Ethercat: Upgrade von 100 MBit auf 1 GBit

„Mit der Technologieerweiterung Ethercat G erreicht Ethercat das nächste Performance-Level“, betonte Hans Beckhoff, „ohne dabei die Kompatibilität zum etablierten, Standard-Ethercat mit 100 MBit/s oder die gewohnte einfache Handhabung zu verlieren.“

Ethercat G nutzt die 1 GBit/s Übertragungsrate des Standard-Ethernet; die als Technologiestudie vorgestellte Variante Ethercat G10 sogar 10 Gbit/s. Die erhebliche Steigerung der Übertragungsrate wirkt sich auf den erreichbaren Datendurchsatz aus. Unter Berücksichtigung des limitierenden Einflusses der Durchlaufverzögerungszeiten durch die Teilnehmer und mithilfe des neu eingeführten Branch-Konzepts ermöglicht Ethercat G je nach Applikation einen Performancezuwachs um den Faktor 2 bis 7. Dazu Hans Beckhoff: „Mit Ethercat G und G10 erreichen wir neue Performance-Level, die unseren Kunden helfen, die besten und performantesten Maschinen der Welt zu bauen!“

Ethercat-G-wurde entwickelt, um für extrem große Applikationen sowie die vermehrte Einbindung besonders datenintensiver Geräte, wie Vision-Kameras, Messtechnik-Komponenten mit hohen Sampleraten oder eben komplexe Motion-Systeme wie XPlanar, gerüstet zu sein.

Branch-Controller minimiert Durchlaufverzögerung

Ethercat G und G10 sollen das Standard-Ethercat auf Basis von 100 MBit/s nicht ablösen. Beide Leistungsstufen sind als systemkonforme Ergänzungen zu verstehen. Für Abwärtskompatibilität mit den Ethercat-Klemmen sorgen Branch-Controller.

Ethercat G und G10 sollen das Standard-Ethercat auf Basis von 100 MBit/s nicht ablösen. Beide Leistungsstufen sind als systemkonforme Ergänzungen zu verstehen. Für Abwärtskompatibilität mit den Ethercat-Klemmen sorgen Branch-Controller. Beckhoff

In Verbindung mit dem Branch-Controller-Konzept für Ethercat G ist zudem der effiziente Betrieb paralleler Netzwerksegmente möglich. Ethercat und Ethercat G können zwar in einem gemischten Netzwerk betrieben werden, jedoch bestimmt der langsamste Teilnehmer den Speed aller Knoten.

Abhilfe schaffen sogenannte Branch-Controller (Abzweig) für Ethercat G, die einen parallelen Betrieb von 100-MBit/s-Segmenten im 1-GBit/s-Netzwerk erlauben. Darüber kann das gesamte Spektrum an Standard-Ethercat-Klemmen in das Ethercat-G-Netzwerk eingebunden werden – ohne dessen Speed zu reduzieren. Das Branch-Konzept hat einen weiteren Vorteil: Die Segmentierung minimiert die Durchlaufverzögerungszeiten, das die Segmente quasi parallel arbeiten. Dies verringert die Signallaufzeiten und damit auch die Kommunikations- und Zykluszeiten. Denn das Telegramm eines Branch-Controllers läuft direkt zum jeweiligen Master zurück – mit 1-GBit/s Übertragungsrate und unabhängig von den anderen Netzwerksegmenten.

Weniger Spektakulär als XPlanar kommt ein weiterer Prototyp daher, dessen Akzeptanz in Nürnberg getestet wurde: Tubularmotoren. Diese Motortechnologie führt beim Rotieren gleichzeitig Hubbewegungen aus. „Wenn der Prototyp auf der Messe gut ankommt, soll daraus eine komplette Baureihe entstehen“, erklärte Hans Beckhoff. Man darf gespannt sein, vor allem die anderen Anbieter dieser speziellen Motoren. Typische Applikationen sind in der Getränkeindustrie zu finden. Potenzial hätten auch eloxierte Motoren aufgrund ihrer geringeren Materialkosten im Vergleich zu Varianten aus Edelstahl.

PC-basierte Kleinsteuerung

772iee1218_Bild_Kasten_pr152018_Beckhoff_CX7000

Beckhoff

Von Mini- bis Many-Core

Mit dem Embedded-PC CX7000 skaliert Beckhoff die PC-basierte Automation bis auf Kleinsteuerungs-Niveau.

Grundlage des Embedded-PCs CX7000 ist eine ARM-Cortex-M7-CPU (32 Bit, 400 MHz) und bereits integrierte Multifunktions-I/Os:

8 digitale Eingänge, 24 V DC, Filter 3 ms, 4 digitale Ausgänge (0,5 A). Diese I/Os lassen sich über Twincat 3 für andere Betriebsarten konfigurieren, sodass auch schnelles Zählen, Analogwertverarbeitung oder PWM-Ansteuerung möglich ist.

Weitere I/Os sind über direkt über Busklemmen anreihbar. Der Embedded-PC hat 512 MB MicroSD-Flash-Speicher (optional bis zu 8 GB) und ist für Betriebstemperaturen von -25 bis 60 C ausgelegt. In der Version CX7080 lässt sich über das zusätzliche serielle Interface (RS232/RS485) ein Display, Scanner oder Wägesystem anschließen. Weitere Neuheiten bei Twincat 3 ist die Integration von Sprachsteuerung als weiteres Bedieninterface sowie die Generierung von Quellcode direkt aus Matlab-Projekten heraus ohne Umweg über Simulink.

Seite 2 von 212