PROFINET é o industrial aberto Ethernet padrão de PROFIBUS & PROFINET International (PI) para a automação. PROFINET usa padrões TCP / IP e de TI, e é, com efeito, Ethernet em tempo real.

O conceito PROFINET possui uma estrutura modular, de modo que os usuários podem selecionar as funções em cascata em si. Eles diferem essencialmente em função do tipo de troca de dados para cumprir as exigências, em parte muito elevados de velocidade.

Em conjunto com PROFINET, as duas perspectivas PROFINET CBA e PROFINET IO existe. PROFINET CBA é adequado para a comunicação baseada em componentes via TCP / IP e PROFINET IO usado para a comunicação em tempo real com requisitos de tempo real em engenharia de sistemas modulares. Ambas as opções de comunicação pode ser usado em paralelo.

PROFINET IO foi desenvolvido para tempo real (RT) e isócrona em tempo real (IRT) comunicação com a periferia descentralizada. As designações RT e IRT apenas descrever as propriedades em tempo real para a comunicação dentro PROFINET IO.

PROFINET CBA e PROFINET IO podem se comunicar ao mesmo tempo sobre o sistema de ônibus mesmo. Eles podem ser operadas separadamente ou em conjunto, de modo que um subsistema PROFINET IO aparece como um sistema PROFINET CBA a partir de uma perspectiva de sistema.

Conteúdo

1 Tecnologia ■

2 modelo de componente PROFINET (PROFINET CBA) ■

3 PROFINET e os seus periféricos (PROFINET IO) ■

4 PROFINET IO abordando ■

5 PROFINET e em tempo real ■

6 PROFINET e isócrona de comunicação ■

7 perfis ■

8 Outros destaques do conceito PROFINET ■

9 Benefícios da PROFINET ■

10 Organização ■

11 Ver também ■

12 Leitura mais adicional ■

12,1 Livros ■

Referências 12,2 ■

13 ligações externas ■

Tecnologia

Para conseguir estas funções, três níveis de protocolos diferentes são definidos:

TCP / IP para PROFINET CBA e comissionamento de uma planta [1] , com tempos de reação na faixa de 100ms ■

RT protocolo (em tempo real) para PROFINET CBA e aplicações PROFINET IO [1] até 10 vezes de ciclo ms ■

IRT (isócrona em tempo real) para aplicações PROFINET IO em sistemas de transmissão [1] com os ciclos de tempo de menos de 1 ms

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O protocolo PROFINET pode ser gravado e exibido usando qualquer Ethernet ferramenta de análise. Nas versões atuais, Wireshark / Ethereal são capazes de decodificar os quadros de mensagens PROFINET [1] .

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modelo de componente PROFINET (PROFINET CBA)

Um sistema PROFINET CBA consiste em componentes de automação. Um componente abrange todas as variáveis mecânicas, elétricas e de TI. O componente pode ser gerado usando as ferramentas de programação convencionais. Um componente é descrito usando um Componente Descrição PROFINET (PCD) de arquivos em XML. Uma ferramenta de planejamento carrega essas descrições e permite a interligação lógica entre os componentes individuais a serem gerados para a implementação de uma planta.

Este modelo foi em grande parte inspirado pelo IEC 61499 padrão.

A ideia básica da CBA é que um sistema de automação completa pode em muitos casos ser dividido em subsistemas que operam de forma autónoma, dispondo-os, assim, de forma muito clara. O design e as funções podem realmente acabar de forma idêntica ou ligeiramente modificada em vários sistemas. Estes componentes PROFINET são geralmente controlados por número razoável de sinais de entrada. No interior do componente, um programa de controlo de escrita pelo utilizador executa a função desejada no interior do componente e passa os sinais de saída correspondentes para outro controlador. A engenharia que está associado a ele é fabricante neutro. A comunicação de um sistema baseado em componentes só é configurado, em vez de ser programado. A comunicação com PROFINET CBA (sem tempo real) é adequado para tempos de ciclo de barramento de aprox. 50 ... 100 ms. O paralelo execução RT canal permite ciclos de dados semelhantes, a PROFINET IO (a ms poucos).

PROFINET e os seus periféricos (PROFINET IO)

A interface periféricos é implementado por PROFINET IO [1] [2] . Ele define a comunicação com campo conectados os dispositivos periféricos. Sua base é um cascata conceito de tempo real. PROFINET IO define a troca de dados entre os controladores de todo (dispositivos com funcionalidade "mestre") e os dispositivos (dispositivos com funcionalidade "escravo"), bem como parâmetros de configuração e diagnóstico. PROFINET IO é projetado para a troca rápida de dados entre os dispositivos baseados em Ethernet de campo e segue o modelo de provedor-consumidor [1] . Dispositivos de campo em uma linha PROFIBUS subordinado pode ser integrado no sistema PROFINET IO, sem qualquer esforço e sem problemas através de um IO-proxy (representante de um sistema de ônibus subordinado). Um desenvolvedor pode implementar dispositivo PROFINET IO com qualquer controlador Ethernet disponível no mercado [1] . É adequado para a troca de dados com tempos de ciclo de barramento de um ms alguns. A configuração de um IO-Sistema foi mantido quase idêntico ao do "look and feel" do PROFIBUS. PROFINET IO contém sempre o conceito de tempo real.

Um sistema PROFINET IO consiste nos seguintes dispositivos:

O controlador IO, que controla a tarefa de automação. ■

O dispositivo de IO, que é um dispositivo de campo, monitorizadas e controladas por um controlador IO. Um dispositivo de IO pode consistir de vários módulos e sub-módulos.

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O Supervisor IO é software normalmente baseado em um PC, para definir parâmetros e diagnóstico de dispositivos individuais IO [2] .

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Uma relação de Aplicação (AR) é estabelecida entre um controlador e um dispositivo de IO IO. Estes ARs são usados para definir as relações de comunicação (CR) com características diferentes para a transferência de parâmetros, a troca cíclica de dados e manipulação de alarmes [1] . Consulte ProfNet conexão IO ciclo de vida para uma descrição mais detalhada.

As características de um dispositivo de IO são descritas pelo fabricante do dispositivo em uma estação de arquivo Descrição Geral (GSD). A linguagem utilizada para este fim é o GSDML (GSD Markup Language) - uma linguagem baseada em XML. O arquivo GSD fornece o software de supervisão, com uma base para planejar a configuração de um sistema PROFINET IO [1] [2] .

PROFINET IO abordando

Cada módulo dentro de uma rede PROFINET tem três endereços:

Endereço MAC ■

Endereço IP ■

Nome do dispositivo, um nome lógico para o módulo dentro da configuração total ■

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Porque PROFINET usa TCP / IP de um endereço IP e MAC são usados. A mudança de endereço MAC, se o dispositivo for substituído. Um endereço IP é uma forma de endereçamento dinâmico. Porque havia uma necessidade de um endereço fixo o nome do dispositivo é utilizado.

Para atribuição do endereço IP, máscara de sub-rede e gateway padrão dois métodos são definidos:

DCP: Descoberta e Configuration Protocol ■

DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol ■

PROFINET e em tempo real

Dentro PROFINET IO, os dados do processo e os alarmes são sempre transmitidos em tempo real (RT). Tempo real em PROFINET baseia-se na definição de IEEE e IEC, que permitem apenas um tempo limitado para a execução de serviços em tempo real dentro de um ciclo de enlace. A comunicação RT representa a base para a troca de dados para PROFINET IO. Dados em tempo real são tratados com uma prioridade maior do que o TCP (UDP) / IP de dados. RT é a base para a comunicação em tempo real na zona de periferia distribuído e para o modelo de componente PROFINET (PROFINET CBA). Este tipo de intercâmbio de dados permite que os tempos de ciclo de barramento no intervalo de algumas centenas de microsegundos.

PROFINET e isócrona de comunicação

A troca de dados com PROFINET isócrono é definido na isócrono tempo real conceito (IRT). Dispositivos PROFINET IO campo com funcionalidade IRT tem portas de switch integradas no dispositivo de campo. Elas podem basear-se, por exemplo sobre a controladores Ethernet ERTEC 400/200. Os ciclos de troca de dados são geralmente na gama de algumas centenas de microsegundos até alguns milissegundos. A diferença de comunicação em tempo real é essencialmente o elevado grau de determinismo, de modo que o início de um ciclo de enlace é mantido com elevada precisão. O início de um ciclo de barramento pode desviar-se para um uS (jitter). IRT é necessário, por exemplo, para aplicações de controle de movimento (processos de controle de posicionamento).

Perfis

Os perfis são pré-definidas configurações das funções e recursos disponíveis a partir de PROFINET para uso em dispositivos ou aplicações específicas. Eles são especificados por grupos de trabalho de PI e publicado pela PI. Perfis são importantes para a interoperabilidade, a abertura ea permutabilidade, de modo que o usuário final pode ter certeza de que os equipamentos similares de diferentes fornecedores executar de forma padronizada. Escolha do usuário incentiva a competição que leva fornecedores para um melhor desempenho e menores custos.

Existem perfis PROFINET para Encoders, por exemplo. Outros perfis foram especificadas para o Controle de Movimento (PROFIdrive) e Segurança Funcional (PROFIsafe). Um perfil especial para comboios também existe.

Um perfil importante é PROFIenergy . Esta foi solicitado em 2009 pelo grupo alemão AIDA dos Fabricantes de automóveis (Audi, BMW, Mercedes, Porsche e VW) que desejava ter uma maneira padronizada de gestão activa de consumo de energia em suas plantas. Dispositivos de alta energia e sub-sistemas, tais como robôs, lasers e até linhas de pintura são o alvo para este perfil, o que ajudará a reduzir os custos de uma planta de energia de forma inteligente mudar os dispositivos em 'sono' modos de tomar conta de quebras de produção, previstas (fins de semana por exemplo, e de paragem) e imprevistas (avarias, por exemplo).

PROFIenergy é aplicável em toda a indústria e inclui serviços de monitoramento que podem levar para a gestão em tempo real da demanda de energia

Outros destaques do conceito PROFINET

Engenharia: Ao apoiar a interface chamada Tool, cada fabricante de dispositivos de campo pode trancar qualquer software TCI-capaz e parametrizar e diagnosticar dispositivos de campo sem ter que deixar o programa.

A proximidade de substituição reconhecimento e dispositivo: Todos os dispositivos de campo PROFINET determinar seus vizinhos. Isto permite a substituição de dispositivos de campo sem necessidade de ferramentas adicionais e conhecimento prévio em caso de uma falha. Ao ler esta informação, a topologia do sistema pode ser representada graficamente de uma forma muito clara.

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Servidor parâmetro: dados ajustados individualmente pode ser carregado fabricante neutro (por exemplo, através de TCI) e automaticamente arquivadas em um servidor de parâmetro. Recarga também é feito automaticamente quando a substituição de um dispositivo.

Determinismo: PROFINET suporta o tráfego de dados determinista, por exemplo, para tarefas de controlo de alta precisão.

Redundância: O conceito de redundância definido no PROFINET aumenta significativamente a disponibilidade do sistema.

Benefícios de PROFINET

Devido ao desenvolvimento contínuo do PROFINET, os usuários são fornecidos com uma perspectiva de longo prazo para a implementação de suas tarefas de automação.

O sistema operador lucros da expansibilidade simples do sistema e alto grau de disponibilidade de forma autónoma executando subsistemas.

Organização

PROFINET é definido por PROFIBUS & PROFINET Internacional (PI) e apoiado pelo Clube INTERBUS e, desde 2003, faz parte da IEC 61158 e 61784 IEC

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