Robotic arms in a automotive production facility. Many sparks are flying around.
empowering communication

An- und Abschaltung von Slaves im laufenden Betrieb mit EtherCAT Hot Connect

Wofür benötige ich Hot Connect?

Die Effizienz industrieller Automatisierungsanlagen steht und fällt mit ihrem unterbrechungsfreien Betrieb und einer hohen Flexibilität in Bezug auf dynamische Konfigurationsänderungen. Was dies in der Praxis bedeutet, lässt sich anhand des folgenden Beispiels veranschaulichen:

Wir stellen uns eine Produktionsanlage vor, deren Montageroboter über Werkzeugwechsler verfügen, um mit einer Hardware mehrere Produktionsprozesse zu realisieren. Ein Werkzeugwechsel bedeutet im Hinblick auf die industrielle Kommunikation, dass Slave-Geräte im laufenden Betrieb hinzugefügt bzw. abgeschaltet werden müssen. Während die Netzwerkkonfiguration also dynamisch angepasst wird, muss der Montageroboter unterbrechungsfrei weiter funktionieren. Der Master darf also nicht aufgrund von Konfigurationsfehlern einen Systemausfall verursachen.

Um dies zu gewährleisten, bietet das EtherCAT-Protokoll für Master die „Hot Connect“-Funktionalität, die im Folgenden näher erläutert wird.

 

An orange robot arm with sparks at the end of its arm. On the right side is an EtherCAT logo.
Wie funktioniert Hot Connect?

Mit Hot Connect können vorkonfigurierte Abschnitte einer Anlage vor dem Start oder auch während des Betriebs aus dem Datenverkehr genommen oder hinzugefügt werden. Diese Abschnitte heißen Hot-Connect-Gruppe und bestehen aus einem oder mehreren Slaves. Das Koppeln oder Trennen der Gruppen erfolgt beispielsweise durch Ein- oder Ausschalten des Teilnehmers, oder durch die Verbindung oder Entkopplung der Kommunikationsstrecke. Abhängig von der Art des Geräts kommen dafür meist Drehschalter oder Displays zum Einsatz.

Erkennt der Master an einer für Hot Connect vorgesehenen Stelle in der Topologie eine neue Gruppe, versucht er zunächst, alle Slaves über ihre eindeutige Adresse zu identifizieren. Die Adressierung erfolgt in der Regel über zwei verschiedene Register bzw. Zugriffsmechanismen – den Second Station Alias oder über eine ID. Diese werden den Slaves während der initialen Konfiguration zugewiesen. Sobald der Master die Slaves in einer Hot-Connect-Gruppe identifiziert hat, schaltet er sie frei, nimmt sie in den Betrieb auf und startet die Zustellung von Daten-Frames.

 

Vorteile der Hot-Connect-Funktionalität
An icon of a gear in black.
Dynamische Konfiguration:

Hot Connect ermöglicht es dem System, sich an Änderungen anzupassen, ohne den Betrieb zu unterbrechen. Das können zum Beispiel Maschinen in einer Produktionslinie sein, welche verschiedene Werkzeuge mit eingebetteten EtherCAT-Geräten nutzen müssen. Mit EtherCAT Hot Connect können diese Geräte im laufenden Betrieb ein- und ausgeschaltet werden.

An icon of two puzzle pieces.
Nahtlose Integration:

Das EtherCAT-Netzwerk konfiguriert sich automatisch neu. Wenn ein neues Gerät angeschlossen oder entfernt wird, liest der Master-Knoten die aktualisierte Netzwerkkonfiguration und passt die Kommunikationszeitpunkte und Datenaustauschroutinen entsprechend an.

Hohe Verfügbarkeit:

Hot Connect erhöht die Robustheit und Verfügbarkeit des Systems. In einer industriellen Einrichtung ist die Minimierung von Ausfallzeiten entscheidend. Hot Connect unterstützt Wartungsprozesse und Upgrades unterbrechungsfrei, was zu einer höheren Betriebseffizienz führt.

Hot Connect mit Hilscher

Hilschers Master-Firmware für EtherCAT, die auf jeden Master-fähigen netX-Chip geladen werden kann, hat das Hot Connect Feature immer mit an Bord. Somit kann auch jede Master-fähige EtherCAT-Baugruppe wie zum Beispiel entsprechende cifX-PC-Karten oder Embedded Module dieses Feature abbilden.

Bei der Konfiguration eines Masters über ein Konfigurationstool wie „Communication Studio mit Master DTM“ lassen sich Netzwerke und deren Topologie per übersichtlicher grafischer Benutzeroberfläche schnell und einfach erstellen. Slaves können sich im Zuge dessen als Hot Connect deklariert und ihrer entsprechenden Gruppe zugewiesen werden. Darüber hinaus zeigt das Tool an, welche Adressierungsmechanismen ein Device unterstützt und es ermöglicht deren Parametrierung.

 

Diese Hilscher-Produkte unterstützen EtherCAT Hot Connect:

Netzwerk-Controller für Feldbus und Real-Time-Ethernet (Master und Slave)

 

Loadable Firmware EtherCAT-Master

 

PC-Karte PCI Express - Real-Time-Ethernet

Kommunikation für die PC-basierte Automatisierung

Weiterführende Links
A photo collage showcasing various Hilscher products

Von schlüsselfertigen Produkten über hochintegrierte Lösungen bis hin zu ergänzender Software – Hilscher ist Ihr Partner für industrielle Kommunikation. Verschaffen Sie sich einen Überblick, wie Sie mit uns die Vernetzung Ihrer Maschinen auf ein neues Level bringen!

Die Zukunftsaussichten für die Halbleiterindustrie sind mit einem prognostizierten Wachstum von ca. 9% in 2022 durchaus positiv. Jedoch kommt es, unter anderem durch die Auswirkungen der anhaltenden Corona-Pandemie, in der Branche immer wieder zu Lieferengpässen. Durch die Entwicklung eines neuartigen Kommunikationsmoduls speziell für die Halbleiterindustrie unterstützt Hilscher diese nun bei der Bewältigung der aktuellen Situation.

[Translate to Deutschland:] A photo of the male and female customer support phone operator with different internationality
Customer Center / Sales: Hilscher Austria GmbH

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