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Wie funktioniert POWERLINK

Im Gegensatz zu anderen echtzeitfähigen Industrial Ethernet-Systemen ist POWERLINK eine vollständig softwarebasierte Lösung, die sich zu 100% am Ethernetstandard IEEE 802.3 orientiert. Durch diese Konformität sowie den Verzicht auf herstellerspezifische Hardware kann POWERLINK gewährleisten, dass sämtliche Vorzüge und die Flexibilität der Ethernet-Technologie auch in diesem Echtzeitprotokoll nutzbar sind. Deshalb können Anwender dieselben standardisierten Hardwarekomponenten und Diagnosewerkzeuge nutzen wie bisher. Um diese Echtzeitfähigkeiten zu erzielen, nutzt POWERLINK ein gemischtes Polling- und Zeitschlitzverfahren, bei dem zu jedem Zeitpunkt nur ein einziger Knoten senden darf. Im Prinzip funktioniert die Kommunikation wie bei einer Diskussionsrunde, bei der ein Moderator die Diskutanten zu den Äußerungen ihrer Statements ersucht. Dabei sorgt der Moderator dafür, dass alle Teilnehmer zu Wort kommen, indem er einen nach dem anderen explizit zum Sprechen innerhalb einer bestimmten Redezeit auffordert. Im Gegensatz zu Standard-Ethernet gewährleistet dieses Verfahren, dass Knoten nicht gleichzeitig „sprechen“ können und eliminiert so die Notwendigkeit, ein Gesprächsdurcheinander zu schlichten. POWERLINK-Netzwerke nutzen folgende Kommunikationsstruktur: Ein Knoten – zum Beispiel eine SPS, ein Antriebsgerät oder Industrie-PC–erhält die Funktion des Managing Node (MN) zugewiesen, der als „Diskussions-Moderator“ dient. Alle anderen Geräte arbeiten als von diesem gesteuerte Controlled Nodes (CN). Der MN definiert den Zeittakt für das Synchronisieren aller Geräte und regelt den Datenkommunikationszyklus. Im Laufe eines Zyklus' frägt der MN nacheinander alle CN ab. Dies erfolgt über PollRequest-Mitteilungen, die zusätzliche Daten vom MN an alle abgefragten CN transportieren. Anschließend sendet jeder CN seine eigenen Daten per PollResponse-Mitteilung an alle anderen Knoten. Ein POWERLINK-Zyklus besteht aus drei Phasen. In der ersten Phase sendet der MN ein „Start of Cycle“-Telegramm (SoC) an alle CNs, das die Geräte synchronisiert. Nutzdaten werden anschließend in der zweiten, der isochronen Phase ausgetauscht. Die dritte Phase des Zyklus ist die asynchrone Phase, in der nicht-zeitkritische Daten, etwa TCP/IP-Daten oder Konfigurationsparameter, übertragen werden.