Distributed-Clocks aktivieren

Distributed-Clocks sind ein allgemeiner Bestandteil der EtherCAT-Kommunikation. Sie ermöglichen eine dezentrale, absolute Systemsynchronisation für CPU, I/O und Antriebsgeräte. Dadurch ist eine zeitbasierte und gleichzeitige Datenverarbeitung aller Distributed-Clocks fähigen EtherCAT-Teilnehmer möglich.

Funktionsprinzip

Ohne Distributed-Clocks würden bei ausgedehnten EtherCAT-Netzwerken die Geräte nicht mehr gleichzeitig arbeiten, weil EtherCAT im Durchlaufprinzip arbeitet. Im Durchlaufprinzip empfangen die ersten Teilnehmer den EtherCAT-Frame zuerst und die hinteren deutlich später. Dadurch könnten beispielsweise nicht alle Eingänge gleichzeitig gelesen oder alle Ausgänge gleichzeitig gesetzt werden.

Distributed-Clocks aktivieren 1:
Beispielaufbau einer EtherCAT-Kommunikation mit Distributed-Clocks.

Zu diesem Zweck ist in einigen speziell designten EtherCAT-Teilnehmern eine Distributed-Clock integriert. Diese Distributed-Clock ist ein elektronischer Mechanismus, der in diesem Gerät läuft und mit anderen Teilnehmern mit Distributed-Clocks synchronisiert wird. Hierarchisch sieht der Aufbau so aus, dass es eine Master-Uhr bzw. eine Referenzuhr gibt und alle anderen Geräte mit Distributed-Clocks-Unterstützung dann die Slave-Uhren sind. Der EtherCAT-Master schickt ein spezielles Telegramm in jedem I/O-Zyklus durch das EtherCAT-Netzwerk, was die Uhrzeit von der Master-Uhr an alle folgenden Slave-Uhren verteilt. Aus diesem Grund muss auch die Master-Uhr am Anfang vor allen anderen Slave-Uhren stehen. TwinCAT wählt standardmäßig den ersten Distributed-Clocks fähigen Teilnehmer als Referenzuhr aus.

Distributed-Clocks aktivieren 2:
Distributed-Clocks-Funktionalität eines EtherCAT-Slaves.

Nicht alle EtherCAT-Slaves unterstützen das Distributed-Clocks-Verfahren. In TwinCAT zeigt ein EtherCAT-Slave seine Distributed-Clocks-Funktionalität, indem er über die Registerkarte DC verfügt.

Beispielaufbau mit FC1028

Die Aktivierung der Distributed-Clocks wird an einem kleinen Beispielaufbau gezeigt, mit einer FC1028 als EtherCAT-Master und einem daran angeschlossenen EtherCAT-Koppler EK1100 mit EtherCAT-Klemmen, darunter zwei Klemmen mit Distributed-Clocks-Funktionalität.

Aktivieren Sie Distributed-Clocks wie folgt:

1. Klicken Sie links in der Strukturansicht auf den ersten EtherCAT-Slave mit Distributed-Clocks-Unterstützung. In diesem Beispiel ist es die EL4032.
2. Klicken Sie auf die Registerkarte DC und wählen Sie unter Operation Mode die Option DC-Synchron.
Distributed-Clocks aktivieren 3:
Da es sich in diesem Beispiel um den ersten EtherCAT-Teilnehmer mit Distributed-Clocks-Unterstützung handelt, wird dieser EtherCAT-Teilnehmer als Referenzuhr für alle nachfolgenden EtherCAT-Teilnehmer benutzt.
3. Aktivieren Sie in Ihrem System wie gezeigt weitere EtherCAT-Teilnehmer mit Distributed-Clocks-Unterstützung.
4. Klicken Sie links in der Strukturansicht auf den EtherCAT-Master und anschließend unter der Registerkarte EtherCAT auf die Schaltfläche Advanced Settings.
Distributed-Clocks aktivieren 4:
5. Die EtherCAT-Klemme EL4032 wird von TwinCAT automatisch als Master-Uhr bzw. Referenzuhr übernommen.
Distributed-Clocks aktivieren 5:
Damit ist die Distributed-Clocks-Funktionalität in diesem Beispiel aktiv.