High-Speed-SPS arbeitet zykluszeitenfrei und ist gut vernetzbar

Anbieter zum Thema

FAULHABER Antriebssysteme

N & H Technology GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Technische Universität Clausthal

Einfache Vernetzung – Mikrocontroller übernimmt Netzwerkmanagement

Der integrierte Mikrocontroller übernimmt nun – in Zusammenarbeit mit einem Netzwerk-IC für Ethernet oder andere Netzwerkstandards – das Management des Netzwerks und das Interface zwischen Applikation und Netzwerk. Um dies zu verdeutlichen muss man sich die interne Struktur von ZX20 etwa wie in Bild 2 dargestellt vorstellen.

Bildergalerie

Bildergalerie mit 7 Bildern

Zwischen der User-definierten Applikation, also dem Programm für die einzelne ZX20-Steuerung, und dem Netzwerk sind 128 Bitvariablen auf der ZX20-Eingangsseite und 32 Bitvariablen ZX20-ausgangsseitig möglich. Der Anwender definiert diese Variablen mit selbst gewählten Namen, welche der Compiler in EX_PRESS 5 [1], dem Übersetzungssystem für die ZX20, auf die definierten Interfacevariablen abbildet. Während der Laufzeit filtert der Mikrocontroller diese aus den zyklisch eintreffenden Meldungen aller anderen ZX20-Steuerungen (einschließlich eines Masters in Form eines PC-Programms) heraus.

Als Vernetzung kann ein bereits vorhandenes Ethernet mit 10 oder 100 MBit/s Übertragungsrate genutzt werden, auch wenn dies durch andere Kommunikationen genutzt wird. ZanderNet ist mit allen anderen Standards mischbar. Die Kommunikation in der verteilten Applikation läuft also so ab, dass jede ZX20, bei der Netz-Ausgangsvariablen definiert sind, diese zyklisch via ZanderNet auf dem Netz verteilt. Jede ZX20, die entsprechende Netz-Eingangsvariablen definiert hat, filtert die neuesten Werte für diese aus den eintreffenden Paketen heraus und übergibt sie an die Applikation. Zusätzlich erhält die Applikation ein Signal zur Verfügbarkeit des Netzwerks.

Benutzerschnittstelle – Steuerungsbeschreibungen in Strukturiertem Text

Die Entwicklungssoftware EX_PRESS 5 (Bild 3) wurde speziell für die ZX20-Familie entwickelt und angepasst. Zu einem Projekt gehören dabei eine oder mehrere Steuerungsbeschreibungen, jede in Strukturiertem Text verfasst, die dann einzeln für die Steuerungen übersetzt und in die Steuerung per Ethernet programmiert werden. Strukturierter Text ist eine der in IEC 61131 definierten Standardsprachen für Speicherprogrammierbare Steuerungen und ist ähnlich der Sprache PASCAL aufgebaut.

Im Vergleich zu ihren Vorgängern EX16 und ZX8 hat die Entwicklungssoftware auch vieles dazugelernt. Nunmehr sind Integer-Variablen (8 und 16 Bit) mit logischen und arithmetischen Operationen, Verzweigungen beliebiger Komplexität sowie Funktionen in der Sprache integriert. Zusammen mit fast beliebig vielen applikations-spezifischen Timern, einer Entprellung von Eingängen durch einfache Softwarebefehle bei Verzicht auf Hardware-Entprellung und der direkten Integration von AD- und DA-Eingängen (beim ZX20AT mit 8 analogen Eingängen und 4 analogen Ausgängen) ergibt dies eine komfortable Entwicklungssprache. Bild 4 zeigt einige Beispiele für die Syntax.

Im Unterschied zur Definition interner bzw. Eingangs-Variablen wird für Werte, die von anderen Steuerungen aus dem Netz übermittelt werden, das Schlüsselwort EXTERN verwendet, das der Compiler so umsetzt, dass diese Variablen keinen physikalischen Anschluss bekommen, sondern aus dem Netzwerk, wie beschrieben, stammen. Ansonsten ändert sich nichts: Die Variablen können in der Applikation so verwendet werden wie alle anderen auch, mit einer Ausnahme: Ihr zeitliches Verhalten ist von der lokalen Applikation unabhängig, da die Quelle an einem anderen Ort liegt und durch das Netzwerk eine zeitliche Verzögerung bedingt ist.

(ID:42982102)