PROFInetOpisSystemu.PDF

PROFInet

Technologie i aplikacje

Opis systemu

Standard dla zastosowaƒ w automatyce

Peryferia

rozproszone

Integracja

systemów

polowych

Rozproszona

Automatyka

Integracja IT

Komunikacja

PROFInet

Instalacja

sieci

Wprowadzenie

Krótki czas rozwoju nowych produk-

tów powoduje, ˝e automatyka prze-

mys∏owa podlega ciàg∏ym zmianom.

Dotyczy to równie˝ sieci polowych,

które w ostatnim czasie uleg∏y bardzo

znaczàcemu rozwojowi. Pozwalajà

one na zastàpienie systemu o struktu-

rze centralnej, systemem rozproszo-

nym. W dziedzinie sieci polowych

od 15 lat liderem na rynku jest

standard PROFIBUS.

Rozwój dzisiejszej automatyki jest

przede wszystkim zwiàzany z techno-

logiami informatycznymi (IT) i przyj´-

tymi w nich standardami takimi jak

TCP/IP oraz XML. Integracja tych tech-

nologii z nowoczesnà automatykà

wprowadzi∏a znaczàcy post´p w za-

kresie komunikacji pomi´dzy systema-

mi sterowania, rozszerzajàc mo˝liwo-

Êci konfiguracyjne, diagnostyk´ oraz

zdalny serwis. Z za∏o˝enia funkcje te

stanowià integralnà cz´Êç systemu

PROFInet.

PROFInet jest nowoczesnym stan-

dardem dla automatyki, opartym

na sieci przemys∏owej Ethernet.

PROFInet pozwala w prosty sposób

na integracj´ i realizacj´ automatyki

procesowej, jak i sterowanie nap´-

dami (Motion Control).

Obok mo˝liwoÊci wykorzystania tech-

nologii IT, wa˝nà rol´ w za∏o˝eniach

sieci PROFInet odgrywa idea zabezpie-

czenia inwestycji. PROFInet pozwala

na integracj´ istniejàcych sieci polo-

wych, np. PROFIBUS, bez potrzeby

modyfikacji istniejàcych urzàdzeƒ. Po-

zwala to na zabezpieczenie inwestycji

zarówno dla u˝ytkownika, jak i dla

producentów urzàdzeƒ.

PROFInet spe∏nia wszystkie stawiane

wymagania przez automatyk´, dzi´ki

zebranym przez wiele lat doÊwiad-

czeniom przy tworzeniu sieci PROFI-

BUS i Industrial Ethernet. Wykorzysta-

nie otwartych standardów, prosta

obs∏uga i integracja istniejàcych urzà-

dzeƒ by∏o od poczàtku wyznacznika-

mi sieci PROFInet. PROFInet zintegro-

wano w normie IEC 61158.

Ciàg∏e prace nad dalszym rozwojem

systemu PROFInet zapewniajà u˝yt-

kownikom d∏ugie perspektywy

w realizacji projektów.

Zastosowanie standardu PROFInet po-

zwala na obni˝enie kosztów instalacji,

projektu oraz uruchomienia. Dla u˝yt-

kowników sieci, PROFInet stwarza

mo˝liwoÊç ∏atwej rozbudowy oraz

zapewnia wysokà niezawodnoÊç

instalacji.

Wysokà jakoÊç elementów PROFInet

zapewnia certyfikacja opracowa-

na przez PROFIBUS International.

Dokument ten w szczegó∏owy sposób

opisuje w jaki sposób sprawdzaç i te-

stowaç rozwiàzania PROFIBUS oraz

ustanowione standardy IT zaimple-

mentowane w systemie PROFInet.

Spis treÊci

1. Ogólne informacje o PROFInet . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.1 Rozproszone urzàdzenia polowe (PROFInet IO) . . . . . . 4

1.2 Automatyka rozproszona (model komponentów

PROFInet) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

1.3 Komunikacja . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.4 Instalacja sieci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.5 Integracja IT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.6 Integracja struktur polowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

5. Instalacja sieci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5.1 Topologia sieci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

5.2 Okablowanie sieci PROFInet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.3 Z∏acza . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

5.4 Switche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

6. Integracja z IT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6.1 Zarzàdzanie siecià . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6.2 Us∏ugi Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

6.3 OPC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2. Zdecentralizowane urzàdzenia polowe . . . . . . . . . . 6

2.1 Przeglàd funkcji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.2 Model urzàdzenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2.3 Opis urzàdzenia (GSD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.4 Konfiguracja i wymiana danych . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2.5 Diagnostyka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

7. Integracja systemów sieciowych . . . . . . . . . . . . . . 19

7.1 Strategia migracji . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

7.2 Integracja poprzez Proxie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

7.3 Integracja aplikacji sieci polowych . . . . . . . . . . . . . . 19

7.4 PROFInet i inne sieci polowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

7.5 Przyk∏ad modu∏ów maszyny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3. Rozproszona automatyka . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.1 Modu∏y technologiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.2 Komponenty PROFInet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.3 In˝yniering PROFInet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.4 Opis komponentów (PCD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.5 Edytor po∏àczeƒ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

3.6 PROFInet Runtime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

8. Oferta PNO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

8.1 Rozwój technologii . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

8.2 Wytyczne odnoÊnie zachowania jakoÊci . . . . . . . . . . 21

8.3 Wsparcie techniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

9. S∏ownik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4. Komunikacja PROFInet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.1 Komunikacja standardowa TCP/UDP . . . . . . . . . . . . . 10

4.2 Komunikacja w Real Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

4.3 Komunikacja w PROFInet IO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

4.4 Komunikacja pomi´dzy komponentami . . . . . . . . . . 12

1. Ogólne informacje o sieci PROFInet

PROFInet jest nowoczesnym standar-

dem przemys∏owym opracowanym

przez PROFIBUS International do bu-

dowy zintegrowanych i zwartych sys-

temów automatyki, opartym na sieci

Industrial Ethernet. PROFInet pozwala

na integracj´ w jednej sieci prostych

urzàdzeƒ polowych oraz aplikacji kry-

tycznych czasowo. System PROFInet

umo˝liwia równie˝ budow´ rozpro-

szonych systemów automatyki opar-

tych na modelu komponentów

(Component based automation).

Wymiana danych

pomi´dzy

sterownikiem,

a peryferiami

Sterownik:

IO-Controller

Ethernet

1.1 Rozproszone urzàdzenia

polowe (PROFInet IO)

Rozproszone urzàdzenia polowe mo˝-

na zintegrowaç w sieci PROFInet IO.

Wykorzystana jest tutaj podobna me-

toda dzia∏ania, jak w przypadku sieci

PROFIBUS DP, gdzie dane z fizycznych

wejÊç i wyjÊç urzàdzeƒ polowych

sà cyklicznie przesy∏ane

do sterownika PLC.

PROFInet IO opisuje model urzàdzenia

wzorowany na modelu sieci PROFIBUS

DP – zawierajàcy slot i kana∏. Parame-

try urzàdzenia opisane sà przez plik

GSD (General Station Description)

bazujàcy na technologii XML.

Konfiguracja sieci PROFInet IO jest po-

dobna do konfiguracji sieci PROFIBUS

DP, gdzie poszczególne urzàdzenia

przypisywane sà do sterownika ju˝

na etapie tworzenia samej

konfiguracji.

Peryferia: IO-Devices

Rys 1: Architektura sieci PROFInet IO

PROFInet bazujàcy na modelu kompo-

nentów jest opisywany za pomocà pli-

ków PCD (PROFInet Component

Description). Pliki XML, który mo˝-

na tworzyç za pomocà generatora

komponentów dostarczanego przez

producenta sprz´tu lub za pomocà

programu PROFInet Component.

na integracj´ poziomu automatyki

z innymi sieciami informatycznymi

zak∏adu (MES, ERP).

Do transmisji danych procesowych

krytycznych czasowo wewnàtrz in-

stalacji wykorzystywany jest kana∏

czasu rzeczywistego – SRT (Soft

Real Time). Kana∏ ten jest imple-

mentowany jako oprogramo-

wanie w sterownikach.

1.3 Komunikacja

Standard PROFInet wykorzystuje ró˝ne

warstwy w procesie komunikacji, ró˝-

niàce si´ wydajnoÊcià:

Dla aplikacji synchronizowanych

czasowo, dost´pna jest komunikacji

z izochronicznym kana∏em czasu

rzeczywistego (IRT), która zapewnia

dok∏adnoÊç impulsów na poziomie

1 µs przy okresie zegara 1 ms.

PROFInet przesy∏a dane niekrytycz-

ne czasowo takie jak parametry,

dane konfiguracyjne, informacje

o po∏àczeniach, za pomocà kana∏u

TCP/UDP oraz IP. Pozwala to

1.2 Automatyka rozproszo-

na (model komponentów

PROFInet)

Model komponentów PROFInet jest

efektywny w przypadku rozproszo-

nych instalacji przemys∏owych. De-

dykowany jest dla urzàdzeƒ inteli-

gentnych oraz programowalnych

urzàdzeƒ automatyki.

Model komponentów PROFInet trak-

tuje poszczególne modu∏y maszyny

lub instalacji jako modu∏y technolo-

giczne. System automatyki rozproszo-

nej oparty na bazie modu∏ów techno-

logicznych, znacznie upraszcza po-

dzia∏ maszyny lub instalacji na grupy

funkcyjne, przez co u∏atwia progra-

mowanie oraz dodatkowo pozwala

na powtórne wykorzystanie poszcze-

gólnych modu∏ów. Takie podejÊcie

obni˝a koszty opracowania ca∏oÊci

systemu.

Rys. 2: Mechanika, elektryka/elektronika i oprogramowanie stanowià poszczególne

modu∏y technologiczne dla modelu komponentowego

1.4 Instalacja sieci

Warstwa fizyczna sieci PROFInet opar-

ta jest na bazie standardu przemys∏o-

wego Ethernet. Daje to producentowi

urzàdzeƒ jasne wytyczne co do wyma-

gaƒ odnoÊnie interfejsu i okablowa-

nia. Zasady wykonania instalacji za-

warto w podr´czniku instalacji sieci

PROFInet „PROFInet Instlation

Guideline”.

1.6 Integracja struktur polowych

Zasadniczà cechà systemu PROFInet

jest bezproblemowe przejÊcie z istnie-

jàcych sieci polowych, takich jak PRO-

FIBUS DP, do opartej na standardzie

Ethernet sieci PROFInet. Dla producen-

tów sprz´tu, wykonawców maszyn

i urzàdzeƒ oraz koƒcowych u˝ytkow-

ników stanowi to zabezpieczenie ich

istniejàcych inwestycji. PROFInet po-

zwala na dwa sposoby zintegrowaç

istniejàce sieci pole:

DP. Ca∏a funkcjonalnoÊç ni˝ej po-

∏o˝onej sieci polowej jest umiesz-

czona w proxy jako komponent,

który jest nast´pnie dost´pny

w sieci Ethernet

1.5 Integracja IT

Zarzàdzanie siecià obejmuje wszystkie

funkcje wymagane do administrowa-

nia urzàdzeniami PROFInet w sieci

opartej na standardzie fizycznym

Ethernet. Obejmuje ono konfiguracj´

i diagnostyk´ sieci.

Dla technologii internetowych wyko-

rzystywane sà mechanizmy bazujàce

na sieci Ethernet, które pozwalajà

na dost´p do komponentów PROFInet

przez standardowe technologie znane

z sieci internet.

Aby zapewniç otwarte po∏àczenie

z innymi systemami, PROFInet wy-

korzystuje mechanizmy OPC DA

oraz DX.

Integracja urzàdzeƒ polowych

przez urzàdzenia zwane proxy:

w tym przypadku proxy reprezen-

tuje urzàdzenia polowe ni˝szego

poziomu w sieci Ethernet. Wyko-

rzystujàc koncepcj´ proxy, PROFI-

net pozwala na proste ∏àczenie

istniejàcych oraz nowo zainstalo-

wanych urzàdzeƒ.

Integracja ca∏ych aplikacji sieci

polowych: segment sieci polowej

jest w takim przypadku reprezen-

towany jako niezale˝ny kompo-

nent. Przyk∏adem takiego kompo-

nentu jest urzàdzenie PROFInet,

które jest równoczeÊnie urzàdze-

niem sieci polowej, np. PROFIBUS

Ethernet

Proxy

PROFIBUS

Rys 3: Integracja systemu PROFIBUS do PROFInet poprzez urzàdzenie Proxy

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: