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MAGGIO 2016

FIELDBUS & NETWORKS

frame individuali la propagazione dei disturbi rappresenta sempre

un fattore critico, che determina quasi sempre un effetto domino.

Nel caso di Ethercat, al contrario, i tempi di ritrasmissione del se-

gnale sono talmente brevi che un disturbo all’inizio di un frame non

può agire contemporaneamente sulla fine di un frame precedente

in un nodo adiacente. Nel caso di corruzione di più frame, è anche

difficile definire il tipo di errore risultante. In questo caso alcuni

dati di ingresso sono aggiornati, mentre altri appartengono al ciclo

precedente. L’affermazione che con questa modalità possono veri-

ficarsi solamente errori singoli non è dunque vera. In compenso è

necessaria una strategia di gestione degli errori molto più sofisti-

cata e complessa.

Inoltre, la maggior parte degli switch o bridge ritrasmettono un

frame solo dopo averlo ricevuto completamente (‘store&forward’),

il che fa sì che ogni interfaccia sia raggiunta da frame diversi nel

medesimo istante di tempo e ha come conseguenza che la propa-

gazione dei disturbi possa influenzare un numero elevato di frame.

Un feedback può contribuire a velocizzare

la gestione degli errori

Per ragioni di efficienza, i protocolli basati su approccio a frame

individuali non forniscono un feedback immediato. Un feedback di-

retto sull’aggiornamento dei dati di uscita richiederebbe un ulteriore

scambio bidirezionale di informazioni tra il master e lo slave. Questo

raddoppiamento del tempo di trasferimento dei dati rappresente-

rebbe pertanto un fattore limitante per il tempo ciclo. Di conse-

guenza, la reazione alla perdita di frame individuali contenenti i dati

di uscita dei singoli nodi della rete è limitata, senza notifica diretta

all’unità di controllo. In una situazione del genere il master non è

in grado di intraprendere alcuna azione correttiva immediata. Un

errore di questo tipo può essere riportato all’unità di controllo solo

nel successivo ciclo dei dati di ingresso. Prima che scatti il timeout

di errore, il sistema richiede normalmente tre cicli.

Ethercat opera invece con un feedback diretto da parte degli slave.

Grazie ai rapidi tempi di propagazione, i dati di ingresso vengono

ricevuti dal master immediatamente dopo aver trasmesso i dati di

uscita. Nel caso in cui non venga ricevuto un feedback positivo,

il master può adottare immediatamente misure corrispondenti.

Inoltre, grazie alla ridotta variabilità dei tempi di propagazione, è

possibile avere un timeout molto preciso. Ethercat opera quindi in

linea di principio come un bus di campo classico, nel quale una ritra-

smissione dei dati può avvenire immediatamente. Poiché, tuttavia,

quest’ultima aumenta la complessità del trattamento degli errori

da parte del master e la disponibilità dei dati di processo attuali è

maggiormente desiderabile rispetto a sprecare ampiezza di banda e

potenza di calcolo per riparare dati obsoleti, Ethercat punta piutto-

sto a garantire ridotti tempi ciclo, riducendo in questo modo anche

gli effetti di possibili errori.

Maggiore efficienza consente minori tempi

ciclo e migliore soppressione di errori

Ultimo aspetto, ma non di minore importanza: in confronto a solu-

zioni che utilizzano frame individuali, con Ethercat è possibile rag-

giungere tempi ciclo decisamente inferiori (nell´esempio pari a un

fattore sei), il che a sua volta conduce a una precisione di controllo

decisamente più elevata, così come a una maggiore robustezza.

Questo garantisce una qualità

della produzione decisamente

superiore, così come una più ra-

pida reazione all´errore. Garan-

tire ridotti tempi ciclo è un buon

mezzo per migliorare la qualità

dei risultati anche a fronte di

errori. E, qualora non si verifi-

chino errori, tale qualità diventa

ovviamente ancora migliore.

Ethercat offre quindi un’ottima

soluzione per poter operare con

successo anche in un ambiente

disturbato.

Affidabilità e riduzione degli errori

In sintesi, la soluzione Ethercat costituisce la base per la realiz-

zazione di una rete affidabile, l’occupazione di banda contenuta

porta a un ridotto tasso di errore e la trasmissione veloce dei frame

previene dalla propagazione degli errori. Grazie alla connessione

punto-punto tipica di Ethernet è possibile prevenire riflessioni così

come altri disturbi. Ciò rende la comunicazione più affidabile grazie

a una probabilità di errore decisamente ridotta e alla possibilità di

localizzare facilmente gli errori stessi. L’affidabilità dei sistemi può

inoltre essere influenzata positivamente sia dalla ridotta comples-

sità del protocollo, sia dalla quantità inferiore di dati trasmessa sui

singoli segmenti della rete. Una buona progettazione rappresenta la

base per un buon controllo del sistema, necessario per una durevole

operatività di quest´ultimo.

Ethercat conferma quindi il principio fondamentale dell´automazione

industriale: l’efficienza e l’affidabilità sono due facce della stessa

medaglia.

ETG-Ethercat Technology Group

www.ethercat.org

Figura 3 - Con una propagazione lenta vengono compromessi

molti frame

Figura 4 - Feedback diretto

con Ethercat

Fonte Karl-Martin Skontorp