Horloges Distribuées - Beckhoff AX5000 Manuel

13.3.3.3 Horloges distribuées
La synchronisation précise des équipements s'avère très importante lorsque plusieurs processus distants
doivent agir de façon simultanée. Cela peut p.ex. être le cas pour des applications dans lesquelles plusieurs
servoaxes exécutent dans le même temps des mouvements coordonnés.
La méthode de synchronisation la plus performante connue à ce jour consiste en un alignement minutieux
des horloges distribuées, tel que décrit dans la nouvelle norme IEEE 1588. Contrairement à la
communication entièrement synchrone, pour laquelle la qualité de la synchronisation des équipements
souffre en cas de défaut, les systèmes synchronisés avec la méthode d'alignement des horloges présentent
une certaine tolérance vis-à-vis des délais engendrés par d'éventuelles erreurs de communication.
Avec EtherCAT, l'échange des données repose sur un mécanisme purement hardware. Étant donné que la
communication se base sur une structure logique (et également physique grâce au Fast Ethernet à duplex
intégral) en anneau, l'horloge maître peut déterminer les délais de propagation ainsi que le décalage des
horloges esclaves de façon très simple et précise - et vice versa. Les horloges distribuées sont ajustées en
fonction de ces valeurs et il est ainsi possible d'atteindre une précision de synchronisme sur tout le réseau,
avec une instabilité nettement inférieure à une microseconde.
Les horloges distribuées à haute résolution ne servent pas uniquement à la synchronisation, elles
permettent également d'obtenir des informations précises concernant les temps locaux des enregistrements
des données. Par exemple, les commandes calculent fréquemment une vitesse sur base d'une série de
mesures de position effectuées séquentiellement. Particulièrement avec des temps d'analyse brefs la plus
petite instabilité dans l'enregistrement du chemin entraîne des grands écarts de vitesse. Par conséquent,
EtherCAT introduit également des nouveaux types étendus de données (Timestamp et Oversampling Data
Type). L'heure locale est liée à la valeur de mesure avec une résolution maximale de 10 ns - la grande
largeur de bande d'Ethernet rend ceci possible. Ainsi, la précision d'un calcul de vitesse ne dépend plus de
l'instabilité du système de communication. Cette précision est nettement meilleure que celle des procédés
de mesure qui reposent sur une communication sans jitter.
13.3.3.4 Performances
Avec EtherCAT, on atteint des nouvelles dimensions dans les performances de réseau. Grâce à la puce
FMMU au sein de la borne et à l'accès DMA à la carte réseau du maître, le protocole est traité globalement
de manière matérielle. Il ne dépend donc ni de la longueur des piles de protocoles, ni de la performance de
la CPU, ni de l'implémentation logicielle. Le temps de rafraîchissement pour 1000 E/S s'élève à 30 µs, y
compris le temps de cycle des bornes. Avec une seule trame Ethernet, il est possible d'échanger des
données de processus jusqu'à 1486 octets, ce qui correspond à presque 12000 entrées et sorties digitales.
La transmission d'une telle quantité de données ne nécessite que 300 µs.
Pour la communication avec 100 servoaxes, on n'a besoin que de 100 µs. Durant cette période, tous les
axes reçoivent leurs valeurs de consigne et données de commande et mentionnent leur position et état
actuels. Les horloges distribuées permettent de synchroniser les axes avec un écart nettement inférieur à
une microseconde.
La performance extrême de la technologie EtherCAT permet la réalisation de concepts de commande et de
régulation qui étaient encore inconcevables avec les systèmes classiques de bus de terrain. Ainsi, le
système Ethernet permet non seulement de réguler la vitesse, mais nouvellement également la régulation
d'intensité d'entraînements distribués. La grande largeur de bande permet de transmettre en outre pour
chaque donnée des informations relatives à l'état. Avec EtherCAT, vous disposez d'une technologie de
communication qui répond aux capacités accrues des PC industriels modernes. Le système de bus ne
constitue plus l'étranglement au sein du concept de commande. Les E/S distribuées sont acquises plus
rapidement qu'avec la plupart des interfaces E/S locales. Le principe de la technologie EtherCAT est
modulable et n'est plus lié au taux de Baud de 100 MBaud - l'extension à GBit Ethernet est possible.
Servo amplificateurs AX5000 Version: 1.1
Annexe
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