EtherCAT-spezifische Eigenschaften - Allgemeine Informationen über EtherCAT CoE
Dieses Thema enthält die folgenden Abschnitte:
| Hinweis
Eine Liste der Steuerungen, die EtherCAT unterstützen, finden Sie im PLCnext Info Center. |
| Hinweis
Die EtherCAT-Anwendung muss über den PLCnext Store auf PLCnext Technology-Steuerungen installiert werden. |
| Hinweis
Voraussetzungen für die Verwendung von EtherCAT Die EtherCAT-Funktionalität und damit auch die EtherCAT-bezogenen Knoten in der ANLAGE und Editoren stehen nur zur Verfügung, wenn die Steuerung dies unterstützt (PLCnext Technology-Steuerungen ab Firmware-Version 2026.0) und die Funktionalität in PLCnext Engineer aktiviert wurde. Dazu gehen Sie wie folgt vor:
Darüber hinaus müssen EtherCAT-Geräte durch Importieren der entsprechenden ESI-Dateien den KOMPONENTEN hinzugefügt werden. Erst nach dem Import der ESI-Dateien sind die Geräte in den KOMPONENTEN (Kategorie 'Netzwerk | Lokal | Geräte | ESIImport') verfügbar und können im Stationseditor unter dem Knoten 'EtherCAT' eingefügt werden. |
Grundlagen
EtherCAT ist ein Echtzeit-Feldbussystem, das auf Ethernet-Technologie basiert. Es erfordert keine Switches. Stattdessen können I/O-Module direkt an EtherCAT angeschlossen und angesprochen werden.
Je nach EtherCAT-Master können bis zu 65.535 Slave-Geräte angeschlossen werden. Hinsichtlich der Bustopologie bestehen grundsätzlich keine Einschränkungen: Es sind lineare, baum- und sternförmige Anordnungen und Ringtopologien möglich (wobei letztere Leitungsredundanz ermöglicht).
| Hinweis
Informationen zur Anzahl der anzuschließenden Slave-Geräte finden Sie im PLCnext Store oder dem PLCnext Info Center. |
PLCnext Technology unterstützt das von der CiA (CAN in Automation)-Organisation implementierte CAN-over-EtherCAT-Profil. Mit diesem Profil (Protokoll) bietet EtherCAT dieselben Kommunikationsmechanismen (die gleiche Netzwerkverwaltung) wie im CANopen®-Standard definiert. Dadurch lassen sich CANopen®-Geräte durch Anpassungen in der Firmware entsprechend adaptieren und im EtherCAT-Netzwerk verwenden.
Zur Kommunikation nutzt EtherCAT Standard-Ethernet-Frames. Die EtherCAT-Anwendungsdaten sind in diese Frames eingebettet. Die Frames werden zyklisch im Netzwerk übertragen (entsprechende Konfiguration im EtherCAT-Master). Jeder in das EtherCAT-Netzwerk eingebundene Teilnehmer erkennt die für ihn relevanten Daten und kann aus dem entsprechenden Frame lesen und in diesen schreiben. Dies erfolgt zur Laufzeit.
Mapping von Prozessdatenobjekten
Prozessdaten sind in sogenannten Prozessdatenobjekten (PDOs) organisiert. Ein PDO kann ein einzelnes Prozessdaten-Element oder eine Kombination aus mehreren Prozessdaten eines Slaves sein. PDOs unterscheiden zwei Datenrichtungen, d.h. Empfangs- (RX) PDOs und Sende- (TX) PDOs, wobei sich die Bezeichnung jeweils aus der Gerätesicht ableitet: Ein Ein-/Ausgabemodul sendet seine Eingangsdaten mit TX-PDOs und empfängt Ausgangsdaten in RX-PDOs.
Bei anderen Feldbussen wird in jedem Buszyklus der gesamte Satz an Prozessdaten zwischen Master und Slaves übertragen, ungeachtet dessen, ob diese in der Applikation verwendet werden oder nicht. Bei EtherCAT ist dies aufgrund des selektiven Prozessdaten-Mappings anders, denn das Datenvolumen pro Zyklus kann auf die tatsächlich benötigten Daten begrenzt werden.
Nachdem in PLCnext Engineer die erforderlichen PDOs selektiert (aktiviert) wurden, nimmt der Master während des EtherCAT-Hochlaufs die entsprechende Konfiguration und das Mapping der Prozessdaten in den Slaves vor. Mit Hilfe des selektiven Prozessdaten-Mappings können pro Teilnehmer unterschiedliche Datenmengen ausgetauscht werden, von einem Bit bis hin zu mehreren KByte.
Implementierung von Slave-Daten
Per Definition des EtherCAT CoE-Protokolls werden für jeden Slave die folgenden Daten implementiert und verwendet:- Objektverzeichnis (Object Dictionary). Ist in PLCnext Engineer im 'CoE Daten'-Editor sichtbar.
- PDO (Prozessdatenobjekte). Das CAN-over-EtherCAT (CoE)-Protokoll erlaubt dem Anwender, Objekte auf PDOs zu mappen, um diese PDOs in den Echtzeitdatenverkehr einzubinden. Diese PDO-Mappings definieren also, welche Objekte in den PDOs enthalten sind.Der 'PDO Daten'-Editor ermöglicht das selektive Zuweisen von Prozessdaten. Ausgewählte PDOs werden automatisch in die Datenliste des jeweiligen EtherCAT-Slave eingefügt. In der Datenliste können die PDOs globalen SPS-Variablen in Ihrem Projekt zugewiesen und so in Ihrer Applikation weiterverarbeitet werden.
- Mit Hilfe von SDOs (Servicedatenobjekte) werden Geräteparameter und Diagnoseinformationen übertragen. Sie sind nicht zeitkritisch und werden azyklisch als sogenannte SDO-Frames übertragen. SDOs werden über einen separaten Speicherbereich (getrennt von PDOs) ausgetauscht, welcher als Mailbox bezeichnet wird.SDO (Servicedatenobjekte) sind momentan in PLCnext Engineer nicht sichtbar. Sie werden stattdessen im Hintergrund zum Auslesen des Objektverzeichnisses verwendet und liefern Diagnoseinformationen an die verfügbaren Diagnosetools.
- 'Init Kommandos'-Listeneditor (Hochlaufkommandos) für jede Slave-Station.
- 'Verteilter Taktgeber'-Editor, falls die Slave-Station Distributed Clock (DC)-Funktionalität unterstützt.