SETTEMBRE 2014
FIELDBUS & NETWORKS
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di localizzare precisamente dove il disturbo elettromagnetico è interve-
nuto nella rete.
Diagnostica a livello datalink
Il livello datalink garantisce lo scambio dati ciclico e aciclico tra i
frame Ethercat e gli slave. All’interno di ciascuno slave lo scambio
dei dati e la sincronizzazione vengono monitorati attraverso interrupt
e watchdog. Uno dei più efficaci meccanismi di diagnostica a questo
livello è il ‘Working Counter’, campo che viene sempre trasmesso in-
sieme a ogni comando di lettura o scrittura.
Questo contatore viene incrementato da ciascuno slave quando i dati
sono stati copiati con successo dal frame alla memoria dello slave o
viceversa. Il master è in grado di verificare in modo sincrono con il ciclo
di comunicazione se tutti i comandi trasmessi sono stati correttamente
ricevuti, quindi se gli slave operano con dati consistenti tra loro. Gli
errori di Working Counter vengono riportati ciclicamente dal master
all’applicazione di controllo, quale il software del PLC, affinché tale
applicazione possa programmare un’opportuna e immediata reazione.
Nelle applicazioni che richiedono un elevato grado di sincronismo tra
i singoli nodi della rete, Ethercat supporta la tecnologia dei ‘Distribu-
ted Clocks’ (DC). Anche in merito alla sincronizzazione sono disponibili
diversi meccanismi di diagnostica. Ogni slave, per esempio, mette a
disposizione un registro ‘System Time Difference’, che contiene la dif-
ferenza tra il clock locale dello slave stesso e il riferimento temporale
universale della rete. Acquisendo il valore di tale registro per tutti gli
slave che operano utilizzando la tecnologia dei DC, il master è in grado
di monitorare il livello di sincronizzazione della rete e di informare
l’applicazione di controllo qualora eventualmente la sincronizzazione
venga persa. Dal momento che Ethercat utilizza frame Ethernet stan-
dard, il traffico di rete può essere ulteriormente monitorato attraverso
strumenti software gratuiti come ‘Wireshark’. In questo modo, i frame
Ethercat e le singole informazioni in essi contenute possono essere
registrati, visualizzati e analizzati.
Diagnostica a livello applicativo
Il livello applicativo implementa quelle che sono le funzionalità speci-
fiche di ciascuno slave. Una delle informazioni di diagnostica a questo
livello riguarda la ‘Ethercat State Machine’, responsabile del coordina-
mento delle funzioni di comunicazione tra master e slave. Le transizioni
di stato vengono richieste dal master e confermate o rifiutate dallo
slave. Nel caso di errori di configurazione in fase di inizializzazione, o di
errori interni durante il funzionamento a regime, lo slave rifiuta rispetti-
vamente la transizione o regredisce internamente a uno stato inferiore,
asserisce un bit e genera un codice di errore. Il registro di stato del
livello applicativo di tutti gli slave della rete può essere monitorato
riassuntivamente in modo ciclico dal master con un singolo comando
broadcast, in modo da identificare immediatamente transizioni di stato
inattese.
Accanto alle informazioni di diagnostica relative alla State Machine,
ciascuno slave Ethercat può generare errori applicativi che dipendono
dalla specifica funzionalità da esso implementata. Il CAN application
protocol over Ethercat (CoE), il protocollo Ethercat standard per l’ac-
cesso aciclico ai parametri, definisce un ‘Diagnosis History Object’ che
consente di memorizzare tali errori applicativi: all’interno di questo
oggetto possono essere memorizzate fino a 250 notifiche di errore,
che a loro volta possono essere acquisite dal master e notificate all’u-
tilizzatore.
Diagnostica della rete
Spiccate funzionalità di diagnostica sono disponibili a tutti i livelli della
comunicazione Ethercat e offrono una visione globale e precisa dello
stato della rete. Tali informazioni di diagnostica sono parte nativa del
protocollo Ethercat e possono essere raccolte dal master mediante
un numero limitato di comandi dedicati. I meccanismi di diagnostica
in Ethercat sono implementati a livello hardware o comunque definiti
nella specifica di base: tali funzionalità sono pertanto disponibili per
qualunque slave Ethercat, indipendentemente dalla specifica funzione
svolta da quest’ultimo.
(*) Technical Support and Test, Ethercat Technology Group, Nuremberg, Germany
ETG-Ethercat Technology Group -
Ogni porta veriÀca il CRC sui frame in ingresso e incrementa
eventualmente un ‘CRC Error Counter’
Mediante il ‘Working Counter’ il master di rete può veriÀcare la
corretta ricezione dei comandi e la consistenza dei dati
Diagnostica Ethercat relativa alla ‘State Machine’
