Diese Entscheidung trägt dem Wunsch der Anwender und Hersteller Rechnung, nicht unterschiedliche Sicherheitsprotokolle unterstützen zu müssen, sondern stattdessen auf einen globalen Standard setzen zu können. Wie Bild 1 links zeigt, ist zur Nutzung von CIP Safety eine Anpassungsschicht von Sercos erforderlich, die die CIP Safety-Datenübertragung auf die Sercos-Transportschicht abbildet. Dabei werden die von CIP Safety definierten Mechanismen und Datenformate unverändert übernommen und es erfolgt eine minimale Standard CIP-Implementation (Connection Manager, Message Router, Identity). Darüber hinaus wird ein Sercos Safety-Profil definiert, das die Beschreibung des Safety-Profiles (Parameter und Verhalten) mit Sercos-Parametern ermöglicht. Übertragungskanal Bild 2 zeigt den Telegrammaufbau eines \’MDT Data Fields\‘ im Rahmen eines Ethernet-Frames, das für jeden Teilnehmer einen konfigurierbaren Datencontainer für die Echtzeitdaten enthält. Die Echtzeitdaten eines Teilnehmers gliedern sich wiederum in Standard- und sichere Daten. Die sicheren Daten sind CIP Safety-Telegramme, entweder im Short-Format (2Bytes) oder im Long-Format (bis zu 250Bytes). Das Bild stellt vereinfacht eine 1:1-Abbildung dar, die ebenso für das AT-Telegramm gilt. Bei näherer Betrachtung erkennt man jedoch, dass aufgrund der zeitlichen Unterschiede zwischen Sercos-Zyklus (tSercos) und Safety-Zyklus (tsafety) Optimierungspotenzial bezüglich der bereitzustellenden Bandbreite besteht. Insbesondere bei Verarbeitung der Sicherheitssignale in einer Sicherheitssteuerung ist ein Sicherheitszyklus ein Vielfaches eines Sercos-Zyklus, der durch die Anforderungen an die Bewegungssteuerung vorgegeben wird. Mit dem Sercos Messaging Protocol (SMP) ist es möglich, Dienste und Daten in demselben zyklisch konfigurierten Safety-Datencontainer, ob im MDT oder im AT, übertragen zu können. SMP erlaubt somit eine (fragmentierte) zyklische und (fragmentierte) azyklische Übertragung von Daten innerhalb eines Sercos Daten-Containers, der zyklisch im Echtzeit-Kanal übertragen wird. Der \’SMP header\‘ steuert dabei die Fragmentierung bzw. die Priorität der Nachrichten. Datenpakete mit niedriger Priorität können von Paketen mit höherer Priorität unterbrochen werden. Entsprechend der zeitlichen Anforderung kann die Datenbreite des Safety Daten-Containers bzw. SMP-Containers konfiguriert werden. 10Byte ermöglichen z.B. die Übertragung eines kurzen Protokolls in einem Sercos-Zyklus oder die Übertragung von 4Byte Nutzinformationen in zwei Sercos-Zyklen. Neben Unicast- sind auch Multicastverbindungen, neben klassischen Master-Slave- auch Slave-Slave-Verbindungen möglich. Da CIP Safety routingfähig ist, können sichere Daten ebenfalls über die Grenzen eines Sercos-Netzwerkes zwischen Sercos-Mastern, aber auch zwischen Sercos-Slaves ausgetauscht werden. Netzwerkübergreifendes Routing Da die Daten gekapselt zwischen zwei Safety-Teilnehmern ausgetauscht werden, d.h. die beiden Endpunkte einer Verbindung die Sicherheitsintegrität gewährleisten, wird die unterlagerte Transportschicht zum \’Grauen Kanal\‘. Somit ist auch ein Routing von CIP Safety-Nachrichten zwischen unterschiedlichen Netzwerken möglich. Wie in Bild 1 rechts dargestellt, können sichere Nachrichten zwischen einem DeviceNet-Netzwerk und einem Sercos-Netzwerk ausgetauscht werden. An das Gateway werden keine sicherheitsrelevanten Anforderungen gestellt. Es muss lediglich die gekapselte CIP Safety-Nachricht aus dem DeviceNet-Protokoll in das Sercos-Protokoll und umgekehrt kopieren. Es lassen sich natürlich auch andere Netzwerke kombinieren, die CIP Safety als Protokollsicherungsmechanismus verwenden. So kann z.B. eine Safety-Steuerung über ein Ethernet/IP-Netzwerk und ein Ethernet/IP-Sercos-Gateway auf sichere Antriebe an einem Sercos-Netzwerk zurückgreifen. Der entscheidende Vorteil für komponentenorientierte Hersteller ist, dass lediglich ein Safety-Stack zu implementieren ist, der gleichzeitig mehrere Kommunikationsnetzwerke unterstützt. Sercos und CIP Safety bieten somit aufgrund ihrer weltweiten Marktverbreitung die Chance auf ein globales, einheitliches Sicherheitsprotokoll.
Sercos International e.V.
