Gemeinsame Netzwerkinfrastruktur

Die Diversifizierung in der Automatisierungstechnik hat die Maschinenintegration zu einer komplexen und kostenintensiven Aufgabe gemacht. Zwar verwenden immer mehr Hersteller Industrial-Ethernet-Lösungen. Doch auch wenn die technischen Vorteile auf der Hand liegen, machen sie funktionierende Systeme auf Basis der traditionellen Feldbusse nicht automatisch obsolet.
Darüber hinaus gibt es eine ganze Reihe konkurrierender Kommunikationsprotokolle, die zwar allesamt auf Ethernet basieren, aber zumeist nicht in einer Netzwerk-Infrastruktur koexistieren können, ohne die Performance und Echtzeitcharakteristik negativ zu beeinflussen. Für Sercos gibt es eine Lösung, die den Betrieb von EtherNet/IP-, TCP/IP- und Sercos-Geräten über ein einziges Ethernet-Kabel erlaubt. Dazu ist weder eine Zusatzhardware erforderlich, noch müssen die Protokolle getunnelt werden.

Zur Umsetzung einer gemischten Sercos- und EtherNet/IP-Netzwerkinfrastruktur sind ein Sercos Master und ein EtherNet/IP-Scanner erforderlich. Diese Funktionalitäten können auch in einem einzigen Gerät, einem sogenannten Dual Stack Master, kombiniert werden. Ist keine Redundanz erforderlich, werden die Geräte in einer Linien-Topologie geschaltet. Erkennt das letzte Sercos Gerät ein Sercos fremdes Gerät an seinem zweiten Ethernet-Port, leitet es nur die nicht-Sercos Telegramme weiter, die für andere Geräte bestimmt sind. In umgekehrter Richtung leitet das Gerät eingehende Telegramme über den ersten Ethernet-Port an den Dual Stack Master weiter und nutzt dabei den UC-Kanal. Standard-Ethernet-Telegramme, die in der für den Echtzeitkanal reservierten Zeit eingehen, werden vorgehalten und anschliessend weitergeleitet.

Wenn die Anwendung einen Sercos Ring für eine redundante Datenübertragung von Echtzeitdaten benötigt und somit kein freier Sercos Port zur Verfügung steht, muss ein IP-Switch in den Ring oder in ein Gerät integriert werden. Er hat die Aufgabe, die EtherNet/IP-Pakete in den Sercos Ring ein- und auszukoppeln. Die EtherNet/IP-Geräte können in verschiedenen Topologie-Typen angeordnet werden: Stern- und Linien-Topologie, sowie DLR (Device Level Ring).
Die hohe Effizienz der Sercos Telegramme sorgt dafür, dass nur ein Teil der vorhandenen Bandbreite für den Echtdatenaustausch genutzt wird. Beispielsweise benötigt Sercos bei einer Anwendung mit 64 Antrieben lediglich rund 400 Mikrosekunden eines 2-Millisekunden Zyklus. Damit stehen 1,6 Millisekunden für die Übertragung von TCP/IP und EtherNet/IP Telegrammen zur Verfügung. Da der UC-Kanal direkt auf der Ethernet-Schicht aufsetzt, können TCP/IP- und EtherNet/IP, sowie andere Ethernet-Teilnehmer ohne Zusatzhardware an das Netzwerk angebunden werden. Ein Tunneln der Protokolle ist nicht erforderlich. Auch bevor eine Sercos-III-Kommunikation durch den Master initiiert wurde, können die Netzwerkteilnehmer bereits Daten über TCP/IP, EtherNet/IP und das von Sercos spezifizierte S/IP Protokoll austauschen.
Die gemeinsame Infrastruktur komplementiert das Sercos Lösungsportfolio, indem neben dem umfassenden Sercos Produktspektrum zusätzlich EtherNet/IP-Geräte beliebiger Hersteller eingesetzt werden können. Mit diesem Konzept wird die Anzahl an Kommunikations-Schnittstellen und damit der Hardware-Aufwand in Maschinen- und Anlagen erheblich reduziert. Die durchgängige Vernetzung erhöht die Wirtschaftlichkeit im Engineering und im Betrieb der Anlagen.