Sercos mit neuem Profil

Ursprünglich als reinrassige Motion-Schnittstelle konzipiert, erweitert Sercos Interface im Zuge der Portierung auf die Ethernet-Physik den Fokus in Richtung klassischer SPS-Anwendungen. Die Voraussetzung hierfür schaffen die Erweiterung und Verallgemeinerung des Sercos-Geräteprofils.

Ursprünglich als reinrassige Motion-Schnittstelle konzipiert, erweitert Sercos Interface im Zuge der Portierung auf die Ethernet-Physik den Fokus in Richtung klassischer SPS-Anwendungen. Die Voraussetzung hierfür schaffen die Erweiterung und Verallgemeinerung des Sercos-Geräteprofils.

Bis dato bestand wenig Notwendigkeit einer Gerätebeschreibung für Sercos, da sich die Anwendung dieses Bussystems in der Vergangenheit hauptsächlich auf Bereiche fokussierte, in denen zuerst die Maschine beziehungsweise Anlage gebaut wurde und die Erstellung des Anwendungsprogramms erst nach deren Fertigstellung erfolgte. Online – das heißt während des Hochlaufs einer Konfiguration – bestand dabei schon immer die Möglichkeit, festzustellen, welchen Funktionsumfang und welche Parametriermöglichkeiten ein Gerät am Bus bietet. Mit der Entwicklung von Sercos III und der damit einhergehenden Neuausrichtung wird darüber hinaus nun die Möglichkeit, Geräte und deren Funktionen auch für den Offline-Betrieb beschreiben zu können, nicht nur interessant, sondern zwingend notwendig.

Wichtige Trends in der Automatisierungstechnik sind die Aufhebung der klassischen Trennung von Feldbus und spezifischem Antriebsbus, sowie die Bildung neuer anwendungsoptimierter Gerätestrukturen neben der klassischen Aufteilung zwischen Steuerungen und Antrieben. Vertreter solcher Gerätestrukturen sind auf der einen Seite verteilte Systeme wie beispielsweise Antriebe mit getrennten Steuer- und Leistungsteilen und voll-digitaler Geberankopplung, sowie konzentrierte Hybridgeräte auf der anderen Seite, die unterschiedliche Funktionen wie Steuerungs-, Antriebs- und I/O-Funktionen in einem Gerät kombinieren. Beide Ansätze können je nach Anforderungslage auch in Koexistenz auftreten. Voraussetzung zur durchgängigen Umsetzung dieser Anforderungen ist allerdings ein Kommunikationssystem, das neben der notwendigen Performance eine entsprechend tragfähige Geräteprofil-Spezifikation bereitstellt.

Im Rahmen der Sercos-III-Entwicklung wurde die Technologie zur hochpräzisen Synchronisation und störsicheren Datenübertragung um die Funktionen der TCP/IP-Kommunikation, der sicheren Kommunikation und einer redundanten Übertragung ergänzt. Zusätzlich erfolgte die Spezifizierung eines Producer-/Consumer- orientierten und multicastfähigen Kommunikationskonzeptes, welches die direkte Querkommunikation zwischen beliebigen Netzwerkteilnehmern ermöglicht. Auf der Geräteprofil-Seite stand bisher das standardisierte Kommunikationsund Applikationsprofil für elektrische Servo- Antriebe im Mittelpunkt. Parallel zur Adaptierung der Kommunikationsschicht auf die Ethernet-Physik wurde deshalb die Weiterentwicklung der Geräteprofil-Spezifikation mit folgenden Hauptzielrichtungen vorangetrieben:

  • Schaffung einer durchgängigen Basisstruktur für alle Gerätetypen, vom einfachen Aktor oder Sensor bis hin zu komplexen Multifunktionsgeräten;
  • Integration der E/A-Peripherie;
  • Weiterentwicklung des Servoantrieb- Profils zur Abbildung zusätzlicher Aktorphysiken und Antriebstypen.

Das Gerätemodell

Die logische Struktur eines Sercos-Gerätes besteht im Wesentlichen aus ein oder mehreren, voneinander unabhängigen, technologischen Funktionen, wie beispielsweise Antriebs-, I/O- oder Nockenschaltwerks- Funktion. Hierfür wurde im Zuge der Definition eines allgemein gültigen Klassendiagramms für Slave-Geräte der Begriff „Resource“ eingeführt. Ressourcen sind einem Subdevice zugeordnet, welches die für alle Gerätetypen allgemeingültigen Verwaltungsfunktionen für Initialisierung, Parameterverwaltung und Diagnose beinhaltet und jeweils einen eigenen Parameter-Adressierungsraum abdeckt. Jedem Subdevice ist genau ein Sercos-III-Slave zugeordnet, über den der kommunikationsseitige Zugriff organisiert ist. In einem Device mit einem Sercos-Interface können dabei mehrere Subdevice- Slave-Paare enthalten sein.

Das Klassenmodell stellt ebenfalls die Grundlage für die Strukturierung von Kommunikations- und Geräteprofilen sowie der Sercos-Spezifikation als solches dar. Während die Objekte „Interface“ und „Slave“ im SCP (Sercos Communication Profile) sowie „Device“ und „Subdevice“ im GDP (Generic Device Profile) definiert sind und für alle Geräte gelten, sind die Ressourcen in eigenen FSPs (Function Specific Profiles) definiert. Aktuell existieren in Sercos III die FSPs „Drive“ und „I/O“.