Unterstüzte Profile desTwinCAT Simulation Managers
Zwei verschiedene Konfigurationsprofile werden durch den TwinCAT Simulation Manager unterstützt (siehe Tabelle 1):
Profil | Beschreibung |
|---|---|
Original | Alle Geräte und Hardware aktiviert (Original-Konfiguration) |
Remote | Das System ist in den Simulations-Modus bzw. in das Simulations- Profil gesetzt. Nicht benutzte oder existente Hardware ist entkoppelt und / oder durch Simulations-Funktionalität ersetzt. |
Tabelle 1: Simulations Profile
Das Original Profile wird implizit beim Import der TwinCAT System Konfigurationen durch den TwinCAT Simulation Manager gesetzt. Das Simulations-Profil wird als Delta zum Original-Profil in form von einer Liste von Simulations-Aktionen gespeichert.
Das Umschalten Original <--> Simulations-Modus wirkt auf verschiedene Komponenten der TwinCAT Konfiguration:
- Ersetzen (oder mithören von I/Os) durch die Simulations-SPS (siehe Verknüpfungen von I/Os)
- Ersetzen von physikalisch vorhandenen Achsen durch Simulations-Achsen (siehe Simulations-Achsen)
- Deaktivierung von Geräten (siehe Geräte deaktivieren)
Verknüpfungen von I/Os
Der TwinCAT Simulations Manager folgt dem Konzept nicht verfügbare Geräte durch eine oder mehrere Simulations-SPSen zu ersetzen. Geräte-Signale, welche über die EA-Hardware übertragen werden üblicherweise in der SPS gesendet oder empfangen. Die Anbindung an die IOs geschieht innerhalb TwinCAT über sogannte EA-Mappings.
Über die Einstellungen im Simulations-Profil ist der TwinCAT Simulation Manager nun in der Lage, die Verknüfung zur EA aufzubrechen und durch eine Anbindung an die Simulations-SPS zu ersetzen. Dabei können eine oder mehre Simulations-SPSen lokal (Lokale-Simulation) oder entfernt über Netzwerk (Remote-Simulation) laufen. Der TwinCAT Simulation Manager wählt intern transparent für den Anwender das geeignetste Datenübertragungsprotokoll für die Symboldaten-Verknüfung zwischen Original und Simulations-SPS. Der Datenaustausch geschieht in Echtzeit, so daß die Maschineneigenschaften (speziell das Zeitverhalten der EA-Signale) bestmöglich emuliert werden können (Tabelle 2).
Simulations Typ | Bescrheibung |
|---|---|
Lokal | Das Datentransportprotokoll ist als TwinCAT interne EA-Verknüpfungen realisiert, weil sie den geringsten Overhead haben. Der konkrete Datenaustausch geschieht über durch den EA-Treiber synchronisierte Prozessdatenkopieroperationen. Die Echtzeit-Fähigkeiten entsprechen denen der TwinCAT Echtzeitbasis. |
Verteilt (Remote) | Das Datentransportprotokoll wird durch EtherCAT Netzwerkvariablen (Master-Master Kommunition) ausgeführt. Weil das Ethernet-Netzwerk beteiligt ist, ist der Overhead höher. DIe Echzeitfähigkeiten des Datenaustauschs entschrechen denen der EtherCAT Master-Master Komunikations (RT-EThernet). |
Tabelle 2: Simulationstypen
Es sind verschiedene Arten von Verknüpfungen denkbar:
Art der Verknüpfung | Beschreibung |
|---|---|
Beobachten (Observe) | Beobachten eines I/Os im Simulationsmodus. Ein Geräte-Eingang oder -Ausgang wird beobachtet. D.h. der Geräte-Eingange bzw. Ausgang wird auf einen Simulations-Eingang gegeben und steht dort zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung. Im Original-Modus besteht die Verknüpfung zur Simulations-SPS nicht. |
Simulieren (Simulate) | Simulieren eines I/Os, die Anbindung and das Gerät wird im Simulationsmodus entfernt. Die Verknüpfung zwischen Geräte-Eingang und Original-SPS-Eingang (bzw. Geräte Ausgang u. Original-SPS-Ausgang) wird aufgetrennt und durch die Simulations-SPS "simuliert". D.h. für Inputs liefert die Simulations-SPS die Werte für die Original-SPSen bzw. für Outputs werden die Original-SPS Werte in die Simulations-SPS gespeist. Im Original-Modus ist die "Umleitung" nicht aktiv. |
Original | Keine Änderung im Simulationsmodus. Die Kommunikation zwischen Original-SPS und Gerät bleibt aktiv (soweit das Gerät nicht "Deaktiviert" ist, siehe Geräte deaktivieren
|
Tabelle 3: Typen der Datenverknüpfung
Original Modus
Bild 1 zeigt eine TwinCAT System Konfiguration im nicht simulierten (original) Modus. Die rot und gelb gezeichneten aktiven Verknüpfungen verlaufen zwischen I/O-Geräten und den original SPSen. Die grau gezeichneten Verknüpfungen von/zu dem Simulations-SPSen sind inaktiv.
D.h. die Original SPSen kommunizieren mit den I/O-Geräten, welche vorhanden und aktiv sein müssen. Die Simulations-SPSen sind inaktiv und nehmen nicht an der Kommunikation teil (Original Modus).
Die Verknüpfungen von und zur Simulations-SPS können "Lokal" oder "Remote" ausgeführt sein.
Simulations-Modus
Im Simulations-Modus (siehe Bild 2) sind die Simulations-SPSen hinzugeschaltet. Alle Verknüpfung zwischen Original SPSen und I/O-Geräten sind so umgeleitet, daß zu simulierende Geräte nicht mehr an der Kommunikation teilnehmen. Alle Funktionen der abgeschalteten Geräte, die im SimulationsModus vorhanden sein sollen, müssen durch eine oder mehrere Simulations-SPSen übernommen werden.
Die entkoppelten I/O-Geräte sind nun für den (Simulations-) Betrieb nicht mehr nötig.
Simulierte Verknüpfungen trennen die Verbindungen zum Gerät auf und übernehmen die Originalfunktion. Beobachter-Verknüpfungen speisen nur Prozesswerte in die Simulations-SPS ein, die Originalverknüpfung wird nicht aufgetrennt.
Die Verknüpfungen von und zur Simulations-SPS können "Lokal" oder "Remote" ausgeführt sein.
Simulierte (virtuell) Achsen
Achsen, welche als 'Simuliert' gekennzeichnet sind, werden in den Simulationsmodus versetzt. Das bedeutet technisch, daß der Encoder der Achse durch einen Simulations-Encoder ersetzt wird und sich die Achse anschließend im Freilauf befindet. Der TwinCAT Simulation Manager merkt sich die Einstellungen der Original-Achse im Original Profil, so daß beim zurückschalten auf das Original-Profil diese wieder aktiviert werden können.
Deaktivierte Geräte
Mit 'Simuliert' gekennzeichnete Geräte werden im Simulationsmodus abgeschaltet (deaktiviert). Das Gerät braucht somit nicht mehr physikalisch vorhanden sein. Die Funktion des Gerätes, soweit benötigt für die Simulation, wird durch die Simulations-SPS übernommen.