DE102017214893A1 - Verfahren zum Betreiben eines EtherCAT-Feldbussystems und EtherCAT-Feldbussystem - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines EtherCAT-Feldbussystems und EtherCAT-Feldbussystem Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines EtherCAT-Feldbussystems (1), wobei das EtherCAT-Feldbussystem (1) einen EtherCAT-Master (2) und eine Anzahl von EtherCAT-Slaves (3) aufweist, wobei der EtherCAT-Master (2) und die Anzahl von EtherCAT-Slaves (3) mittels eines EtherCAT-Feldbusses (4) miteinander zum Datenaustausch gekoppelt sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:- Ermitteln von aktiven EtherCAT-Slaves (3) mittels des EtherCAT-Masters (2),- Abfragen von jeweiligen ProductCodes (6) der aktiven EtherCAT-Slaves (3) mittels des Masters (2),- Ermitteln einer jeweiligen Gerätekennung (7) der aktiven EtherCAT-Slaves (3) aus den jeweiligen ProductCodes (6) mittels des EtherCAT-Masters (2), und- Schalten des Zustands des EtherCAT-Feldbussystems (1) in den Zustand Operational mittels des EtherCAT-Masters (2), wenn die jeweiligen Gerätekennungen (7) der aktiven EtherCAT-Slaves (3) mit einer vorgegeben Gerätekennung (8) übereinstimmen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines EtherCAT-Feldbussystems und ein EtherCAT-Feldbussystem.
  • Für die EtherCAT(ETC)-Buskommunikation benötigt ein EtherCAT-Master eine vorgegebene Konfiguration, die so genannte ENI-Datei, in der die Bustopologie mit den entsprechenden Slaves und deren Identifizierungsmerkmalen und ETC-Eigenschaften aufgeführt sind.
  • Herkömmlich identifiziert der EtherCAT-Master die EtherCAT-Slaves am Bus und vergleicht die identifizierten Eigenschaften mit den entsprechenden Angaben in der ENI-Datei, um die identifizierten EtherCAT-Slaves mit ihren weiteren Eigenschaften parametrieren zu können. Identifizierungsmerkmale der EtherCAT-Slaves sind in diesem Fall: VendorlD, ProductCode und Revision. Passt die vorgefundene Buskonfiguration hinsichtlich der identifizierten EtherCAT-Slaves nicht zu der Buskonfiguration in der ENI-Datei, so mündet das Aufstarten des Busses in einem „Busmismatch“-Fehler. Im Übrigen sei auch auf die einschlägige EtherCAT-Spezifikation verwiesen, insbesondere auf die dort verwendete Terminologie, insbesondere betreffend die Termini EtherCAT-Master, EtherCAT-Slave, ProductCode, Operational, usw.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines EtherCAT-Feldbussystems und ein EtherCAT-Feldbussystem zur Verfügung zu stellen, die ein sicheres (Auf-) Starten des EtherCAT-Feldbussystems ermöglichen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben eines EtherCAT-Feldbussystems nach Anspruch 1 und ein EtherCAT-Feldbussystem nach Anspruch 6.
  • Das Verfahren dient zum Betreiben eines EtherCAT-Feldbussystems.
  • Das EtherCAT-Feldbussystem weist herkömmlich einen EtherCAT-Master und eine Anzahl (beispielswiese 1 bis 100) von EtherCAT-Slaves auf.
  • Der EtherCAT-Master und die Anzahl von EtherCAT-Slaves sind herkömmlich mittels eines EtherCAT-Feldbusses miteinander zum Datenaustausch gekoppelt.
  • Das Verfahren weist folgende Schritte auf.
  • Zunächst ermittelt der EtherCAT-Master die aktiven bzw. angeschalteten EtherCAT-Slaves auf dem EtherCAT-Feldbus, indem er beispielsweise eine Abfrage auf den EtherCAT-Feldbus ausgibt und überwacht, welche EtherCAT-Slaves antworten.
  • Dann fragt der EtherCAT-Master die jeweiligen ProductCodes der aktiven EtherCAT-Slaves ab.
  • Dann ermittelt der EtherCAT-Master eine jeweilige Gerätekennung der aktiven EtherCAT-Slaves aus den jeweiligen ProductCodes.
  • Der Zustand des EtherCAT-Feldbussystems (Buszustand) insgesamt kann mittels des EtherCAT-Masters in den Zustand Operational überführt werden, wenn die (alle) jeweiligen Gerätekennungen der aktiven EtherCAT-Slaves mit einer vorgegeben Gerätekennung übereinstimmen. Andernfalls wird beispielswiese eine Fehlerbehandlung durchgeführt. Mit anderen Worten schaltet bei einem erfolgreichen nachträglichen ProductCode-Check der EtherCAT-Master in den Buszustand Operational.
  • Die vorgegebene Gerätekennung kann identisch für alle EtherCAT-Slaves sein oder kann spezifisch für die EtherCAT-Slaves sein.
  • Alternativ können nur diejenigen EtherCAT-Slaves, deren jeweilige Gerätekennungen mit der vorgegeben Gerätekennung übereinstimmen, mittels des EtherCAT-Masters in den Zustand Operational überführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform liest der EtherCAT-Master eine ENI-Datei, wobei in der ENI-Datei ProductCodes der Anzahl von EtherCAT-Slaves enthalten sind, wobei in den ProductCodes die jeweiligen vorgegebenen Gerätekennungen der Anzahl von EtherCAT-Slaves enthalten sind.
  • Gemäß einer Ausführungsform weisen die jeweiligen ProductCodes die Gerätekennung und eine Applikationskennung auf.
  • Gemäß einer Ausführungsform übertragen beim Abfragen der ProductCodes der aktiven EtherCAT-Slaves mittels des EtherCAT-Masters die aktiven EtherCAT-Slaves ihren jeweiligen ProductCode und eine zugehörige ProductCode-Maske an den EtherCAT-Master, wobei der EtherCAT-Master durch logisches Verknüpfen des jeweiligen ProductCodes mit der jeweils zugehörigen ProductCode-Maske die jeweilige Gerätekennung ermittelt.
  • Gemäß einer Ausführungsform ermittelt der EtherCAT-Master eine jeweilige Applikationskennung der aktiven EtherCAT-Slaves aus den jeweiligen ProductCodes.
  • Das erfindungsgemäße EtherCAT-Feldbussystem weist einen EtherCAT-Master und eine Anzahl von EtherCAT-Slaves auf, wobei der EtherCAT-Master und die Anzahl von EtherCAT-Slaves mittels eines EtherCAT-Feldbusses miteinander zum Datenaustausch gekoppelt sind. Der EtherCAT-Master und die Anzahl von EtherCAT-Slaves sind jeweils dazu ausgebildet, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Hierbei zeigt:
    • 1 ein erfindungsgemäßes EtherCAT-Feldbussystem und
    • 2 exemplarisch einen ProductCode enthaltend eine Gerätekennung und eine Applikationskennung sowie eine zugehörige ProductCode-Maske, die in dem EtherCAT-Feldbussystem von 1 verwendet werden.
  • 1 zeigt ein EtherCAT-Feldbussystem 1 mit einem EtherCAT-Master 2, einer Anzahl (vorliegend exemplarisch drei) von EtherCAT-Slaves 3 und einer Diagnose- und/oder Inbetriebnahmeeinrichtung (EtherCAT Configuration Tool) 10, wobei der EtherCAT-Master 2 und die Anzahl von EtherCAT-Slaves 3 mittels eines EtherCAT-Feldbusses 4 des EtherCAT-Feldbussystems 1 miteinander zum Datenaustausch gekoppelt sind.
  • Ein Aufstarten, Starten oder Hochfahren des EtherCAT-Feldbussystem 1 weist folgende Schritte auf.
  • Der EtherCAT-Master 2 bestimmt die aktiven EtherCAT-Slaves 3 und fragt dann die jeweiligen ProductCodes 6, siehe 2, der aktiven EtherCAT-Slaves 3 ab.
  • Der EtherCAT-Master 2 ermittelt in Folge eine jeweilige Gerätekennung 7, siehe 2, der aktiven EtherCAT-Slaves 3 aus den jeweiligen ProductCodes 6 unter Verwendung einer ProductCode-Maske 9, siehe 2, und schaltet den Zustands des EtherCAT-Feldbussystems 1 in den Zustand Operational, wenn die jeweiligen Gerätekennungen 7 der aktiven EtherCAT-Slaves 3 mit einer vorgegeben Gerätekennung übereinstimmt, die der EtherCAT-Master 2 aus einer ENI-Datei 5 ausliest.
  • Die ProductCodes und weitere Informationen betreffend die EtherCAT-Slaves 3 sind in jeweiligen EtherCAT Slave Information (ESI)-Dateien 11 enthalten. Die ENI-Datei 5 und die ESI-Dateien 11 werden herkömmlich mittels der Diagnose- und/oder Inbetriebnahmeeinrichtung 10 erzeugt.
  • Das erfindungsgemäße Systembushandling setzt auf dem Konzept des so genannten „Super-Set ENI“ des Herstellers Acontis auf, jedoch mit (teilweise) abgeschaltetem ProductCode-Check des EtherCAT-Masters. Bei diesem Verfahren hat die ENI-Datei die Vollausprägung des Busses mit den zu erwartenden Slaves (z.B. 15). Nach einer EtherCAT-Master-Initialisierung wird durch einen Busscan erkannt, wie viele Slaves am Bus aktuell angeschaltet sind (z.B. 3). Im nächsten Schritt werden die in der Anzahl nicht vorhandenen Slaves aus dem ENI File herausgefiltert und beim weiteren Aufstarten nicht weiter betrachtet. Die herkömmliche 1:1 ProductCode-Überprüfung im EtherCAT-Master-Stack ist erfindungsgemäß deaktiviert, da die angeschlossenen EtherCAT-Slaves aufgrund ihrer eingestellten Technologie-Applikation, die in der Applikationskennung dargestellt ist, variieren können.
  • Bezug nehmend auf 2 kann der ProductCode 6 der erfindungsgemäßen EtherCAT-Slaves nach einem festen Schema aufgebaut sein. Im ersten Teil des ProductCodes 6 ist beispielsweise die Gerätekennung 7 enthalten und im zweiten Teil spiegelt sich die aktivierte Technologie-Applikation mit ihrer Applikationskennung 8 wieder.
  • Zur Maskierung der Applikationskennung 8 kann die ProductCode-Maske 9 vorgesehen sein. Die ProductCode-Maske 9 kann auch zur Identifizierung von anderen Gerätemerkmalen dienen, die in dem einem ProductCode 6 codiert sind.
  • Jeder konfigurierte EtherCAT-Slave 3 stellt den zu erwartenden „default“ ProductCode 6 und die ProductCode-Maske 9 zur Verfügung. Damit kann ein EtherCAT-Treiber den „default“ und den gefunden ProductCode ausmaskieren. Bei Übereinstimmung handelt es sich um einen systembusfähigen EtherCAT-Slave, der ein generisches Mapping unterstützt.
  • Erfindungsgemäß ist es möglich, dass Feldbusteilnehmer ohne Konfiguration der ENI-Datei, unabhängig von der Anzahl der EtherCAT-Slaves (bis zu einer maximal definierten Anzahl) und ihrem EtherCAT-Applikationscode und ohne eine vorherigen Adressvergabe von einer nichtflüchtigen Adresse (z.B. 2nd Station Address) der Slaves in den Operational-Zustand aufstarten, wobei sichergestellt ist, dass auch nur kompatible EtherCAT-Slaves am EtherCAT-Feldbus angeschlossen sind.
  • Damit können weiter unterschiedliche Technologieapplikationen geladen werden, die über die generische EtherCAT-Schnittstelle stimuliert werden können. Aufgrund einer gewählten Technologieapplikation auf dem Feldbusteilnehmer kann der ProductCode variieren, um den Feldbusteilnehmer samt eingestellter Technologieapplikation identifizieren zu können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren bietet Vorteile im Vergleich zum EtherCAT „HotConnect“ Verfahren, da erfindungsgemäß keine vorherige Adressvergabe von nichtflüchtigen Adressen der Teilnehmer notwendig ist.
  • Weiter ist es nicht notwendig, dass neben der vergebenen nichtflüchtigen Adresse auch der ProductCode der gefunden Slaves mit dem Konfigurierten 1:1 übereinstimmen muss.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Betreiben eines EtherCAT-Feldbussystems (1), wobei das EtherCAT-Feldbussystem (1) einen EtherCAT-Master (2) und eine Anzahl von EtherCAT-Slaves (3) aufweist, wobei der EtherCAT-Master (2) und die Anzahl von EtherCAT-Slaves (3) mittels eines EtherCAT-Feldbusses (4) miteinander zum Datenaustausch gekoppelt sind, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: - Ermitteln von aktiven EtherCAT-Slaves (3) mittels des EtherCAT-Masters (2), - Abfragen von jeweiligen ProductCodes (6) der aktiven EtherCAT-Slaves (3) mittels des Masters (2), - Ermitteln einer jeweiligen Gerätekennung (7) der aktiven EtherCAT-Slaves (3) aus den jeweiligen ProductCodes (6) mittels des EtherCAT-Masters (2), und - Schalten des Zustands des EtherCAT-Feldbussystems (1) in den Zustand Operational, wenn die jeweiligen Gerätekennungen (7) der aktiven EtherCAT-Slaves (3) mit einer vorgegeben Gerätekennung übereinstimmen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte: - Lesen einer ENI-Datei (5) mittels des EtherCAT-Masters (2), wobei in der ENI-Datei (5) ProductCodes (6) der Anzahl von EtherCAT-Slaves (3) enthalten sind, wobei in den ProductCodes (6) die jeweiligen vorgegebenen Gerätekennungen (7) der Anzahl von EtherCAT-Slaves (3) enthalten sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - die jeweiligen ProductCodes (6) die Gerätekennung (7) und eine Applikationskennung (8) aufweisen.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - beim Abfragen der ProductCodes (6) der aktiven EtherCAT-Slaves (3) mittels des EtherCAT-Masters (2) die aktiven EtherCAT-Slaves (3) ihren jeweiligen ProductCode (6) und eine zugehörige ProductCode-Maske (9) an den EtherCAT-Master (2) übertragen, wobei der EtherCAT-Master (2) durch logisches Verknüpfen des jeweiligen ProductCodes (6) mit der jeweils zugehörigen ProductCode-Maske (9) die jeweilige Gerätekennung (7) ermittelt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch die Schritte: - Ermitteln der jeweiligen Applikationskennung (8) der aktiven EtherCAT-Slaves (3) aus den jeweiligen ProductCodes (6) mittels des EtherCAT-Masters (2).
  6. EtherCAT-Feldbussystems (1), aufweisend: - einen EtherCAT-Master (2) und - eine Anzahl von EtherCAT-Slaves (3), - wobei der EtherCAT-Master (2) und die Anzahl von EtherCAT-Slaves (3) mittels eines EtherCAT-Feldbusses (4) miteinander zum Datenaustausch gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass - der EtherCAT-Master (2) und die Anzahl von EtherCAT-Slaves (3) dazu ausgebildet sind, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
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