Safety-over-EtherCAT ermöglicht die Integration der Sicherheitlösung in das Maschinenkonzept

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Ein Zeitstempel soll verhindern, das sich Verzögerungen aufsummieren

Eine Maßnahme zur Beherrschung solcher Fehler ist die Einführung einer globalen Uhrzeit und das Übertragen von Nachrichten mit einem Zeitstempel. Hierbei ist allerdings zu beachten, dass ein ggf. im Kommunikationssystem vorhandener Uhrzeitsynchronisationsmechanismus nicht ohne weiteres verwendet werden kann: Die Synchronisation muss zusätzlich auf Ebene des Sicherheitsprotokolls erfolgen.

Safety-over-EtherCAT verwendet eine eindeutige Master-Slave-Beziehung

Safety-over-EtherCAT nutzt daher eine einfachere Methode. Über die Verwendung einer eindeutigen Master-Slave-Beziehung zwischen zwei Teilnehmern, der Safety-over-EtherCAT-Connection, kann gewährleistet werden, dass jeder Teilnehmer erst nach dem Erhalt einer neuen Nachricht seine eigene neue Nachricht zurücksendet. Der komplette Übertragungspfad zwischen Master und Slave wird damit in jedem Zyklus überwacht; das Aufsummieren von Verzögerungszeiten wird ausgeschlossen bzw. erkannt.

Hierdurch ist eine sehr „schlanke“ Implementierung des Protokolls möglich und die Anforderungen an den Zugriff des Kommunikationssystems bleiben moderat, da keine harten Timings für die Uhrzeitsynchronisation eingehalten werden müssen. Die Tatsache, dass es im Netzwerk unter Umständen zu vermehrten Datenaufkommen kommt, ist aufgrund der verfügbaren Bandbreite unkritisch und im praktischen Einsatz kein Nachteil.

Für die Beherrschung der anderen anzunehmenden Fehler enthält das Safety-over-EtherCAT-Protokoll zusätzlich:

• eine Session-Nummer, um das Zwischenspeichern einer kompletten Hochlaufsequenz zu erkennen.
• eine eindeutige Connection-ID und eine eindeutige Slave-Adresse, um über eine eindeutige Adressbeziehung fehlgeleitete Nachrichten sicher zu detektieren.
• eine CRC-Prüfsumme, um eine Verfälschung der Nachrichten von der Quelle bis zur Senke zu erkennen. Zudem kann hierüber eine Vertauschung der Informationen innerhalb des Safety-Containers erkannt werden, wenn der Container auf dem Transport beispielsweise gesplittet wurde. Die Properness und die Eignung des Codes sowie die geforderte Unabhängigkeit zu der unterlagerten Kommunikation wurden nachgewiesen.
• eine Sequence-Nummer, um ein Vertauschen, die Wiederholung, das Einfügen oder den Verlust von ganzen Nachrichten zu erkennen.

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