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Peter Lutz

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Aktuelle Anwendung

Sercos präsentiert zukunftsweisende Technologien zur SPS IPC Drives

Sercos International, Anbieter des Sercos Automatisierungsbusses, zeigt während der SPS IPC Drives vom 28. - 30. November 2017 in Halle 2, Stand 440 verschiedene Exponate, wie zum Beispiel den Industrie-4.0-Demonstrator.

Anhand dieser Demo wird aufgezeigt, wie Prozess- und Gerätedaten auf einheitliche und herstellerübergreifende Weise nicht nur lokal über den Echtzeitbus, sondern auch über OPC-UA für unterschiedliche Anwendungsszenarien zur Verfügung gestellt werden können. Damit wird nicht nur der Datenaustausch zwischen Maschinenperipherie und übergeordneten IT Systemen vereinfacht. Auch die Anforderungen von Industrie 4.0 hinsichtlich einer semantischen Interoperabilität werden unterstützt.

Die Multiprotokollfähigkeit von Sercos® ermöglicht dabei verschiedene Realisierungsoptionen. Zum einen kann die OPC-UA-Server-Funktionalität in eine Maschinensteuerung integriert werden. Die Steuerung fungiert in diesem Falle als Gateway, in dem das Mapping auf Sercos Dienste und Daten vorgenommen wird. Mit Sercos III ist es auch möglich, einen OPC-UA Server direkt in ein Sercos Feldgerät (Antrieb, E/A-Station oder Sensor) zu integrieren. In diesem Falle wird das OPC Protokoll direkt zu dem jeweiligen Sercos-Slave-Gerät durchgeroutet. Die Gateway-Funktionalität der Steuerung wird somit auf die Funktion eines Ethernet-Switch reduziert. Die Kommunikationsfähigkeit zwischen einem OPC Client und einem OPC-UA Server bleibt aufgrund des Sercos Übertragungsverfahrens (kein Tunneln!) auch ohne laufende Sercos Kommunikation erhalten. 

Neben dieser Industrie-4.0-fähigen Lösung zeigt Sercos International auch TSN-, sowie Open-Source-Software-Demos und vieles mehr.

Der Sercos-TSN-Demonstrator, entwickelt vom Institut für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen (ISW) der Universität Stuttgart mit Unterstützung von mehreren Industriepartnern, zeigt die Übertragung des Sercos-III-Echtzeitprotokolls über IEEE 802.1 TSN (Time-Sensitive Networks). Er zeigt die Möglichkeiten auf, eine echtzeit- und multiprotokollfähige Netzwerkinfrastruktur auf Basis von TSN für die Automatisierungstechnik und darüber hinaus bereitzustellen.

Zum Einsatz kommt dabei ein TSN-basierter Sercos III SoftMaster mit einer Soft-CNC der Industriellen Steuerungstechnik GmbH (ISG), welcher über TSN-Switche der Firma Hirschmann Automation & Control GmbH mit Sercos-III-Servoantrieben der Firma Bosch Rexroth kommuniziert. Über dieselbe TSN-Netzwerkinfrastruktur werden parallel dazu Videostreams einer Webcam zu einem Remote-Display übertragen, ohne jedoch die Charakteristik und Funktionalität der Sercos-Echtzeit-Kommunikation zu beeinträchtigen. Der Demonstrator stellt einen Proof of Concept dar, mit dem die native Echtzeitfähigkeit von Sercos innerhalb eines TSN-Netzwerks exemplarischdargestellt wird. 

Die Sercos-SoftMaster-Demo punktet mit einer offenen Kommunikationsanbindung „nach oben“ und „nach unten“. Sie basiert auf einem Sercos III SoftMaster Core, der in Kooperation mit Bosch Rexroth entwickelt wurde und als Open Source Software zur Verfügung gestellt wird.

Dank des Sercos III SoftMaster kann auf einen spezifischen Sercos-III-Masterbaustein in Form eines FPGAs oder ASICs verzichtet werden. Stattdessen kommt ein Standard-Ethernet-Controller zum Einsatz und die Sercos-III-Hardware-Funktionen werden in einer host-basierten Treibersoftware emuliert. Mit diesem Implementierungsansatz wird für eine große Zahl an Applikationen ein ausreichendes Echtzeitverhalten sichergestellt. 

Maschinenbauer und Steuerungshersteller können mit dem Sercos SoftMaster, gegenüber der bisher eingesetzten Lösung mit dem hardware-basierten Sercos Master, nun einen Industrie-PC ohne spezielle Feldbus-Hardware und ohne PCI-Slots zur Steuerung der Maschine verwenden. Durch den Einsatz des Sercos SoftMaster in Verbindung mit dem leistungsfähigem Intel I210 wird die  CPU-Last bei gleichzeitiger Einsparung von Kosten und Bauraum deutlich reduziert.

Mit der Bereitstellung einer Sercos III SoftMaster-Implementierung als Open Source wird es für Hersteller sehr viel einfacher, einen Sercos III Master zu entwickeln und gleichzeitig an zukünftigen Verbesserungen und Erweiterungen der Software zu partizipieren. Steuerungssysteme können damit künftig einfacher, kompakter und günstiger gestaltet werden.