Industrielles Ethernet

Mehrwert einfach integriert

Einfache und umfangreiche Integrationsmöglichkeiten von
Profinet-Funktionen für Gerätehersteller

Der Einsatz von Profinet in Anlagen ermöglicht Mehrwertfunktionen wie parallelen TCP/IP-Verkehr, große Mengengerüste und hohe Geschwindigkeit. Eine breite herstellerseitige Unterstützung hat zur Geräteauswahl und zum Wachstum des Standards beigetragen. Durch unterschiedliche Entwicklungsplattformen und vielfältige Unterstützung geht der Ausbau der Profinet-Gerätelandschaft und die Integration von Mehrwertfunktionen weiter.
Die Systemarchitektur von Profinet nutzt die Möglichkeiten von Ethernet im Vergleich zu Feldbuskonzepten konsequent. So ergeben sich allein durch den Umstieg von Feldbussystemen auf Ethernet durch die 100Mbit- und Vollduplex-Übertragung kleinere Zykluszeiten der E/A-Daten. Mit dem bei Profinet vorhandenen Mechanismus einer dynamischen Frame-Paketierung (DFP) und der automatischen Fragmentierung von TCP/IP-Daten sind Update-Raten von 31,25µs bei offener TCP/IP-Kommunikation möglich. Aber die bei Profinet verfügbare Update-Rate von 250µs und eine isochrone Echtzeitkommunikation (IRT) mit einem maximalen Jitter von 1µs stellen für die meisten Anwendungen weitaus mehr Geschwindigkeit bereit, als konkret benötigt wird. Die üblichen Zykluszeiten von Steuerungen, E/A-Modulen oder Antrieben sind vielfach höher, in der Regel sind hier die Anforderungen an die Deterministik wichtiger. Ein freier TCP/IP-Zugang von Geräten, der völlig neue Möglichkeiten der Geräteintegration und der Datenerfassung in den Maschinen überhaupt erst ermöglicht, wird immer wichtiger. Bei Profinet ist dieser Zugang einfach, ein freier Port genügt. Zusätzliche Hardware oder performance-hungrige Umkopiermechanismen in Kommunikationsmastern, die zudem betriebsbereit sein müssen, sind hier nicht notwendig. Auf Basis dieser parallelen E/A- und TCP/IP-Kommunikation wurden in der Profinet-Spezifikation bereits innovative und für alle Branchen wichtige neue Funktionen herstellerübergreifend definiert, z.B. für Energiemanagement oder Netzwerk- und Gerätediagnose.

Mehr als nur E/A-Kommunikation

Durch die Integration des Profinet-Protokolls können Gerätehersteller neue Möglichkeiten ihren Kunden einfach zugänglich machen. Ohne eine konsequente Standardisierung sind nur herstellerspezifische Lösungen mit eigenen Programmbausteinen möglich, was den Einsatz unnötig komplex gestaltet. Nicht so offensiv diskutiert, aber überall notwendig, sind Funktionen wie Identifikation und Maintenance, Firmware-Update und eine umfassende Diagnose. Auf Basis der TCP/IP-Kommunikation integrieren Gerätehersteller diese Dienste sowohl für interne Testzwecke als auch für den Betrieb in den Maschinen und Anlagen ihrer Kunden. Zusätzlich zu den standardisierten Diagnosewegen über Profinet und SNMP können Gerätehersteller per Webseiten oder anderer IP-basierter Kommunikation zu eigenen spezifischen Engineering-Tools erweiterte Informationen und Parametriermöglichkeiten integrieren. Dadurch bieten sie Vorteile gegenüber Geräten mit nur einfacher E/A-Kommunikation an. Das Engineering über Profinet ist einfach, z.B. sind alle Sprach- und Gerätevarianten einer Gerätefamilie über eine einzige GSD-Datei (General Station Description) beschreibbar, die allermeisten Fehlerfälle sind durch den Profinet-Standard definiert. Das erleichtert das Handling für den Entwickler bei der Erstellung der GSD und für den Anwender bei der Inbetriebsetzung.

Schnell zum zuverlässigen Betrieb

Durch Eigenschaften von Profinet, wie eine einfache Adressierung der Geräte mit Namen und die integrierte Topologiesicht, werden das Engineering und die Inbetriebsetzung unmittelbar erleichtert. Diese Topologiesicht dient nicht nur zur Anlagendokumentation, sondern bietet kombiniert mit den Diagnosemeldungen eine ortsgenaue Fehlermeldung und damit eine schnelle und einfache Fehlerbehebung. Der Zugriff erfolgt dabei nicht nur lokal per SPS oder Engineering, sondern auch über Zusatz-Tools oder Fernzugriff. Gerne wird auch eine drahtlose Kommunikationsstrecke eingesetzt, denn dann kann sich der Inbetriebsetzer mit dem Engineering-PC mobil an die Stelle positionieren, die den besten Einblick in die Maschine bietet. Über Funk oder Kabel können Geräte, die nur eine TCP/IP-Kommunikation benötigen, z.B. Kameras, oder E/A-Geräte mit zusätzlichen Qualitätsdaten einfach angeschlossen werden. Das Generieren von Qualitätsdaten oder zusätzlichen Begleitwerten wandert immer mehr in die Geräte hinein, da es die fortschreitende Leistungsfähigkeit der Hardware und Software von Industrieelektronik ermöglicht, entsprechende Geräte zu marktgerechten Kosten zu entwickeln.