Nicht vor der Klemme halt machen: Flexibles Ethercat bis zur Klemme

Wo herkömmliche Feldbussysteme an ihre Grenzen stoßen, bietet Ethercat eine Lösung: Ethercat verbindet die Steuerung sowohl mit den E/A-Modulen als auch mit Antrieben. Ziel beim Berghof-Ethernet-E/A-System mit Ethercat-Protokoll war es, diese Flexibilität zu nutzen. Auf dem \’Wunschzettel\‘ der Berghof-Entwickler stand: – Einfache Tools für schnelle Inbe- triebnahme – Teil einer durchgängigen Lösung an der Maschine und im Schalt- schrank – Ethercat bis zur Klemme für eine hohe Performance – Kompakte Bauweise für weniger Platz im Schaltschrank – 32 Digital-E/As auf einer Klemme für Kompaktheit – Analog- und Temperaturerfassung: alle wichtigen Signale werden erfasst Ob als Echtzeitlösung auf nativ Ethercat oder als offene Lösung auf Standard-Ethernet, die Berghof-Module sollten beides können, um schnellen Datentransfer damit immer zu gewährleisten. Die Lösung: Konfiguration mit EasyCat und CoDeSys Zur Lösung der Aufgabe setzte Berghof auf die Konfiguration mit dem Tool Easycat. Es unterstützt den Anwender im Konfigurationsprozess und bietet dabei zunächst Vorteile bei der Inbetriebnahme. Dazu verwendet Easycat die Gerätebeschreibungsdateien der Ethercat-Teilnehmer, die im Format .XML vorliegen. In diesen Dateien werden die Eigenschaften der Geräte beschrieben, die als Ethercat- Slaves mit dem Master kommunizieren werden. Dazu verfügt Easycat über eine automatische Erkennung der angeschlossenen E-E/A-Module. Die erstellte Konfiguration wird dann einfach ins CoDeSys übertragen. Das Ethercat Konfigurationstool wurde bei diesem E/A-System wie bei den hauseigenen Steuerungslösungen durch eine CoDeSys-Ethercat-Master­bibliothek ergänzt. Für CoDeSys V2.3 bietet Berghof eine Ethercat-Bibliothek, die auf dem Standard-Ethernet-Socket-Interface aufsetzt. Es gibt nur ein Ethercat-Telegramm für alle E/A-Daten, aber die Übertragung erfolgt in einem Standard-UDP-Protokoll. Die Datenübertragung wird durch die Applikation gesteuert und hängt direkt mit der CoDeSys-Zykluszeit zusammen. Das flexible Konzept bringt die Ethercat-Welt auch zu SPS-Steuerungen, die nur über einen Ethernet-Anschluss verfügen. Die zweite Ethernet-Schnittstelle zusammen mit CoDeSys V3.3 bringt die ganze Ethercat-Performance zur Anwendung. Auf der eigenen Ethercat-Schnittstelle bringt nur ein Ethercat-Telegramm alle E/A-Daten unabhängig vom SPS-Zyklus zur Steuerung. Ethernet: modular und durchgängig bis zur Klemme Bis zu 32 digitale E/As können auf 25mm platzsparend und mit hoher Kanaldichte auf geringem Einbauraum untergebracht werden. Dabei ist jede E/A-Klemme ist mit einem eigenen Ethercat-Protokoll-Chip ausgestattet. So wird die Kommunikation besonders schnell und zuverlässig inklusive aller Vorteile des Ethercats in \’Reinkultur\‘ genutzt. Eine stehende Verdrahtung auf den lösbaren Steckverbindern ermöglicht Vorverdrahten auch ohne Maschine oder Schaltschrank sowie einen schnellen Modultausch im Servicefall. Das E-E/A-System hat kompakte Außenmaße und unterschiedliche elektrische Anschlüsse. Das spart knappen Einbauraum in der Maschine und im Schaltschrank und gibt die Sicherheit, immer die richtige Anschlussklemme innerhalb der E-E/A-Familie zu finden. Das modulare E-E/A-System in IP20 wird durch IP65-Komponenten ergänzt. Dadurch spart der Anwender Kosten – durch den Skaleneffekt im Einkauf und durch weniger Komponenten im Lager oder bei der Ersatzteilversorgung. Flexibilität für die Maschine UND den Schaltschrank Weithin bekannt ist, dass E/A-Systeme flexibel und dezentral aufgebaut sein müssen, um so auf den Bedarf des Maschinenbaus zugeschnitten zu sein, dass sie zu Kosteneinsparungen führen. Oft hapert es an der Umsetzung. Berghof ist deshalb systemübergreifend an die Aufgabe herangegangen. Ergebnis: Das modulare System kommt direkt an der Maschine genauso wie im Schaltschrank zum Einsatz und ist auf die Antriebstechnik abgestimmt verfügbar. Ein System für die Maschinenserie passt in die kleine preissensitive Einsteigermaschine genauso wie für die große mit vollem Leistungsumfang. In der Einsteigermaschine laufen die E/As in Kombination den flexiblen Steuerungssystemen DC1000 und CANtrol. Die High-Performance-Anwendung läuft auf dem Berghof Panel-PC mit CoDeSys 3.x. Da ist Ethercat schon in die Entwicklungsumgebung integriert. Es gibt also nur ein einziges Tool für Steuern, Visualisieren und Kommunizieren. Industrial Ethernet mit µs-genauer, synchronisierter Kommunikation ist das eigentliche Metier großer bzw. PC-basierter Steuerungen. Berghof bietet ein E/A-System, das beides abdeckt und eine clevere Lösung auch im mittelstarken Steuerungssektor bietet. Eine Lösung, die auch bei Steuerungen mit einem Ethernet-Anschluss gut funktioniert. Damit kommt Transparenz und der Fernwartungsanschluss automatisch mit. Technologie für flexible und zuverlässige E/A-Klemmen Hersteller dürfen beim Industrial Ethernet vor der Klemme nicht halt machen. Jede Berghof Ethernet-E/A-Klemme ist deshalb mit einem eigenen Ethercat-Protokoll-Chip ausgestattet. So wird die Kommunikation schnell und zuverlässig. Um die Flexibilität des Ethernets zu nutzen, ist die CoDeSys-Implementierung mit einer Ethercat-Masterbibliothek ausgestattet, die Systemumgebung wird durch ein Ethercat-Konfigurationstool ergänzt. Diese modulare Lösung ermöglicht es, über die transparenten Ethernet-Funktionen die Ethernet-E/A- und weitere Ethercat-Module einfach zu integrieren. Die Kommunikation des Ethernet-E/A-Systems nutzt das schnelle Ethernet mit Ethercat-Protokoll. Das System integriert wichtige Maschinen- und Anlagenfunktionen auf kleinem Raum zu einem Ethernet-Netzwerk. Das spart aufwendige Verkabelungen und Komponenten.