CC-Link IE – Kommunikation
Das CC-Link IE Field-Netzwerk ist ein Netzwerk, das auf Ethernet basiert. Hier wird die zyklische Übertragung für den periodischen Austausch von Daten und die transiente Übertragung für den azyklischen Austausch von Daten verwendet. Ein CC-Link IE Field-Netzwerk bietet die folgenden drei Kommunikationsarten:
- Senden und Empfangen von Datenrahmen für die zyklische Übertragung
- Senden und Empfangen von Datenrahmen für die transiente Übertragung
- Senden und Empfangen von Datenrahmen, die zur Steuerung der Übertragung verwendet werden
Die Netzwerkverwaltungsfunktion des CC-Link IE Field-Netzwerks wird durch die Kombination dieser drei Datenrahmen ermöglicht.
Zyklische Übertragung
Die zyklische Übertragung bezieht sich auf die periodische Kommunikation zwischen der Master-Station und allen Slave-Stationen. Die Master-Station speichert die zyklischen Daten aller Stationen am Netzwerk. Die Slave-Stationen senden zyklische Daten an die Master-Station, wenn diese sie dazu auffordert. Eine Slave-Station kann nur die zyklischen Daten speichern, die dieser Station zugewiesen sind.
Die Master-Station sendet Wort-Daten (RWw) und Bit-Daten (RY) in zyklischen RWw- bzw. RY-Datenrahmen an die Slave-Stationen. Zusätzlich empfängt die Master-Station Wort-Daten (RWr) und Bit-Daten (RX) in zyklischen RWr- und RX-Datenrahmen von den Slave-Stationen. Eine Slave-Station sendet zyklische RWr- und RX-Datenrahmen an die Master-Station und empfängt zyklische RWw- und RY-Datenrahmen von der Master-Station. Eine lokale Station führt den Datenaustausch mit Slave-Stationen aus und empfängt zusätzlich zyklische RWr- und RX-Datenrahmen von den Slave-Stationen. Da in einem CC-Link IE Field-Netzwerk die zyklische Kommunikation mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 1 GBit/s abgewickelt wird, können die Daten jeder Station in Echtzeit aktualisiert werden. Falls eine Slave-Station außer mit dem Master noch mit anderen Stationen Daten austauschen möchte, kann sie die transiente Kommunikation nutzen.
Prinzip der zyklischen Übertragung
Transiente Übertragung
Die transiente Übertragung ist eine Funktion, die eine azyklische Kommunikation nur dann ausführt, wenn eine Anforderung zur Kommunikation zwischen den Stationen besteht. Sie wird durch eine Client-Funktion realisiert, die eine Anforderung zur transienten Übertragung sendet und eine Server-Funktion, die diese Anforderung empfängt. Man unterscheidet zwei Arten von transienter Übertragung: Eine Übertragung nach dem Prinzip „Anforderung/Antwort“, bei der die Server-Funktion auf eine Anforderung der Client-Funktion eine Antwort sendet, und eine Übertragung, bei der durch die Client-Funktion eine Anforderung gesendet wird, auf die die Server-Funktion aber nicht antwortet.
In einem CC-Link IE Field-Netzwerk werden die transienten Übertragungen gezählt. Ein Grenzwert für die Zahl der transienten Übertragungen beschränkt die Anzahl der Datenrahmen, die pro Netzwerkzyklus transient übertragen werden. Dadurch wird die Übertragungskapazität der zyklischen Übertragung gewährleistet. Zusätzlich bietet diese Funktion gleiche Übertragungsmöglichkeiten für alle Stationen und verhindert so, dass einige Stationen keine Gelegenheit zur transienten Übertragung haben.
Die zyklische und die transiente Übertragung können in einem CC-Link IE Field-Netzwerk gleichzeitig genutzt werden. Beide Übertragungsarten verwenden separate Mitteilungsbereiche, die garantiert unabhängig voneinander sind. Selbst wenn mehr Nachrichten ausgetauscht werden, wird eine stabile Hochgeschwindigkeitssteuerung aufrechterhalten, ohne dass die zyklische Übertragung beeinträchtigt wird.
Bei der transienten Kommunikation über CC-Link IE Field können die Master-Station sowie lokale und intelligente Stationen Datennachrichten mit bis zu 2048 Bytes und dezentrale Stationen Datennachrichten mit bis zu 1024 Bytes übertragen. Dezentrale E/A-Stationen können die transiente Kommunikation nicht zur Datenübertragung nutzen.
Token passing
Ein Token bezeichnet das Recht, Daten über ein Netzwerk zu senden. Zur Kommunikation zwischen den Stationen wird in einem CC-Link IE Field-Netzwerk das Verfahren des Token passing (der Token-Weitergabe) angewendet. Die Stationen geben den Token weiter, indem sie nach der Ermittlung einer Route für das Token passing einen Token-Datenrahmen senden und empfangen. Nur die Station, die im Besitz des Token ist, darf Daten senden. Die Route für das Token passing gibt an, in welcher Reihenfolge der Stationen der Token weitergegeben wird. Die Route des Token passing ist dabei unabhängig von der Topologie des Netzwerks und bildet einen logischen Ring, an dem die Stationen angeordnet sind. Beim Token passing empfangen alle Stationen am Netzwerk die Daten, doch nur die angesprochene Station kann antworten, bis der Token an die nächste Station weitergereicht wird.
Steuerung der Übertragung
Die Steuerung der Übertragung ist beim CC-Link IE Field-Netzwerk in drei Phasen aufgeteilt: Initialisierung, Aktualisierung der Daten und Wiedereingliederung.
Bei der Initialisierung, nach dem Einschalten der Versorgungsspannung oder einem RESET des Netzwerks, legt die Master- Station die Route für das Token Passing fest und verteilt alle Parameter.
Nach dem Abschluss der Initialisierungsphase wird die Aktualisierungsphase eingeleitet. In dieser Phase werden zwischen der Master-Station und den Slave-Stationen Daten zyklisch und transient übertragen. Außerdem findet noch eine Kommunikation zur Steuerung des Netzwerks statt, in der z. B. Diagnoseinformationen der Stationen ausgetauscht werden.
Nach der Aktualisierungsphase tritt das Netzwerk in die Wiedereingliederungsphase ein. In dieser Phase werden die Stationen, die bis dahin nicht am Token passing teilgenommen haben, in die Token-passing-Route aufgenommen und an die Stationen, die wieder in das System eingegliedert wurden, werden Parameter übermittelt.
