5-2018
Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik
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Mit Sercos auf dem Weg zu Industrie 4.0<br />
Kommunikation<br />
Sercos International, Anbieter des Sercos Automatisierungsbusses, zeigt während der Hannover Messe<br />
verschiedene Live-Demonstratoren, darunter auch den Industrie 4.0 Demonstrator<br />
Halle 9, Stand G28<br />
Sercos International e. V.<br />
www.sercos.de<br />
Prozess- und<br />
Gerätedaten können<br />
hier auf einheitliche<br />
und herstellerübergreifende<br />
Weise nicht nur lokal über<br />
den Echtzeitbus, sondern auch<br />
über OPC-UA für unterschiedliche<br />
Anwendungsszenarien zur Verfügung<br />
gestellt werden. Damit wird<br />
nicht nur der Datenaustausch zwischen<br />
Maschinenperipherie und<br />
übergeordneten IT Systemen vereinfacht.<br />
Auch die Anforderungen<br />
von Industrie 4.0 hinsichtlich einer<br />
semantischen Interoperabilität werden<br />
unterstützt.<br />
Da Sercos multiprotokollfähig<br />
ist, gibt es verschiedene Realisierungsoptionen.<br />
So kann die OPC-<br />
UA-Server-Funktionalität in eine<br />
Maschinensteuerung integriert werden.<br />
Die Steuerung fungiert dann<br />
als Gateway, in dem das Mapping<br />
auf Sercos Dienste und Daten vorgenommen<br />
wird. Mit Sercos III ist<br />
es auch möglich, einen OPC-UA-<br />
Server direkt in ein Sercos Feldgerät<br />
(Antrieb, E/A-Station oder Sensor)<br />
zu integrieren. In diesem Falle<br />
wird das OPC-Protokoll direkt zu<br />
dem jeweiligen Sercos-Slave-Gerät<br />
durchgeroutet. Die Gateway-Funktionalität<br />
der Steuerung wird somit<br />
auf die Funktion eines Ethernet-<br />
Switch reduziert. Die Kommunikationsfähigkeit<br />
zwischen einem OPC-<br />
Client und einem OPC-UA-Server<br />
bleibt aufgrund des Sercos Übertragungsverfahrens<br />
(kein Tunneln!)<br />
auch ohne laufende Sercos Kommunikation<br />
erhalten. Das alles wird<br />
live am Industrie-4.0-Demonstrator<br />
präsentiert.<br />
TSN- und Open-Source-<br />
Software-Demo<br />
Sercos International stellt zudem<br />
eine TSN- und Open-Source-Software-Demo<br />
aus. Der Sercos-TSN-<br />
Demonstrator, entwickelt vom Institut<br />
für Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen<br />
und Fertigungseinrichtungen<br />
(ISW)<br />
der Universität<br />
Stuttgart<br />
mit Unterstützung<br />
von mehreren<br />
Industriepartnern,<br />
wie zum Beispiel Tenasys, zeigt<br />
die Übertragung des Sercos-III-<br />
Echtzeitprotokolls über IEEE 802.1<br />
TSN (Time-Sensitive Networks). Er<br />
zeigt die Möglichkeiten auf, eine<br />
echtzeit- und multiprotokollfähige<br />
Netzwerk infrastruktur auf Basis<br />
von TSN für die Automatisierungstechnik<br />
und darüber hinaus bereitzustellen.<br />
Zum Einsatz kommt dabei ein<br />
TSN-basierter Sercos III Soft Master<br />
mit einer Soft-CNC der Industriellen<br />
Steuerungstechnik GmbH (ISG), welcher<br />
über TSN-Switche der Firma<br />
Hirschmann Automation & Control<br />
GmbH mit Sercos-III-Servo antrieben<br />
der Firma Bosch Rexroth kommuniziert.<br />
Über dieselbe TSN-Netzwerkinfrastruktur<br />
werden parallel dazu<br />
Videostreams einer Webcam zu<br />
einem Remote-Display übertragen,<br />
ohne jedoch die Charakteristik und<br />
Funktionalität der Sercos-Echtzeit-<br />
Kommunikation zu beeinträchtigen.<br />
Proof of Concept<br />
Der Demonstrator stellt einen Proof<br />
of Concept dar, mit dem die native<br />
Echtzeitfähigkeit von Sercos innerhalb<br />
eines TSN-Netzwerks exemplarisch<br />
dargestellt wird. Die Sercos-<br />
SoftMaster-Demo punktet mit einer<br />
offenen Kommunikationsanbindung<br />
„nach oben“ und „nach unten“. Die<br />
Open Source Software, die in Kooperation<br />
mit Bosch Rexroth entwickelt<br />
wurde, basiert auf dem Sercos<br />
III SoftMaster Core. Dank des<br />
Sercos III SoftMaster kann auf einen<br />
spezifischen Sercos-III-Masterbaustein<br />
in Form eines FPGAs oder<br />
ASICs verzichtet werden. Stattdessen<br />
kommt ein Standard-Ethernet-<br />
Controller zum Einsatz und die Sercos-III-Hardware-Funktionen<br />
werden<br />
in einer host-basierten Treibersoftware<br />
emuliert. Mit diesem<br />
Implementierungsansatz wird für<br />
eine große Zahl an Applikationen<br />
ein ausreichendes Echtzeitverhalten<br />
sichergestellt.<br />
Maschinenbauer und Steuerungshersteller<br />
können mit dem Sercos<br />
SoftMaster, gegenüber der bisher<br />
eingesetzten Lösung mit dem hardware-basierten<br />
Sercos Master, nun<br />
einen Industrie-PC ohne spezielle<br />
Feldbus-Hardware und ohne PCI-<br />
Slots zur Steuerung der Maschine<br />
verwenden. Durch den Einsatz des<br />
Sercos SoftMaster in Verbindung mit<br />
dem leistungsfähigem Intel I210 wird<br />
die CPU-Last bei gleichzeitiger Einsparung<br />
von Kosten und Bauraum<br />
deutlich reduziert.<br />
Mit der Bereitstellung einer Sercos<br />
III SoftMaster-Implementierung<br />
als Open Source wird es für Hersteller<br />
sehr viel einfacher, einen<br />
Sercos III Master zu entwickeln und<br />
gleichzeitig an zukünftigen Verbesserungen<br />
und Erweiterungen der<br />
Software zu partizipieren. Steuerungssysteme<br />
können damit künftig<br />
einfacher, kompakter und günstiger<br />
gestaltet werden. ◄<br />
PC & Industrie 5/<strong>2018</strong> 85
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