Suchen

EtherCAT kann über große Distanzen vernetzen

Ein gemeinsamer Datenbus für Messtechnik und Automation

| Redakteur: Reinhard Kluger

Prof. Dr.-Ing. Klaus Metzger, Gesellschafter imc Messsysteme, Berlin, dort für das Technologiemarketing verantwortlich, und Dr.-Ing. Franz Hillenbrand, imc Messsysteme GmbH, Berlin, ebenfalls Gesellschafter und zugleich Entwicklungsleiter Systeme, argumentieren für den Feldbus EtherCAT als gemeinsamen Datenbus für verteile schnelle Messtechnik.

Firmen zum Thema

( Archiv: Vogel Business Media )

In der Welt der physikalischen Messtechnik ist imc als Innovationsführer seit 20 Jahren anerkannt. Bei welchen Themen waren Sie den Vorreiter?

Hillenbrand: Bereits 1988 haben wir begonnen MS-Windows für die Messtechnik zu nutzen. Bereits in dieser frühen Phase der PC-Messtechnik haben wir autarke Black-Box-Systeme entwickelt. Der PC diente dabei als Parametrier- und Anzeigesystem. Ethernet als Verbindung zum PC und die damit ergebenden Vernetzungsmöglichkeiten nutzen wir seit mehr als 15 Jahren. Diese Techniken sind mittlerweile der Standard. Die einfache, flexible Nutzung von DSPs ohne Programmierkenntnisse zur Echtzeitberechnung unterscheidet uns auch heute noch vom Wettbewerb. Bereits mit Beginn der CAN-Bus Anwendungen konnte imc/ADDITIVE analoge und CAN-Signale synchron erfassen, verarbeiten und speichern. Heute nutzen wir .Net für unsere Software und bei dezentralen Messaufgaben mit hohen Bandbreiten haben wir unsere Messsysteme durch EtherCAT erweitert.

Weshalb gerade EtherCAT und kein anderer Echtzeitfähiger Bus für die Messtechnik?

Dr.-Ing. Klaus Metzger: „Zusammen mit einem deutschen Automatisierer haben wir die ersten Schritte beim Einsatz unserer EtherCAT-Module bereits 2008 gemacht.“ (Archiv: Vogel Business Media)

Metzger: Wir haben bei imc die in Frage kommenden Busse bereits 2007 vergleichend untersucht. Die Vor-und Nachteile einer schnellen, synchronen, echtzeitfähigen und dezentralen Messtechnik waren dabei die wesentlichen Gesichtspunkte. EtherCAT unsere Anforderungen am besten. Außerdem sehen unsere Hauptkunden durch den Einsatz von EtherCat Vorteile bei der Lösung von Mess- und Automatisierungsaufgaben.

Bildergalerie

Welche Vorteile hat der Messtechnik-Anwender von EtherCAT?

Hillenbrand: Die Vorteile liegen auf der Hand: EtherCAT-Messmodule (Slaves) erlauben eine sensornahe Installation und verringern den Aufwand für Messleitungen. Durch die hohe Bandbreite lassen sich alle (schnelle und langsame) vorkommenden Messsignale durch ein Kabel übertragen. Intelligente Subsysteme erlauben eine Integration von Mess- und Automatisierungstechnik auf einem Bussystem. Außerdem können Standardprotokolle wie z.B. TCP/IP auf der selben Verbindung genutzt werden.

Wie arbeitet EtherCat mit vorhandenen Feldbuslösungen zusammen?

Metzger: Die Integration von verschieden Feldbussen erfolgt über ein zentrales Gateway. imcCRONOS bildet ein solches Gateway. Daten verschiedenster Feldbusse werden synchron eingelesen, verarbeitet und gespeichert. imcCRONOS kann alle angeschlossenen Bussysteme in Echtzeit gleichberechtigt verbinden. Die eingelesenen Daten stehen dem Messsystem wie Daten analoger Sensoren zur Verfügung.

Was sind die zeitlichen Unsicherheiten, die man bei EtherCAT in Kauf nehmen muss?

Hillenbrand: Durch die in EtherCat definierte Synchronisationstechnik ‚Distributed Clock‘ sind die zeitlichen Unsicherheiten auf den Nanosekundenbereich reduziert. Die Verzögerungszeiten betragen weniger als 2µs pro Modul. Es ergeben sich dadurch besonders kurze Antwortzeiten bei vielen Busteilnehmern. Dies ist bei Automatisierungssystemen, bei denen viele Messkanäle erfasst werden müssen, von besonderem Vorteil.

Wie hoch sind die möglichen Bandbreiten?

Metzger: Wegen der effektiven Nutzung des zur Verfügung stehenden Busses können Messdaten mit mehr als neun MB/s übertragen werden. Bei einer Wortbreite von 24Bit, wie es in modernen Messsystemen üblich ist, lassen sich z.B. 16 Kanäle mit 100kHz/s, 100Kanäle mit 10kHz und 500 Kanäle mit 1kHz/s gleichzeitig synchron übertragen. Damit sind z.B. Aufgaben bei denen vielkanalige Akustikmessungen, schnelle (Druck etc.) und langsame Prozesssignale erfasst werden müssen mit einem Bussystem lösbar.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 300473)