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Funktionsweisen der Systeme

Wege zur Echtzeitfähigkeit

Es gibt drei verschiedene Ansätze zum Aufbau einer Echtzeit-Ethernet- Lösung:

  • Aufbauend auf TCP/IP: Die Protokolle basieren auf den normalen Schichten von TCP/IP und in der obersten Kommunikationsschicht eingebetteten Echtzeit-Mechanismen. Solche Lösungen haben üblicherweise einen begrenzten Leistungsbereich.
  • Standard-Ethernet:  Die Protokolle basieren auf den normalen Ethernet-Schichten. Solche Lösungen profitieren ohne zusätzliche Investitionen von der Weiterentwicklung von Ethernet.
  • Modifiziertes Ethernet: Die Ethernet-Schichten, der Mechanismus und Infrastruktur von Ethernet wurden abgewandelt. Solche Lösungen stellen die Leistungsfähigkeit über Konformität

Entscheidende Unterschiede der Industrial-Ethernet-Systeme liegen in der Organisation der Datenübertragung und der Herstellung des Echtzeitverhaltens. EtherCAT und SERCOS III nutzen zur Datenübertragung ein Summenrahmenverfahren. Dabei werden in jedem Zyklus die  Daten für sämtliche Netzwerkteilnehmer in einem Telegramm gesendet, das nacheinander die in Ringtopologie angeordneten Knoten durchläuft und die Antwortdaten gleich einsammelt. Dagegen werden beim Einzeltelegrammverfahren, das die übrigen Systeme verwenden, individuelle Telegramme an die Teilnehmer versendet, die daraufhin auch mit einzelnen Telegrammen antworten.

Für Netzwerkzugriff und Datzensynchronisierung  nutzen die Systeme drei unterschiedliche Verfahren:

  • Ein Master kontrolliert das Zeitgeschehen. Bei POWERLINK erteilt der Master den Teilnehmern Sendeerlaubnis,  bei EtherCAT und SERCOS  III gibt er den Takt für den Versand von Summenrahmen- telegrammen vor.
  • Bei PROFINET IRT steuern synchronisierte Switches die Kommunikation.
  • Bei EtherNet/IP wird per CIP Sync eine Zeitinformation nach dem Standard IEEE 1588 im Netz verteilt.