Ethercat-TSN-Koppler Wie sich Ethercat einfach mit TSN-Netzwerken verbinden lässt

Mit dem EK1000 ergänzt Beckhoff sein EtherCAT-I/O-System um einen weiteren Buskoppler. Er unterstützt die Anbindung von EtherCAT-Segmenten über ein heterogenes Ethernet-Netzwerk an eine abgesetzte EtherCAT-Steuerung. Die Unterstützung von TSN-Funktionen (Time-Sensitive Networking) im Koppler ermöglicht es, im Ethernet-Netzwerk die Verzögerungszeit durch Switche zu minimieren und das Spektrum an EtherCAT-Geräten und -I/O-Klemmen an die TSN-Welt anzubinden.

Der EK1000 kombiniert damit die Vorteile der EtherCAT-Technik mit denen der TSN-Netzwerke. EtherCAT auf der einen Seite stellt eine echtzeitfähige Einzelteilnehmer-Ebene zur Verfügung. Damit ist das Feldbussystem dafür prädestiniert, die zahlreichen kleinen Datenpakete von digitalen und analogen Eingängen, die im industriellen Umfeld anfallen, zu einem Gesamtprozessabbild zusammenzufügen.

Vorteile von TSN nutzen

TSN auf der anderen Seite definiert eine Übertragungsschicht, die sich ausschließlich auf die Switch-Ebene in ge­switchten Ethernet-Netzwerken bezieht. Die Technik eignet sich, um in einem heterogenen Ethernet-Netzwerk Datenströme (Streams) zu definieren und diese echtzeitfähig und priorisiert durch das Netzwerk zu transportieren. Per TSN können Steuerungen somit mehrere EtherCAT-Segmente echtzeitfähig über Ethernet-Netze hinweg ansprechen. Änderungen an den EtherCAT-Slave-Geräten sind nicht nötig.

Beckhoffs EtherCAT-TSN-Koppler ist als erster Teilnehmer in einem EtherCAT-Segment platziert und verfügt über zwei Ethernet-Schnittstellen. Einer dieser 100-Mbit/s-Ports verbindet den Koppler mit dem Ethernet- beziehungsweise mit dem TSN-Netzwerk. Den zweiten Port kann man optional für die Erweiterung um zusätzliche, abgesetzte EtherCAT-Teilnehmer verwenden. Der EK1000 übernimmt die Übergabe der Telegramme vom TSN- an den EtherCAT-Port mit minimaler Durchlaufverzögerung. Die bewährten EtherCAT-Funktionen wie Distributed-Clocks, XFC und EtherCAT-fähige Antriebe lassen sich dadurch auch in einem TSN-Netzwerk nutzen. In einem Netzwerk ohne TSN-Erweiterungen eignet sich der Buskoppler zur Ankopplung eines EtherCAT- an ein Standard-Ethernet-Netzwerk.