Anforderung 3: übergeordnete Globalzeit - Absolutzeit

Soll die Zeitbasis T_DC einer übergeordneten Zeitbasis nachgeregelt werden, ist dazu die Zeitbasis und das Verfahren zu wählen. Üblicherweise werden gängige Synchronisationsprotokolle zur Synchronisation verwendet, Zeitquellen und Synchronisationsverfahren können sein

Quellen: Weltzeit UTC, Netzwerkzeit, benachbarte Steuerung, Funkuhren (in Mitteleuropa: DCF77)
Verfahren: GPS, Funkuhren, NTP (NetworkTimeProtokoll), SNTP (Simple NTP), PTP (IEEE1588), DistributedClocks DC

Erreichbare Synchronisationsgenauigkeiten liegen dabei (je nach Hardware) bei

NTP/SNTP: ms-Bereich
PTP: < 1 µs
DC: < 100 ns

Dabei sind die folgenden beiden Regelungsziele zu erreichen:

die Frequenz der unterlagerten Zeitbasis ist der übergeordneten nachzuführen.
ein ggf. bestehender Offset zwischen beiden Absolutzeiten muss nicht unbedingt zu 0 geregelt werden, es reicht ihn bekanntzugeben und konstant zu halten. Der Offset wird max. um ±½ Zykluszeit angepasst.

	Externe EtherCAT-Synchronisation Externe Synchronisationsquellen (EL6688, EL6692 u.a.) können erst ab TwinCAT 2.11 verwendet werden. In früheren Versionen von TwinCAT haben solche EtherCAT-Slaves keine sinnvolle Funktion.

Wird eine übergeordnete Master-Clock in ein EtherCAT-System eingebunden, wird dazu üblicherweise ein spezieller EtherCAT-Teilnehmer für den physikalischen Anschluss verwendet. Dieser kann, da er beide Zeitbasen beobachtet, die Zeitdifferenz ermitteln.

Bitte informieren Sie sich unter www.beckhoff.de über die für diesen Zweck geeigneten aktuell verfügbaren Produkte.

Anforderung 3: übergeordnete Globalzeit - Absolutzeit 2: — EtherCAT-Topologie mit externer Referenz-Clock

Die unterschiedlichen Zeitbasen lassen sich hierarchisch anordnen - beim Start des jeweiligen System wird die aktuelle absolute Zeit vom jeweils unterlagerten System übernommen, ggf. wird eine Synchronisierung Top-Down wirksam, falls Externe Zeitbasis bzw. DC-Komponenten im System vorhanden sind..

Nachregelung Lokalzeit vs. übergeordnete Absolutzeit

Die lokale DC-Zeit wird im Synchronisierungsfall nicht der übergeordneten Absolutzeit vollständig angeglichen, sondern nur auf einen konstanten Offset nachgeregelt. Dem Anwender wird dieser Offset als Prozessdatum zur Verfügung gestellt. Dabei wird der Offset um ±½ Zykluszeit korrigiert, damit beide Tasks in Phase laufen.

Wenn TwinCAT den EtherCAT-Master startet, wird umgehend das lokale DC-System in den Slaves in Betrieb genommen und synchronisiert.
Ein ExternalReference-Slave wie z. B. EL6688 (IEEE1588 PTP) liefert aber erst nach einigen Sekunden eine mit der übergeordneten Uhr abgestimmte Referenzzeit.
Sobald diese externe Referenzzeit zur Verfügung steht, wird der Offset zur Lokalzeit berechnet, um ±½ Zykluszeit korrigiert, damit beide Tasks in Phase laufen und dem Anwender in den Info-Daten des EtherCAT-Masters zur Verrechnung mit seinen lokalen Zeitwerten zur Verfügung gestellt.
Ab diesem Zeitpunkt wird dieser Offset je nach gewählter Regelungsrichtung konstant gehalten.