Zykluszeiten von 4 µs Motion Control in neuen Dimensionen

TIs Simple Open Real-Time Ethernet-Protokoll (SORTE)

Ein weiterer Vorteil von Echtzeit-Ethernet ist die Möglichkeit, den Verkabelungsaufwand zu verringern, weil sich die Stern-Topologie durch eine serielle Topologie ersetzen lässt – es findet eine 100-MBit/s-Full-Duplex-Kommunikation in Linientopologie statt. Der Hin- und der Rückkanal werden also in einem Kabel zusammengefasst (Bild 3).

Die Prozessdaten (Step, Dir, FB) werden per CRC (Cyclic Redundancy Check) abgesichert, so dass das System unempfindlich gegenüber Störbeeinflussungen aus der Umgebung wie etwa gegen elektromagnetische Interferenzen (EMI) ist.

Das SORTE-Protokoll läuft auf dem PRU-ICSS (Programmable Real-Time Unit And Industrial Communication Subsystem), bei dem es sich um eine Industrie-Peripheriefunktion in den „Sitara“- und „KeyStone“-Prozessoren von Texas Instruments handelt. Weil SORTE ausschließlich im PRU-ICSS arbeitet, stehen abhängig von der Bausteinfamilie die Prozessoren ARM Cortex-A8, -A9 oder -A15 für industrielle Anwendungen zur Verfügung.

Das SORTE-Protokoll ist in Form von „TI-Designs“-Referenzdesigns verfügbar, und die PRU-Firmware wird als Quellcode angeboten, damit das Protokoll speziell an das jeweilige Produkt angepasst werden kann. Erhältlich sind folgende Referenzdesigns: „4-Axis CNC Router with 250 kHz Control Loop with PRU-ICSS based on SORTE“ und „Simple Open Real-Time Ethernet (SORTE) Device with PRU-ICSS“.

Vierachsige CNC-Maschinen wie auf dem Demonstrations-Panel in Bild 4 sind ein gutes Beispiel für einen Anwendungsfall, in dem eine kurze Prozessdaten-Zykluszeit erforderlich ist und für den sich Echtzeit-Ethernet anbietet.

Thomas Mauer ist System Engineer Factory Automation and Control bei Texas Instruments.