Multi-Timestamp Begriffe
Im Folgenden werden einige grundlegende Begriffe zur Multi-Timestamp-Funktion beschrieben. Diese bauen auf dem Kapitel Abtastung von Digital-Eingängen auf.
Zyklische Prozessdaten/PDO
Jeder Kanal verfügt über 2 verschiedene Arten von zyklischen PDO:
- Diagnose/Status/Control-Werte die insbesondere für den Buffer angelegt sind
- Die eigentlichen Werte als zeitgestempelte Bool-Daten in Form eines Arrays. Das Array ist in der Konfiguration auf eine passende Größe einzustellen, es kann zur Laufzeit nicht verändert werden.
Siehe Kapitel Prozessabbild EP1258-0502.
Parameterdaten/CoE
Jeder Kanal besitzt im CoE-Verzeichnis einen Parameterbereich 0x80n0:ff mit passenden Einstellungen, um z. B. den Buffer oder das Eingangsverhalten zu konfigurieren.
Buffer
Jeder Kanal verfügt über einen eigenen Buffer (Speicher) von 32 Events nach dem FIFO-Prinzip. Er wird über kanaleigene PDO bedient, siehe Kapitel Prozessabbild EP1258-0502.
Der Kanalzustand wird im Mikrozyklus-Takt nach seinem Schaltzustand 0/1 abgefragt und bei festgestellter Änderung in den Buffer gespeichert. Je nach konfiguriertem Multi-Timestamp-Faktor des Kanals (MTSF) wird der Buffer-Inhalt komplett oder in mehreren Schritten von der Steuerung/PLC über EtherCAT abgeholt.
Das Verhalten bei Buffer-Überlauf kann konfiguriert werden. Ein Überlauf des Buffers wird in den Prozessdaten angezeigt. Falls notwendig, kann der Buffer durch die Steuerung geleert werden.
Event
Ein Event ist eine Signalflanke an einem Digital-Eingang, also der Wechsel des Eingangszustands von 0 auf 1 oder von 1 auf 0. Für jedes Event wird der Zeitstempel und Zustand 0/1 nach der Veränderung gespeichert.
Timestamp
Originär hat die EtherCAT-Distributed-Clocks-Zeit folgende Eigenschaften: Startzeitpunkt 1.1.2000 00:00, 64 Bit Umfang mit 1 ns Auflösung (~ 584 Jahre). Um redundante Prozessdaten zu vermeiden, arbeiten die Multi-Timestamp-Klemmen mit reduzierter Zeitstempelbreite von 32 Bit (~ 4,29 sek.). Eingangs-Events sind innerhalb von 4,2 Sekunden zu verarbeiten, da sonst ein Überlauf eintritt und der tatsächlich erfasste Zeitpunkt nicht mehr gesichert ist.
MTSF: Multi-TimeStamp-Faktor
In der Konfiguration kann jeder Kanal auf eine feste, je EtherCAT-Zyklus maximal übertragbare Anzahl von Events konfiguriert werden. D.h., je Zyklus können maximal genauso viele Events mit der Steuerung/PLC ausgetauscht werden. Diese Prozessdaten sind als Platzhalter zu verstehen, die nicht alle jederzeit zu füllen sind.
Ein Kanal legt so viele Eingangsevents in die Prozessdaten zur Steuerung wie im letzten Zyklus am Eingang ankamen oder noch im Buffer liegen.