paket in jedem E/A-Modul zunächst empfangen, dann interpretiert und die Prozessdaten weiterkopiert werden, können bei der EtherCAT-Technologie in jeder E/A-Klemme die für sie bestimmten Daten entnommen werden, während das Telegramm das Gerät durchläuft. Ebenso werden Eingangsdaten im Durchlauf in das Telegramm eingefügt. Die Datenpakete werden dabei nur wenige Nanosekunden verzögert, was Performance-Vorteile gegenüber anderen ethernetbasierten Ansätzen bringen soll. Die letzte Klemme im Segment sendet das Frame wieder zurück, es entsteht somit eine Art logische und physikalische Ringstruktur. Das Ethernet-Frame bleibt hierbei bis in das Gerät erhalten; dort wird es auf einen internen Bus umgesetzt. Auf Steuerungsseite sorgt ein eigener Ethernet-Stack durch die Priorisierung der Echtzeit-Ethernet-Frames für eine stets freie Sendeleitung, die nicht-zeitkritischen Daten werden erst in freien Zeit-Slots versandt. Da dabei die komplette Ethernet-Funktionalität des Betriebssystems beibehalten wird, ist eine Kompatibilität mit herkömmlichen IP-Protokollen gegeben. Erweiterungen hinsichtlich Zeit-Synchronisierungsmechanismen (IEC 61588) und sicherheitsrelevanter Anwendungen sind in der Entwicklung. Nähere Informationen: www.ethercat.org ETHERNET Powerlink Bei ETHERNET Powerlink werden die TCP/IP- bzw. UDP/IP-Stacks in den Schichten 3 und 4 durch das Powerlink-Protokoll wie folgt erweitert: Eine zusätzliche Middleware ist zwischen Schicht 2 und Schicht 3 für den asynchronen Datenaustausch und zwischen Schicht 2 und Schicht 7 für den zyklischen, isochronen Datenverkehr implementiert. Damit stehen verschiedene Kommunikationskanäle für nicht-zeitkritische Daten und für Echtzeitdaten zur Verfügung. Dieser Powerlink-Stack regelt vollständig den Datenverkehr auf dem Netz. Dieses Verfahren heißt Slot Communication Network Management (SCNM) und soll die Echtzeitfähigkeit des Ethernets realisieren. Neben der Integration von Kommunikationsprofilen, die an CANopen angelehnt sind, sollen in zukünftigen Versionen auch Synchronisierungs-mechanismen basierend auf der IEC 61588 und sicherheitsrelevante Anwendungen (EPLsafety) integriert werden. Nähere Informationen: www.ethernet-powerlink.com Fortsetzung | |||||||||
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