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SERCOS III – Querverkehr & Synchronisation

Direkter Querverkehr

Bei SERCOS III ermöglicht die Voll-Duplex Charakteristik von Ethernet den direkten Querverkehr (CC=Cross Communication). Dies hat nicht nur den Vorteil, dass die Daten schnellstmöglich zwischen beliebigen Geräten (ohne Umweg über einen zentralen Master) übertragen werden, sondern dass die Daten auch synchron, d. h. bezogen auf einen identischen Zyklus, zur Verfügung stehen. Auch die Kommunikation und Synchronisation zwischen mehreren Steuerungen wird von SERCOS III unterstützt. Bei modularen und vernetzten Maschinen und Anlagen können damit mehrere Maschinenmodule miteinander synchronisiert und echtzeitkritische Daten zwischen den Steuerungen ausgetauscht werden. Hierfür wurde ein Kommunikationsprofil (C2C, Controllerto- Controller) auf Basis des SERCOS III-Basis-Protokolls definiert.

Synchronisation

Das von SERCOS verwendete Synchronisationsverfahren beruht auf dem Versenden eines Synchronisationssignals (sogenanntes MST), das von allen Netzwerkteilnehmern zyklisch empfangen und ausgewertet wird. Um eine bestmögliche Synchronisation sicherstellen zu können, ist es erforderlich, dass das Signal in einem festen Zeitraster mit möglichst geringen zeitlichen Abweichungen gesendet und empfangen wird. Üblicherweise genügt eine Synchronisationsgenauigkeit von unter 1 μs, um bei hochdynamischen und hochpräzisen Produktionsmaschinen und -anlagen eine ausreichende Bearbeitungsgenauigkeit zu erreichen.

Bei SERCOS III muss der Master lediglich die Ringlaufzeit erfassen, und zusammen mit einem konfigurationsoptimalen Summenwert an jedes Gerät übertragen. Durch Variieren des Summenwerts kann das stabile Synchronisationssignal auch zeitlich verschoben werden. Damit wird beispielsweise verhindert, dass sich bei Hinzufügen zusätzlicher Geräte in ein SERCOS III-Netzwerk im zyklischen Echtzeitbetrieb („Hot-Plugging“) die Synchronisationszeitpunkte verschieben bzw. eine Rekonfiguration des Summenwertes erforderlich wird.  Das Synchronisationsverfahren stellt sicher, dass in SERCOS III-Netzwerken unabhängig von der Topologie und unabhängig von der Anzahl der Teilnehmer eine zyklische und gleichzeitige Synchronisation aller angeschlossenen Geräte gewährleistet ist.