PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008

Prezentacja na temat: "PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008"— Zapis prezentacji:

1 PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008
31 March, 2 April and 4 April 2008 Copyright ©2008 PROFIBUS International. All rights reserved.

2 Trendy w Automatyce Zmiana trendu ze struktur sterowanych centralnie w kierunku jednostek o strukturze rozproszonej Wykorzystanie ethernetu na wszystkich poziomach automatyki Wzrost użytkowania otwartych standardów IT w automatyce IT i świat automatyki rosną razem

3 Do czego używać ethernet w środowisku przemysłowym?
Jednolita struktura sieci Redukcja liczby interfejsów Używana na terenie całej fabryki Ciągłość na poziomie polowym Wykorzystanie zalet technologii TI w obszarze produkcji Zdalny dostęp Serwisy webowe Aktualizacje software’u Udoskonalenia dopasowane do dzisiejszych systemów Wysoka wydajność Nieograniczona ilość Prosta obsługa

4 Specjalne Wymagania dla Automatyki Przemysłowej
Wysoka Dostępność Szeroki Zakres Inżynierii Obiektowej Szybki Czas Reakcji Wiele Zaakceptowanych Instalacji Przemysłowych Skuteczna Diagnostyka Sieci i Urządzeń Automatyka Przemysłowa Integracja z Istniejącymi Obiektami Konfigurowany Poziom Dostępu Aplikacje wStandardzie Safety

5 PROFINET – rozwiązanie!
PROFINET jest otwartym standardem typu Industrial Ethernet stworzonym przez PROFIBUS & PROFINET International (PI) PROFINET bazuje na standardzie Industrial Ethernet PROFINET wykorzystuje TCP/IP i standardy IT PROFINET jest systemem ethernet czasu rzeczywistego PROFINET pozwala na dokładną integrację z systemami polowymi

6 Z pomocą PROFINETu możemy użyć jednej magistrali do wszystkich zadań!
Sieć o zwykłej topologii WLAN PG/PC HMI PLC Ethernet Przemysłowy Diagnostyka PLC Urządzenie polowe Web/TCP/IP Urządzenie polowe Urządzenie polowe

7 Z pomocą PROFINETu możemy użyć jednej magistrali do wszystkich zadań!
Topologia sieci w standardzie PROFINET IWLAN PLC PG/PC HMI Diagnostyka Industrial Ethernet Motion Control Drive Urządzenie polowe Web/TCP/IP ü ü ü Access- Point ü Urządzenie polowe

8 Z pomocą PROFINETu możemy użyć jednej magistrali do wszystkich zadań!
Korzyści i wartości dodane dla klientów Podłączenie każdego urządzenia automatyki w każdym punkcie sieci Wszystkie aplikacje działają z jednym i tym samym kablem w czasie rzeczywistym i po TCP/IP Systemy standardowe i failsafe używają tego samego kabla; w razie potrzeby także sieci bezprzewodowej Industrial WLAN Elastyczność oraz redukcja kosztów przy projektowaniu, instalacji i utrzymaniu

9 PROFINET PROFINET PROFINET – tematy Dezentrale Security Feldgeräte
Process Real-Time Communication Safety PROFINET Motion Control Safety IT Standards & Security Distributed Field Device PROFINET Verteilte Intelligenz IT-Standards Network Installation Motion Control Netzwerk- Installation Distributed Automation PROFINET – Wszechstronny Standard Industrial Ethernet

10 Komunikacja czasu rzeczywistego (RT)
Real-Time Communication Process Safety IT Standards & Security Distributed Field Device PROFINET Network Installation Motion Control Distributed Automation

11 PROFINET komunikacja czasu rzeczywistego
PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008 31 March, 2 April and 4 April 2008 PROFINET komunikacja czasu rzeczywistego Jednolita komunikacja i szybki czas reakcji Jednoczesna komunikacja czasu rzeczywistego (RT) i serwisów IT na jednym kablu Skalowalna komunikacja RT do strony aplikacji o niekrytycznym czasie dostępu do aplikacji wysokiej wydajności Komunikacja czasu rzeczywistego (RT) Izochroniczna komunikacja czasu rzeczywistego (IRT) Nieograniczona komunikacja TCP/IP Automatyka Obiektu Kontrola Napędów Internet 100ms 250µs Serwisy IT TCP/IP RT IRT Copyright ©2008 PROFIBUS International. All rights reserved.

12 Komunikacja czasu rzeczywistego (RT)
Użycie standardowych komponentów, np. switch’y Ta sama klasa wydajności, co dzisiejsze systemy (np. PROFIBUS) Automatyzacja fabryki jest typową aplikacją Uzyskanie wysokiej wydajności poprzez minimalizację czasu procesowania stosu Real-Time Real-Time (RT) Ethernet TCP/UDP Aplikacje PROFINET Aplikacje IT Np.: HTTP SNMP DHCP... Konfiguracja Diagnostyka Dane Procesowe IP

13 Izochroniczna komunikacja czasu rzeczywistego (IRT)
Wsparcie sprzętowe alokacji okienek czasowych dla ramek w komunikacji czasu rzeczywistego Brak wpływu komunikacji TCP/IP i komunikacji typu broadcast/multicast na komunikację RT Wysoka wydajność, nawet w przypadku switch’y połączonych kaskadowo Ściśle określona czasowo transmisja danych Podstawowa technologia przy aplikacjach izochronicznych Interwał IRT Interwał IRT Interwał IRT TCP/IP TCP/IP TCP/IP Cykl 1 Cykl 2 = okienko czasowe (time slot) Cykl n np.: 1 cykl kontroli pozycji Komunikacja izochroniczna Komunikacja TCP/IP Dane IO Dane TCP/IP

14 Rozproszone Urządzenia Polowe
Process Real-Time Communication Safety IT Standards & Security Distributed Field Device PROFINET Network Installation Motion Control Distributed Automation

15 PROFINET – Połączenia Między Urządzeniami Polowymi
Urządzenia PROFINET IO ze zintegrowanym 2-portowym switch’em wykorzystywanym przy budowie struktury liniowej sieci Możliwość użycia modułów I/O bez wprowadzania dodatkowych zmian Konfigurowanie urządzeń w przyjazny sposób Programowanie PLC za pomocą znanych komand Elastyczność użycia urządzeń polowych w sieciach PROFIBUS and PROFINET

16 Klasy Urządzeń w PROFINET
PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008 31 March, 2 April and 4 April 2008 Klasy Urządzeń w PROFINET Kontroler PROFINET IO: Wymiana sygnałów I/O z urządzeniami polowymi Dostęp do sygnałów I/O podczas obrazowania procesu Urządzenie PROFINET IO: Urządzenie polowe alokowane na kontroler IO Supervisor PROFINET IO: Stacja HMI i Diagnostyczna PROFINET Industrial Ethernet Copyright ©2008 PROFIBUS International. All rights reserved.

17 Konfiguracja Za Pomocą Narządzi Inżynierskich
Ten sam widok konfiguracyjny dla PROFIBUS i PROFINET HW-Config GSDML GSD + XML = GSDML Szybki start z technologią PROFINET dzięki użyciu istniejącego know-how

18 Zestandaryzowany Opis Urządzenia
Opis właściwości urządzenia w języku GSDML (Generic Station Description): Moduły włączane (Number, Typ) Dane konfiguracyjne modułu (np.: analog input) Parametry modułu (np.: 4..20mA) Informacje diagnostyczne (np.: przerwany kabel) GSDML jest oparty na XML Tworzony w każdym dostępnym edytorze XML Zestandaryzowane metody XML definiują format i zawartość pliku Struktura GSDML jest zgodna ze standardem ISO 15745 GSDML

19 PROFINET IO – Adresowanie Urządzeń
1 Kontroler IO 2 MAC Adr 1 MAC Adr 2 1 Nazwa urządzenia IO jest nadawana za pomocą aplikacji inżynierskiej (Nazwa urządzenia jest składowana w wewnętrznym buforze lub w konfiguracji kontrolera) Kontroler inicjalizuje urządzenie poprzez nazwę 2

20 Model Urządzenia Zgodny ze Sprawdzonymi Standardami
Model urządzenia PROFINET jest podobny do modelu PROFIBUS Moduły w slotach Kanały w modułach Kanały z przyporządkowanymi adresami I/O Channel 0 Channel 1 Channel 2 Channel n+x Module 1 ... Channel n+x Module 2 Module 3 Użycie istniejących modułów IO gwarantuje ochronę przed dodatkowymi inwestycjami dla producentów i operatorów urządzeń

21 Strukturyzowana Informacja Diagnostyczna
PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008 31 March, 2 April and 4 April 2008 Strukturyzowana Informacja Diagnostyczna PROFINET-device diagnostics in three levels: device slot channel for network components: address location of error Open Network diagnostics SNMP Web Level 1: error in the device (e.g. Valve station 2) Module 1 Module 2 Level 2: Error in the Module (e.g. Analogue input module 3) Channel 0 Channel 0 Channel 0 Channel 1 Channel 1 Channel 1 Channel 2 Channel 2 Channel 2 open Network diagnostics IP address, location, Statistics Level 3: Error in the channel (e.g. Broken wire on level 2) ... ... ... Channel n+x Channel n+x Copyright ©2008 PROFIBUS International. All rights reserved.

22 PROFINET- Diagnostyka Urządzeń w STEP7
Ten sam widok diagnostyki dla PROFIBUS i PROFINET General diagnosis Detailed diagnosis Skuteczna lokalizacja i eliminacja błędów dzięki zintegrowanemu systemowi diagnostycznemu

23 Informacja o Topologii Sieci
Możliwość użycia informacji o topologii sieci to... Łatwiejsze zarządzanie z powodu lepszego przeglądu sytuacji Kompleksowa diagnostyka Łatwość podmiany urządzeń Wsparcie dokumentacji sieci Większa przejrzystość produkcji …przy użyciu aplikacji inżynierskiej zgodnie ze standardami LLDP zgodne z protokołem IEEE AB Oszczędność kosztów w procesie instalacji, utrzymania i operacji

24 Diagnostyka przez stronę www
Diagnostyka kiedy tylko jest potrzebna Przez zintegrowany interfejs PROFINET Odczyt danych przez przeglądarkę internetową Wyświetlanie zoptymalizowane dla PCs, Paneli, PDAs Zawartość serwisów webowych Identyfikacja modułów (MLFB, FW version, itp.) Status operacji, bufor diagnostyczny Wyświetlanie wiadomości (Alarm S) Parametry i statystyka Ethernetu Łatwy dostęp do danych diagnostycznych z każdej lokalizacji Zwiększenie dostępności fabryki

25 Integracja systemu PROFIBUS w PROFINET
Industrial Ethernet Proxy Transparentna komunikacja pomiędzy Ethernetem i PROFIBUSEM Proxy reprezentuje urządzenia PROFIBUS w sieci Ethernet Proxy jest urządzeniem PROFINET w sieci Ethernet i urządzeniem DP-Master w sieci PROFIBUS PROFIBUS Otwartość dzięki integracji istniejących sieci Ochrona inwestycji dla producentów i użytkowników końcowych

26 PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008
31 March, 2 April and 4 April 2008 Instalacja Sieci Process Real-Time Communication Safety IT Standards & Security Distributed Field Device PROFINET Motion Control Network Installation Distributed Automation Copyright ©2008 PROFIBUS International. All rights reserved.

27 Poradnik Instalacji PROFINET
“Poradnik Instalacji PROFINET“ uzupełnia standardy okablowania budynków o specjalne wymagania stawiane sektorowi przemysłowemu Operatorzy sieci: Proste zasady instalacji sieci Brak wymagań co do specjalistycznej wiedzy przy instalacji sieci PROFINET Producenci urządzeń: Definicja dokładnych informacji potrzebnych przy rozwoju urządzeń Mechaniczne i elektryczne właściwości interfejsów

28 Industrial Ethernet - topologia
PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008 31 March, 2 April and 4 April 2008 Industrial Ethernet - topologia Wszystkie rodzaje topologii mogą być używane Struktura ringu gwarantuje wysoką dostępność Struktura liniowa minimalizuje koszty okablowania Solidna warstwa fizyczna(kable, konektory) Ring Line Tree Star Zoptymalizowana struktura sieci pozwala na oszczędność kosztów we wszystkich aplikacjach Nutzen: Copyright ©2008 PROFIBUS International. All rights reserved.

29 Nowe Aplikacje PROFINET z Siecią Industrial Wireless LAN
Komunikacja bezprzewodowa: mobilność dla nowych aplikacji Automatic guided vehicle systems Monorail conveyors Inaccessible installation locations Bridging buildings and streets Przenośne terminale Dodatkowe zalety dla przemysłu Redundancja Determinizm Solidność Standard komunikacji bezprzewodowej IEEE a/b/g & h Tak samo bezpieczne i niezawodne jak systemy przewodowe!

30 Korzyści z komunikacji bezprzewodowej
Klienci mają… Drogi proces rozkładania kabli i ich łączenia Mała elastyczność oraz brak przestrzeni Wysokie koszty utrzymania Klienci chcą… Łatwych połączeń nawet w trudno dostępnych miejscach Więcej miejsca i większej elastyczności Małe koszty utrzymania

31 PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008
31 March, 2 April and 4 April 2008 Niezawodność IWLAN Redundancja Dzięki access point’om wyposażonym w 2 kart radio o częstotliwości: 2.4GHz i 5GHz IWLAN w czasie rzeczywistym Alokacja danych w SCALANCE W umożliwia czas cyklu < 15 ms. Rapid Roaming For application monorail conveyor as replacement for contact conductors Access Point IWLAN Client Nowe możliwości dzięki PROFINET i IWLAN! Copyright ©2008 PROFIBUS International. All rights reserved.

32 Możliwości Komunikacji IWLAN
IO-Device Accesspoint PROFINET Industrial Ethernet Accesspoint Accesspoint Controller Controller Controller IE Client Modul IO-Device IE Client Modul Notebook with Wireless Adapter Profibus DP-Slave with Wireless Proxy DP-Master DP-Slave

33 Aplikacja do Planowania
Planowanie Symulacja Konfuguracja Dokumentacja

34 PROFINET Safety Process Safety Real-Time Communication IT Standards
& Security Distributed Field Device PROFINET Network Installation Motion Control Distributed Automation

35 Komunikacja Fail-safe poprzez PROFIsafe
Pierwszy standard komunikacji zgodny ze standardem komunikacji typu safety IEC 61508 PROFIsafe-profil wspierający bezpieczną komunikację w standardach otwartych PROFIBUS i PROFINET Profil PROFIsafe zabezpiecza przed błędami typu: podanie błędnego adresu zmiana prędkości, utrata danych za pomocą: Numerowania telegramów PROFIsafe Monitorowanie czasów Monitorowanie autentyczności poprzez unikatowy adres Zoptymalizowane sprawdzanie CRC ProfiSafe for PROFIBUS & PROFINET Approved by PROFIsafe wspiera komunikację standardową i failsafe w jednym medium

36 Komunikacja Fail-safe, nawet bezprzewodowo!
Dane standardowe i safety przesyłane radiowo Wysokiej jakości radio linki z ekstremalnie krótkim czasem odpowiedzi dzięki standardom Industrial Wireless LAN oraz Rapid Roaming (RR) Doskonała współpraca pomiędzy komponentami automatyki a komponentami sieci sterowanymi z jednego źródła Przewodowa i bezprzewodowa technologia transmisji danych w jednym linku F-CPU / Controller W788-1RR 4x W747-1RR + ET 200 2x W747-1RR + ET 200 with Failsafe Technologia Safety, nawet bezprzewodowa wykorzystywana w nowych aplikacjach dla telefonów komórkowych, elementów zdalnie sterowanych i jednostek trudnodostępnych

37 i Przestrzeń dla Nowych Rozwiązań
37 Innowacje i Przestrzeń dla Nowych Rozwiązań

38 Przyszłościowy, Innowacyjny
Urządzenia dzielone Redundancja mediów

39 Technologia przyszłości, innowacyjność
I-Device Aplikacje webowe na kontrolerze

40 40 Wnioski

41 Wzrost produktywności zawdzięczamy...
Użyciu standardowych linii, nawet w komunikacji fail-safe Szybka diagnostyka i naprawa błędów dzięki uniwersalnej, zintegrowanej diagnostyce Wysoka elastyczność dzięki technologii safety Other fieldbuses Security HMI Motion control Fail-safe I/O Fail-safe controller Fail-safe I/O Switching Wireless Sensors Proxy Comprehensive automation with PROFINET Fail-safe drives Redukcja ogólnych kosztów instalacji, redukcja składowania części zapasowych Ochrona inwestycji dzięki migracji istniejących rozwiązań Innowacyjne rozwiązania z komunikacją bezprzewodową

42 PROFIBUS and PROFINET Expert Days 2008
31 March, 2 April and 4 April 2008 Podsumowanie PROFINET - The Industrial Ethernet Standard for Automation Data I/O Motion Safety iWLAN PROFINET spełnia wszystkie wymagania dotyczące systemów automatyki Jedyny dostawca dla naszych klientów PROFIBUS – lider wśród sieci przemysłowych na świecie PROFINET- innowacyjny i pełny standard Industrial Ethernet PROFINET – elastyczny w użyciu, wykorzystujący innowacyjne funkcje, które czynią twoją aplikację szybszą, bardziej solidną, niezawodną i bezpieczną. Copyright ©2008 PROFIBUS International. All rights reserved.

43 Dziękuję za uwagę! Na podstawie prezentacji Bernd Lieberth  Secretary RPA – South East Asia Siemens Ltd.