Sercos-Kommunikationszyklus
Kommunikationszyklus
Die Kommunikation unter Sercos findet in zyklischen Intervallen statt. Die Sercos-Spezifikationen ermöglichen Zykluszeiten zwischen 31,25 µs und 65 ms. Der Modicon M262 Motion Controller unterstützt Zykluszeiten von 1 ms, 2 ms oder 4 ms. Die Auswahl der geeigneten Zykluszeit ist von mehreren Faktoren abhängig, darunter die Anforderungen der Anwendung, die installierte Hardware, die Menge der zu übertragenden Daten usw.
Der Kommunikationszyklus ist in zwei logische Kanäle untergliedert, in einen Echtzeitkanal (RTC) und einen Nicht-Echtzeitkanal (UCC). Die nachstehende Abbildung zeigt einen Sercos-Kommunikationszyklus in der Kommunikationsphase CP4:
MDTs und ATs werden über den Echtzeitkanal übertragen. Pro Zyklus können maximal vier MDTs und ATs übertragen werden (MDT0 auf MDT3 und AT0 auf AT3), wie in der nachstehenden Abbildung zu sehen ist. In einem Zyklus muss wenigstens ein MDT und ein AT übertragen werden. Weitere Informationen zu Sercos-Telegrammen finden Sie im Kapitel Sercos-Telegramm.
Der Kommunikationszyklus startet, wenn das MST (Header mit einem Synchronisierungssignal) eines MDT0 abgeschlossen ist. Der Kommunikationszyklus ist mit dem MST der nächsten MDT0 beendet.
Sobald die MDTs und die ATs übertragen wurden, gibt Sercos den berechneten Zeitschlitz für die Übertragung der Ethernet-Frames über den Unified Communication Channel (UCC) frei. Dieser Kanal ist geschlossen, bevor das nächste MST gesendet wird, um einen neuen Zyklus zu starten. Je nach der Konfiguration können auch MDTs übertragen, der UCC geöffnet und für die Übertragung der ATs im laufenden Zyklus wieder geschlossen werden.
Zyklische Kommunikation zwischen Master und Slave
Während eines Kommunikationszyklus überträgt der Master die Sercos-MDTs und -ATs. Die Telegramme werden über die einzelnen Slaves in einer Linie oder in einem Ring (je nach der Position in der Linien- oder Ringtopologie) weitergeleitet und auf dem gleichen Weg (Loopback) an den Master zurückgeleitet.
Die MDTs und ATs enthalten Echtzeitanwendungsdaten in sogenannten Verbindungen des Sercos-Datenfelds, die über den Echtzeitkanal (RTC) übertragen werden. Typische Beispiele für die Anwendungsdaten sind Referenz- oder Zielwerte für einen Antrieb in den MDTs und Istwerte vom Antrieb in den ATs oder auch Eingangs- und Ausgangsdaten für und von einem E/A-Modul.
Zyklische Kommunikation zwischen Slaves (Querkommunikation)
Sercos ermöglicht die Partner-zu-Partner-Kommunikation zwischen einzelnen Slaves in einem Kommunikationszyklus, der als Querkommunikation (CC, Cross-Communication) bezeichnet wird. In einer Master-to-Slave-Kommunikationsarchitektur ist die Datenübertragung zwischen zwei Slaves in einem Kommunikationszyklus nicht möglich. Stattdessen werden die Daten von einem Slave auf einen Master übertragen, der die Daten im nächsten Kommunikationszyklus wiederum an einen anderen Slave weiterleitet. Durch die zahlreichen Zyklen kommt es zu Verzögerungen und in der Folge zu einer stärkeren Auslastung des Masters.
Wenn beispielsweise mehrere Achsen mit einem Signal von einem Maschinen-Encoder in einer Master-to-Slave-Architektur synchronisiert werden müssen, empfängt der Master in einem Zyklus das Signal vom Encoder und überträgt es im nächsten Zyklus an den Achsenantrieb.
Sercos ermöglicht die zyklische Slave-to-Slave-Kommunikation über die ATs, die zwischen Slaves weitergeleitet werden. Als Ergebnis des Loopbacks am Ende der Linie durchläuft die AT jeden Slave zweimal (mit Ausnahme des letzten Slaves in der Linie), so dass ein Slave sogar auf Daten eines untergeordneten Slaves zugreifen kann.
Nicht-zyklische Sercos-Kommunikation über den RTC
Der Service-Kanal (SVC) ist Teil des Sercos-Datenfelds und verwendet den RTC. Trotzdem handelt es sich bei den Daten, die über den SVC übertragen werden, nicht um zyklische Daten. Der SVC wird vom Master zum Lesen und Schreiben von Sercos-Parameter-Werten eines Slaves oder zum Ausführen von Vorgangsbefehlen verwendet.
Das Lesen oder Schreiben eines Parameters oder das Durchführen eines komplexen Vorgangsbefehls kann mehrere Zyklen erfordern und ist daher nicht zyklisch. Die für das Lesen oder Schreiben eines Parameters erforderliche Zeit ergibt sich aus der Zykluszeit, der Anwendung, der Datenmenge und einer Reihe weitere Faktoren.
Die Kommunikation über den SVC ist in den Kommunikationsphasen CP2, CP3, und CP4 möglich.
Nicht-zyklische Ethernet-Kommunikation über den UCC
Es handelt sich hierbei um den Abschnitt des Sercos-Telegramms, der für die RTC-Kommunikation nicht erforderlich ist, und für die Nicht-Echtzeit- und Nicht zyklische Kommunikation über den Unified Communication Channel (UCC) verfügbar ist. Der UCC kann für die Übertragung von Ethernet-Telegrammen (ETH) mit IP-basierten Protokollen (darunter TCP/IP und UDP/IP verwendet werden.
Sercos-kompatible Geräte unterstützen die Übertragung der UCC-Rahmen über die Sercos-Schnittstelle. Ein Sercos-Gerät kann z. B. einen Webserver für die HTTP-Kommunikation zur Verfügung stellen. Ferner kann der UCC für die Übertragung der Frames mit anderen Ethernet-kompatiblen Feldbussen über einen Sercos-Bus verwendet werden.
Das Datenvolumen, das im RTC-Abschnitt eines Zyklus übertragen wird, definiert die Dauer und das Volumen der Daten, die dem UCC-Datenverkehr zugeordnet werden.