Foreground-Kommunikation

Die Foreground-Kommunikation ist für Daten vorgesehen, die im Kommunikationszyklus (z. B. Reglertakt) zur Verfügung stehen sollen.

• Request und Response sind in Frames mit fester Länge strukturiert. Sie werden jeweils von einer Preamble (PRE) eingeleitet und von einer Postamble (POST) abgeschlossen
• Über den Request REQ wird die Kommunikation mit dem Messgerät gesteuert bzw. werden bestimmte Aktionen im Messgerät (z.B. Löschen von Fehlermeldungen etc.) ausgelöst
• Der REQ bestimmt damit auch die Inhalte der Response
• Unabhängig vom Inhalt des REQ gliedert sich die Response nach der zeitlichen Abfolge in hochpriore und niederpriore Daten. 

Die Response enthält:

Einen HPF (High Priority Frame)
Der HPF überträgt typischerweise die Position des Messgeräts. Je nach Messgerät können auch andere Informationen definiert werden, die im HPF übertragen werden

Einen LPH (Low Priority Header)
Der LPH enthält Statusinformationen über die folgenden Dateninhalte. Er überträgt auch Informationen zur Anzahl der übertragenen LPF und zur Sendeliste. Die Sendeliste beschreibt die zeitliche Abfolge der LPF in den einzelnen Kommunikationszyklen

Optional bis zu 15 LPF (Low Priority Frames)
Die LPF übertragen Zusatzinformationen wie

• Diagnosewerte
• Sensorinformationen
• Redundante Informationen für die Funktionale Sicherheit

Die LPF bei EnDat 3 sind eine Erweiterung des Konzepts der Zusatzinformationen bei EnDat 2.2. Die Umschaltung zwischen verschiedenen LPF erfolgt nach einer vorher im Speicher des Messgeräts konfigurierten Sendeliste und bedarf keines Eingriffs durch die Folge-Elektronik im Reglertakt.

Die Konfiguration der Sendeliste erfolgt entweder flüchtig nach jedem Neustart oder dauerhaft im permanenten Speicher des Messgeräts. Im laufenden Betrieb bestimmt die Sendeliste, welche LPF von Zyklus zu Zyklus in der Response enthalten sind. Es können bis zu acht verschiedene Sendelisten im Speicher abgelegt werden. Die Art des Request bestimmt, welche Sendeliste aktiv ist, und erlaubt damit eine schnelle und flexible Reaktion der Folge-Elektronik auf verschiedene Betriebszustände.

Im Folgenden ist ein Kommunikationszyklus exemplarisch dargestellt:

• Ein vollständiger Zyklus enthält immer die weiß dargestellten Teile
• Optional sind zusätzlich bis zu 15 LPF (grau gekennzeichnet) möglich
• Die Protokollinhalte REQ, HPF, LPH und die einzelnen LPF sind jeweils über einen CRC (Cyclic Redundancy Check) abgesichert

Background-Kommunikation

Zusätzlich gibt es Aufgaben mit einer niedrigeren zeitlichen Anforderung, z. B. Lesen und Schreiben des Messgerätespeichers. Für diese Aufgaben ist bei EnDat 3 ein Background-Kanal definiert. Die Background- Kommunikation ist eingebettet in die Foreground- Kommunikation und benutzt deren Frames (REQ, LPH, LPF) als Transportcontainer. Damit erlaubt der Background-Kanal z.B. ein Lesen und Schreiben des Messgerätespeichers im Reglertakt. Allerdings gibt es für den Background-Kanal keine Echtzeitanforderungen.

Busbetrieb

Für spezielle Applikationen bietet EnDat 3 neben dem Punkt-zu-Punkt Betrieb die Möglichkeit einer Kommunikation im Busbetrieb. Dann wird der Request um einen Bus Request Frame vor dem normalen Request Frame erweitert. Dadurch können Responses mehrerer Teilnehmer in einem Kommunikationszyklus erfolgen.

Diagnose

Über EnDat ist eine weitgehende Überwachung und Diagnose des Messgerätes ohne zusätzliche Leitung möglich. Die Diagnose gilt als wesentliche Voraussetzung für die hohe Verfügbarkeit des Gesamtsystems und generiert dafür:

• Bewertungszahlen
• Fehlermeldungen
• Warnungen

Entscheidende Faktoren sind:

• Planbarkeit des Maschineneinsatzes
• Unterstützung des Servicetechnikers vor Ort
• Einfache Beurteilung der Funktionsreserve des Messgeräts
• Vereinfachung der Fehlersuche im Reparaturfall
• Erstellung aussagekräftiger Qualitätsstatistiken

Zur Bewertung der Funktionalität des Messgerätes können bei EnDat-Geräten sogenannte Bewertungszahlen zyklisch aus dem Messgerät ausgelesen werden.

Die Bewertungszahlen

• geben den aktuellen Zustand des Messgeräts wieder
• bestimmen die Funktionsreserve eines Messgeräts

Ihre Skalierung ist für alle HEIDENHAIN-Messgeräte identisch. Damit ist eine durchgängige Bewertung möglich.

Zusammen mit weiteren Sensordaten bilden die Funktionsreserven die Basis für Condition Monitoring und Predictive Maintenance durch die übergeordnete Folgeelektronik.

EnDat Master

Der EnDat 3 Master übernimmt die Kommunikation zu den EnDat 3-Messgeräten von HEIDENHAIN. Damit wird auf einfache Weise die Übermittlung der über die EnDat 3-Schnittstelle übertragenen Informationen an die übergeordnete Applikation ermöglicht. Aufgrund der hohen Übertragungsfrequenzen wird üblicherweise ein FPGA oder ASIC verwendet. Für die Integration in ein FPGA oder ASIC ist von HEIDENHAIN ein EnDat 3 Master als VHDL-Code verfügbar.