Lightbus Systembeschreibung
 | Systembeschreibung für FC200x / EL6720 Die folgende Systembeschreibung ist sowohl auf die Beckhoff Lightbus-PCI-Interfacekarte FC200x als auch auf die Lightbus-Masterklemme EL6720 anwendbar. |
Der Lightbus besteht aus der Lightbus-PCI-Interfacekarte (kurz Lightbus-Karte) und einem Feldbus auf Lichtwellenleiterbasis.
Die Kopplung des Lightbus mit dem PC ist auf der Lightbus-Karte über ein Dual Ported RAM (DPRAM) realisiert.
Zur Ein- und Ausgabe des Prozessabbildes stehen diverse E/A-Module (Buskoppler, Busklemmen, Feldbus Box usw.) zur Verfügung, die der Lightbus in einer Ringstruktur miteinander verbindet. Durch den Einsatz des Lichtwellenleiters (LWL) ergibt sich eine geringe Störempfindlichkeit und eine hohe Übertragungsrate von 2,5 MBaud. Im LWL-Ring auftretende Fehler werden von der der Lightbus-Karte erkannt und dem PC gemeldet. TwinCAT stellt umfangreiche Funktionen für die Diagnose zur Verfügung, die eine schnelle Erkennung und Behebung auftretender Fehler unterstützen.
Für die Datenübertragung zwischen Lightbus-Karte und E/A-Modulen ist ein auf Geschwindigkeit und Einfachheit optimiertes Kommunikationsprotokoll festgelegt. Die Lightbus-Karte steuert die Kommunikation auf dem LWL-Ring. Sie sendet Telegramme, die nachdem diese die E/A-Module im LWL-Ring durchlaufen haben wieder von der Lightbus-Karte empfangen und geprüft werden.
Ein Telegramm besteht aus Telegrammrahmen und Telegramminhalt.
Der Telegrammrahmen ist für die serielle Datenkommunikation erforderlich und besteht aus 1 Startbit, 6 CRC-Prüfbits und 2 Stoppbits. Er wird von der Hardware der Lightbus-Karte selbständig erzeugt und überprüft. Eine Software-Unterstützung ist nicht notwendig.
Der Telegramminhalt ist im Wesentlichen byteweise organisiert. AD0 bis AD7 bilden das Adressfeld, über das bis zu 254 E/A-Module angesprochen werden (die Adressen 0x00und 0x0FF sind reserviert). Die Bits CR0 bis CR3 legt den Telegrammtyp fest. Folgende Funktionen können im Telegramm festgelegt werden:
Funktionen
CR3 | CR2 | CR1 | CR0 | Funktion | Beschreibung |
|---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 0 | 0 | Read | Das adressierte Modul blendet die Eingangsinformation in die Datenfelder D0 bis D3 ein. |
0 | 0 | 0 | 1 | Read und Write | Das adressierte Modul blendet die Eingangsinformation in die Datenfelder D0 bis D3 ein und übernimmt die Ausgangsinformation. |
0 | 0 | 1 | 0 | Adressinitialisierung | Das adressierte Modul übernimmt den Inhalt von D0 als Moduladresse und setzt D0 auf den Wert 0. |
0 | 0 | 1 | 1 | RAM | Ein spezieller Telegrammtyp für Buskoppler BK2000. |
0 | 1 | 0 | 0 | Adress-Check- und Count | Jedes durchlaufene Modul erhöht den Inhalt von D0 um 1. Das adressierte Modul übernimmt den Inhalt von D0 nach D3. |
1 | 0 | 0 | 1 | Low Intensity | Das adressierte Modul reduziert die Sendeintensität um 20%. |
1 | 0 | 1 | 1 | Broadcast | Ein spezieller Telegrammtyp für Buskoppler BK2000. |
Die Bytes D0 bis D3 enthalten die eigentlichen Nutzdaten. Das Control-Feld legt die Verarbeitung dieser Nutzdaten fest. Das letzte Byte im Telegramm enthält 6 Bits zur Bildung einer CRC-Prüfsumme sowie 2 reservierte Bits. Bei einer Nutzdatenlänge von 50 Bit wird so eine Hamming-Distanz von d=3 erreicht.
Der Lightbus besteht aus einem physikalischen Ring, der zur Verarbeitung des Prozessabbilds in bis zu 8 logische Ringe aufgeteilt werden kann. Ein logischer Ring arbeitet nur auf ausgewählte E/A-Module, die durch Communication Description Lists (CDLs) festgelegt werden.
Im DPRAM stellt die Lightbus-Karte dem PC das Prozessabbild zur Verfügung. Das DPRAM ist in drei Bereiche eingeteilt:
- Daten:
Input, Output und Merker - Kommunikation:
Initialisierung, Test, Analyse und Konfiguration des Beckhoff Lightbus - Prozesskontrolle:
Aktualisierung des Prozessabbilds
Das DPRAM der Lightbus-Karten benötig pro Kanal 4 kByte im Adressraum des PCs.