SERCOS III
ここではSERCOS IIIについて説明します。
概要
SERCOS IIIとはイーサネットを使用したオープンネットワークです。ドイツのSercos International(SI)により管理されています。通信帯域を有効活用した高効率通信を実現しており、スレーブ間の同期タイミングのジッタは1us未満です。ハードウェアベースで高い同期性能が保証されているため、難易度の高いモーション制御などに活用できます。
配線方法と通信プロトコル
配線方法
安価な汎用イーサネットをベースにネットワークを構成しているため、比較的安価にネットワーク環境を構築できます。最大で511台のスレーブと接続可能で、ライン型、リング型のトポロジーに対応しています。リング型のトポロジーで配線した場合、途中の経路で断線すると、即座に別ルートでの通信ルートが再構築されます。再構築に必要な時間は25us以内であることを保証しているため、最大でも1制御周期分のデータロスで通信を継続することができます。
リング型で配線した場合断線検出時、別々のルートで通信することで断線による通信停止を防止できます。
通信プロトコル
SERCOS IIIでは1つのパケット内で、各ノードで使用する領域を決めて、パケットがノードを通過する際にノードの情報を追加して次のノードに送る、オンザフライ方式でデータを転送します。ネットワーク内に伝送されるパケット数が少ないため、効率的な通信が実現可能です。
また、マスタを介さないスレーブ間通信に対応しており、マスタ・スレーブ間通信と同様に、スレーブ・スレーブ間通信もリアルタイム応答を実現できます。
特徴
SERCOS IIIは定時性を保ったデータ伝送を行なうリアルタイムチャンネルと、定時性が必要なデータを伝送するためのUCチャンネルという2つのチャンネルで通信できます。
リアルタイムチャンネル
SERCOS IIIではマスタ・スレーブ間でデータを送受信する際に、マスタからスレーブ宛てのデータ領域と、スレーブからマスタ宛てのデータ領域がデータ内に用意されています。1つのパケット内で各スレーブの情報を格納し、データを共有することで、1サイクル内ですべてのスレーブの情報を共有できます。
(参考)スレーブ間同期
SERCOS IIIでは、通信経路にはリング構造が構築できます。そのため、各スレーブをパケットが通過する時間をサンプリングして、通信経路上の遅延時間を計算できます。そのため、各スレーブ間での開始タイミングをジッタ1us以内で同期できます。
UCチャンネル
1つのパケット内にUCチャンネルと呼ばれる、自由に使用できる領域が用意されています。この領域を使用して、Ethernetの情報や、スレーブ間の情報を共有できます。
関連するネットワーク
SERCOS II
光ファイバーリングのトポロジーで16Mbpsの伝送速度で通信可能なネットワークです。
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2015年11月
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