Single-Chip-Gateway für industrielle Anwendungen

Anbieter zum Thema

Texas Instruments Deutschland GmbH

MicroConsult Academy GmbH

Heitec AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Anwendungsbeispiel: Ein Industrie-4.0-Gateway

Blockdiagramm AM5728: Neben den beiden Cortex-A15 Kernen sind C66 DSP, Cortex-M4 und PRU Kerne vorhanden. (Bilder: Texas Instruments) — Blockdiagramm AM5728: Neben den beiden Cortex-A15 Kernen sind C66 DSP, Cortex-M4 und PRU Kerne vorhanden.
(Bilder: Texas Instruments)

Als real implementiertes Beispiel soll hier ein Industrie-4.0-Gateway erläutert werden. Das Gateway arbeitet auf der einen Seite als ein normales PROFINET-IRT-Gerät. Es ist jedoch gleichzeitig ein EtherCAT Master und stellt zusätzlich noch einen OPC UA Server bereit.

Die Hardwarebasis bildet dabei eine Systemarchitektur basierend auf dem AM5718-Baustein. Eine entsprechende Evaluierungs- und Entwicklungsplattform wird zukünftig die Reihe der Standard-EVMs für die AM57xx-Familien ergänzen. Es erlaubt mit zwei Gbit Ethernet- und vier 10/100 Ethernet-Ports eine vollständige Nutzung der Kommunikationsfunktionen der AM57xx-Bausteine. Die Platine verwendet einen passenden Power Management Chip aus der TPS659037x-Reihe, der alle wesentlichen Spannungen für die Anwendung eines AM5718-Bausteins zur Verfügung stellt und Power-up/-down Sequenzierung durchführt. Weitere PMIC-Optionen stehen mit entsprechender Dokumentation zur Verfügung.

Für die Ethernet Ports werden noch Bausteine aus der TLK1xx-Ethernet-PHY-Familie verwendet. Diese werden demnächst durch pin-kompatible Bauelemente der DP86xxx-Reihe ersetzt. Mit dem SN65HVS882 und dem TPIC2810 werden, wie bereits in vorherigen Platinen für Industrieanwendungen, einige Interface-Bausteine mit SPI- oder I2C-Bus genutzt.

Die Software basiert auf den bewährten Protokoll-Softwarefunktionen des TI Industrial Automation SDK. Speziell die verwendete PROFINET IRT Device-Funktion entspricht in der Implementierung der auf AM335x zertifizierten Variante. Eine Portierung auf die ICSS Systeme des AM5718 konnte mit geringem Aufwand durchgeführt werden, da alle ICSS Module aufwärtskompatibel definiert wurden.

Eine Variante der EMAC-Schnittstelle auf Basis einer einzelnen PRU wurde für den EtherCAT Master Treiber genutzt. Ein kommerzielles OPC UA Server Paket ergänzt die industriellen Protokolle entsprechend.

Die Verwendung von kommerziellen Stacks (PROFINET IRT: Molex, EtherCAT Master: Acontis, OPC UA: Matrikon) ermöglicht die effiziente Implementierung einer standard-konformen Applikation mit den notwendigen Device- und Systembeschreibungen für die das Gateway umgebenden Geräte. In der Demonstration wird das Gateway als PROFINET Device mit Hilfe seiner GSDML Datei in eine Kette von vernetzten Geräten eingebunden, die mit einer PROFINET PLC gesteuert werden. Das Gateway selbst ist für eine fest definierte Liste von EtherCAT-Geräten programmiert, die es in der Demonstration ansteuert und mit Daten aus der PROFINET-Ebene speist.

Während der Einbindung des OPC UA Server Paketes wird dieses um Datenknoten erweitert, auf die dann jeder konforme UA Client zugreifen kann. Die Datenelemente bekommen dabei fest definierte Größen und Zugriffsmöglichkeiten. Gleichzeitig wurden sie mit Daten- und Kontrollstrukturen aus der PROFINET-zu-EtherCAT Kommunikation verbunden.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Beitrag im Original lesen: ELEKTRONIKPRAXIS Ausg. 4/2016 kostenlose ePaper-Version

Link: Heftausgabe als pdf

(ID:43804809)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Geschäftliche E-Mail

Bitte geben Sie eine gültige E-Mailadresse ein.

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Stand: 08.12.2025

Es ist für uns eine Selbstverständlichkeit, dass wir verantwortungsvoll mit Ihren personenbezogenen Daten umgehen. Sofern wir personenbezogene Daten von Ihnen erheben, verarbeiten wir diese unter Beachtung der geltenden Datenschutzvorschriften. Detaillierte Informationen finden Sie in unserer Datenschutzerklärung.

Einwilligung in die Verwendung von Daten zu Werbezwecken

Ich bin damit einverstanden, dass die Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, Max-Planckstr. 7-9, 97082 Würzburg einschließlich aller mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen (im weiteren: Vogel Communications Group) meine E-Mail-Adresse für die Zusendung von redaktionellen Newslettern nutzt. Auflistungen der jeweils zugehörigen Unternehmen können hier abgerufen werden.

Der Newsletterinhalt erstreckt sich dabei auf Produkte und Dienstleistungen aller zuvor genannten Unternehmen, darunter beispielsweise Fachzeitschriften und Fachbücher, Veranstaltungen und Messen sowie veranstaltungsbezogene Produkte und Dienstleistungen, Print- und Digital-Mediaangebote und Services wie weitere (redaktionelle) Newsletter, Gewinnspiele, Lead-Kampagnen, Marktforschung im Online- und Offline-Bereich, fachspezifische Webportale und E-Learning-Angebote. Wenn auch meine persönliche Telefonnummer erhoben wurde, darf diese für die Unterbreitung von Angeboten der vorgenannten Produkte und Dienstleistungen der vorgenannten Unternehmen und Marktforschung genutzt werden.

Meine Einwilligung umfasst zudem die Verarbeitung meiner E-Mail-Adresse und Telefonnummer für den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern wie z.B. LinkedIN, Google und Meta. Hierfür darf die Vogel Communications Group die genannten Daten gehasht an Werbepartner übermitteln, die diese Daten dann nutzen, um feststellen zu können, ob ich ebenfalls Mitglied auf den besagten Werbepartnerportalen bin. Die Vogel Communications Group nutzt diese Funktion zu Zwecken des Retargeting (Upselling, Crossselling und Kundenbindung), der Generierung von sog. Lookalike Audiences zur Neukundengewinnung und als Ausschlussgrundlage für laufende Werbekampagnen. Weitere Informationen kann ich dem Abschnitt „Datenabgleich zu Marketingzwecken“ in der Datenschutzerklärung entnehmen.

Falls ich im Internet auf Portalen der Vogel Communications Group einschließlich deren mit ihr im Sinne der §§ 15 ff. AktG verbundenen Unternehmen geschützte Inhalte abrufe, muss ich mich mit weiteren Daten für den Zugang zu diesen Inhalten registrieren. Im Gegenzug für diesen gebührenlosen Zugang zu redaktionellen Inhalten dürfen meine Daten im Sinne dieser Einwilligung für die hier genannten Zwecke verwendet werden. Dies gilt nicht für den Datenabgleich zu Marketingzwecken.

Recht auf Widerruf

Mir ist bewusst, dass ich diese Einwilligung jederzeit für die Zukunft widerrufen kann. Durch meinen Widerruf wird die Rechtmäßigkeit der aufgrund meiner Einwilligung bis zum Widerruf erfolgten Verarbeitung nicht berührt. Um meinen Widerruf zu erklären, kann ich als eine Möglichkeit das unter https://contact.vogel.de abrufbare Kontaktformular nutzen. Sofern ich einzelne von mir abonnierte Newsletter nicht mehr erhalten möchte, kann ich darüber hinaus auch den am Ende eines Newsletters eingebundenen Abmeldelink anklicken. Weitere Informationen zu meinem Widerrufsrecht und dessen Ausübung sowie zu den Folgen meines Widerrufs finde ich in der Datenschutzerklärung, Abschnitt Redaktionelle Newsletter.

Vernetzungslösungen