Sercos III als universeller Automatisierungsbus für den Maschinenbauer

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Multiprotokollfähige Netzwerkinfrastruktur

Aktuell arbeiten vor allem Konstrukteure für Roboter, für Maschinen rund um die Halbleiterfertigung, für Nahrungsmittel- und Verpackungsmaschinen, für Werkzeugmaschinen und für komplexe Sonderanwendungen an neuen Konzepten mit Sercos III als Universalbus ihrer Wahl. Neben der erwiesenen Langlebigkeit und damit verbundener Investitionssicherheit – mehr als 70 Unternehmen unterstützen weltweit Sercos III mit Steuerungen, Antrieben verschiedener Technologien und Peripheriegeräten (wie z.B. Encoder, Kamerasysteme) – eröffnen die neuen Funktionalitäten und ein erweitertes Antriebsspektrum den Freiheitsgrad für weitere innovative Konzepte. Neue Wege beschreitet Sercos mit der multiprotokollfähigen Netzwerkinfrastruktur für Sercos, EtherNet/IP und TCP/IP. Denn im Vordergrund dieses Lösungsansatzes steht nicht die Erweiterung der sercos Technologie per se, sondern die Nutzung einer gemeinsamen Netzwerkinfrastruktur für koexistierende industrielle Kommunikationsprotokolle.

Keine zusätzliche Verkabelung nötig

Die gemeinsame Netzwerkinfrastruktur ist das erste Ergebnis der Maschineninitiative, bei der Sercos International, ODVA und die OPC Foundation seit 2011 zusammenarbeiten. Da die erforderliche Infrastruktur für EtherNet/IP und Sercos III die Physik und den Data Link Layer von Ethernet umfasst, können Sercos Telegramme, CIP-Nachrichten und TCP/IP-Telegramme in einem Netzwerk koexistieren, ohne dass dafür eine zusätzliche Verkabelung benötigt wird. Um die zyklische und getaktete Kommunikation von sercos III intakt zu halten, werden die CIP-Nachrichten und TCP/IP-Telegramme im sogenannten Unified Communication Channel (UCC) übertragen, der ein integrierter Bestandteil des sercos Übertragungsverfahrens ist. Diese einheitliche Netzwerk-Infrastruktur ermöglicht Maschinenbauern und Anwendern, die Kosten und Komplexität für die Integration von Maschinen zu reduzieren. Gleichzeitig können die bevorzugten Produktanbieter und Automatisierungsgeräte beibehalten werden, ohne zusätzliche Verkabelung.

Ein Implementierungsleitfaden beschreibt die Planung

Die gemischte Infrastruktur benötigt keinerlei Modifizierungen der bestehenden Sercos-III- und EtherNet/IP-Spezifikationen, da die entsprechenden Kommunikationsmechanismen bereits im Sercos III Übertragungsverfahren integriert sind. Ein Implementierungsleitfaden beschreibt die Planung und den Aufbau solcher Multi-Protokoll-Netzwerke.

Die Maschineninitiative beschäftigt sich darüber hinaus mit einem protokollneutralen Datenmodell, das den Informationsaustausch mit Maschinen und Anlagen, einschließlich ihrer grundlegenden Attribute und Zustände, vereinheitlicht. Wird dieses Datenmodell an spezifische Technologien – CIP, Sercos und OPC UA – angepasst, ermöglicht es die Erfassung von Daten einzelner Maschinen oder die Kumulierung von Daten mehrerer Maschinen auf verschiedenen Unternehmensebenen und stellt diese Daten auf allen Ebenen einheitlich dar – von der Maschinenebene über die Prozess- und die Systemebene bis hin zu der Leit- und Unternehmensebene.

Diese Lösung wird in der Praxis durch die Integragration von Maschinendaten auf der Basis logischer Datengruppierungen erreicht. Solche Methoden, die für den Zugriff auf einen gemeinsamen Satz von Datenattributen in CIP, OPC und Sercos entwickelt wurden, die werden in Verbindung mit Maschinenanwendungen eingesetzt.

Integrationsmodell schafft erforderliche Individualität

So entsteht ein einheitliches Integrationsmodell, das den Zugriff auf grundlegende Maschinendaten, Informationen über Zustandsüberwachung, Energie, Sicherheit usw. unterstützt. Zusätzlich können Datenmodelle, die für spezifische Maschinenanwendungen, wie Verpackung, Werkzeugmaschinen und Halbleiter, entwickelt wurden, der Maschine Individualität verleihen. Die Einbeziehung von maschinenspezifischen Daten, die auf der Basis von standardisierten Gruppen in diesen Maschinenbereichen entwickelt wurden, ist entscheidend für die effektive Nutzung von anwendungsspezifischem Know-how, das die wichtigste Voraussetzung für einen erfolgreichen Maschinenbetrieb darstellt.

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