Distributed Clocks (DC)

EtherCAT und Distributed Clocks Auf der Beckhoff Website können Sie eine grundlegende Einführung in das Thema EtherCAT und Distributed Clocks herunterladen: die "Systembeschreibung Distributed Clocks".

Die EL1502 unterstützt die Distributed-Clocks-Funktionalität. Damit die EL1502 den aktuellen Zählerstand rechtzeitig vor Ankunft des abfragenden EtherCAT-Datagrams in den vorgesehenen Prozessdaten bereitstellen kann, muss ein entsprechendes Signal klemmenintern zyklisch generiert werden. Dieses Signal kann in der EL1502 durch 2 Ereignisse ausgelöst werden: Den SyncManager (SM) und die Distributed Clock (DC). In der Betriebsartenwahl (s. Abb. Karteireiter "DC" (Disributed Clocks)) stehen zur Auswahl

• SM-synchron
  Das SyncManager-Ereignis tritt ein, wenn ein EtherCAT-Frame Prozessdaten mit der EL1502 erfolgreich austauscht. Frame-getriggert wird so zyklisch der aktuelle Zählerstand ermittelt, allerdings mit dem geringen zeitlichen Jitter des Ethernet-Frames.
• DC-synchron
  In der Betriebsart DC wird die Zählerstandermittlung zyklisch konstant durch die integrierte DC-Einheit ausgelöst, standardmäßig im Gleichtakt mit dem Buszyklus. Durch die gleichmäßigere Abfrage kann z.B. ein übergeordneter Regelalgorithmus mit qualitativ höherwertigen Positionsdaten versorgt werden. In der EL1502 ist dieser Auslöser das SYNC0-Signal.

Beim Einschalten der Betriebsart "DC-Synchron" werden Einstellungen von TwinCAT gewählt, die einen zuverlässigen Betrieb der EL1502 mit aktuellen Positionsdaten gewährleisten. Das bedeutet, die Ermittlung des aktuellen Zählerstandes wird in hochkonstanten Abständen und rechtzeitig - also mit genügend Sicherheitspuffer - vor dem abholenden EtherCAT-Datagram durch das SYNC0-Signal gestartet.

Das SYNC0-Signal kann bei Bedarf in entsprechenden Dialogen auf der Zeitachse nach rechts/spät bzw. links/früh durch Angabe einer "User defined Shift Time" verschoben (geshiftet) werden, s. Abb. Erweiterte Einstellungen Distributed Clock (DC), Klemme EL1502.

• Durch ein Shiften nach rechts (positiver Shift-Wert) erfolgt die Abfrage des Zählerstandes später - damit wird der Positionswert aktueller, relativ gesehen von der PLC aus. Allerdings steigt damit das Risiko, dass die Positionsermittlung bis zur Ankunft des EtherCAT-Frames nicht rechtzeitig beendet wurde und in diesem Zyklus ein aktueller Positionswert fehlt.
• Durch ein Shiften nach links (negativer Shift-Wert) erfolgt die Abfrage des Zählerstandes früher - damit werden die Positionswerte älter, jedoch wird der Sicherheitspuffer vor Ankunft des EtherCAT-Datagrams erhöht. Diese Einstellung kann auf Systemen mit hohem Echtzeit-Jitter nützlich sein, wenn zur Steuerung z.B. keine Industrie-PC von Beckhoff verwendet werden.

VORSICHT

VORSICHT! Beschädigung der Geräte möglich!

Die hier aufgeführten Hinweise und Erläuterungen sollten mit Bedacht angewendet werden! Die SYNC0- und SYNC1-Einstellungen werden vom EtherCAT-Master automatisch mit Werten belegt, die eine zuverlässige und aktuelle Prozessdatenerfassung unterstützen.
Anwenderseitige Eingriffe an dieser Stelle können zu unerwünschtem Verhalten führen!
Bei der Manipulation dieser Einstellungen im Systemmanager wird softwareseitig keine Plausibilitätskontrolle durchgeführt!
Eine korrekte Funktion der Klemme in allen denkbaren Einstellungsvarianten kann nicht gewährleistet werden!

Default-Einstellung

Das zyklische Lesen der Eingänge wird durch den SYNC0-Puls (Interrupt) der DC in der EL1502 ausgelöst. Standardmäßig wird die Einlese-Zykluszeit "Sync Unit Zyklus" vom EtherCAT-Master auf die verwendete SPS-Zykluszeit und damit auf die EtherCAT-Zykluszeit gesetzt. Siehe Abb. Erweiterte Einstellungen Distributed Clock (DC), Klemme EL1502: 4000 µs = 4 ms da sich TwinCAT im Config-Modus befindet.

DC-Einstellungen EL1502

• SYNC0
  Sync Unit Zyklus: Vielfaches der Buszykluszeit. In diesem Abstand (in µs) wird der Zählerstand periodisch ermittelt.
• Anwenderdefiniert
  Beliebige Zahl bis 2³² ns ≈ 4,3 sek. Kommawerte sind möglich.
• Shift Time
  MIt der Shift Time kann der SYNC0-Puls dieser EL1502 gegenüber anderen Klemmen bzw. dem globalen SYNC-Puls in ns-Schritten verschoben werden. Sollen die Eingänge mehrerer EL1502-Klemmen gleichzeitig gelesen werden, muss hier derselbe Wert eingetragen werden.
• Based on Input Reference
  Bei Aktivierung dieser Option wird zum klemmenlokalen konfigurierbaren SYNC0-Shift ("User defined") ein weiterer „Input Shift“ dazu addiert. Dieser Wert wird vom EtherCAT Master berechnet und zur Verfügung gestellt (SysMan/Gerät EtherCAT/Reiter EtherCAT/Erweiterte Einstellungen/Distributed Clocks/Input Shift Time/, siehe Abb. Aktivierung der PDOs 0x1600, 0x1601 und 0x1A00, 0x1A01- Index 0x8000:04 zur Einstellung der Zählrichtung). Dadurch lesen alle Eingangsklemmen im System (EL1xxx, EL3xxx) möglichst kurz vor dem abholenden EtherCAT-Frame ihre Eingänge ein und liefern so möglichst „aktuelle“ Eingangsdaten an die Steuerung ab.
• Enable SYNC0
  Automatisch aktiviert in der Betriebsart "DC-synchron".
• SYNC1
  Weiterer SYNC-Puls, abgeleitet aus SYNC0 oder der DC selbst. Wird bei der EL1502 nicht benötigt.

DC-Einstellungen EtherCAT Master

In den erweiterten Einstellungen des EtherCAT Master können übergeordnete Parameter der Distributed Clocks verändert werden. Siehe dazu auch die grundlegende Einführung in das Thema EtherCAT und Distributed Clocks herunterladen: die "Systembeschreibung Distributed Clocks".