PROFINET

Unsere Schnittstellen für PROFINET Netzwerke

  • PROFINET Embedded Modul KUNBUS-COM

    KUNBUS-COM

    Leistungsfähiges Kommunikationsmodul für PROFINET Netzwerke

  • PROFINET Embedded Modul KUNBUS-IC

    KUNBUS-IC

    Kompakte Aufsteckplatine im DIL-32-Format für PROFINET Netzwerke

  • Modulares Gateway

    Modulares Gateway

    Gateway zur Anbindung eines PROFINET Netzes an andere Netzwerkprotokolle

  • Proxy für PROFINET

    Proxy

    Unkomplizierte Integration von PROFIBUS DP in PROFINET IO

  • PC-Karten für PROFINET

    PC-Karten

    Leistungsfähige PC-Karten zur Anbindung industrieller PC`s an PROFINET

  • KUNBUS-TAP 2100 für PROFINET

    TAP 2100

    Handlicher Netzwerkmonitor für alle gängigen Real-Time Ethernet Netze

PROFINET ist der Ethernet-basierte Nachfolger von PROFIBUS, das wohl am weitest verbreitete Netzwerkprotokoll in der industriellen Kommunikation. Für PROFINET bieten wir zwei Modulversionen als Schnittstelle an: Das leistungsstarke KUNBUS-COM Modul inkl. Dual-Port-RAM und die KUNBUS-IC Version im kompakten DIL-32 Design. Selbstverständlich sind auch kundenspezifische Schnittstellen-Lösungen möglich. Deweiteren bieten wir Gateways und Diagnosetools für das PROFINET-Protokoll an.

PROFINET (Process Field Network) und PROFIBUS (Process Field Bus) zählen heute zu den Standards der Industriellen Kommunikation. Xaver Schmidt von der PROFIBUS Nuzterorganisation e.V. (PI) stellt im Gespräch mit Andreas Müller (KUNBUS GmbH) die Neuerungen in der Automatisierungstechnik vor.

PROFINET - die Ergänzung der Profibus Technologie

PROFINET (Process Field Network) ist der offene Industrial Ethernet Standard von Profibus & Profinet International (PI) für die Automatisierung. PROFINET nutzt TCP/IP und IT-Standards, ist Echtzeit-Ethernet-fähig und ermöglicht die Integration von Feldbus-Systemen. Das Konzept von PROFINET ist modular aufgebaut, so dass der Anwender die Funktionalität selbst wählen kann. Diese unterscheidet sich im Wesentlichen durch die Art des Datenaustauschs, um den Anforderungen an Geschwindigkeit gerecht zu werden.

PROFINET IO ist für die Real-Time- (RT) und die taktsynchrone Kommunikation IRT (IRT= Isochronous Real-Time) mit der dezentralen Peripherie entwickelt worden. PROFINET IO ist somit eine Echtzeit- fähige Datenübertragung und kann damit auch in hoch performanten Antrieben eingesetzt werden. Die Bezeichnungen RT und IRT beschreiben unterschiedliche Echtzeit-Eigenschaften bei der Kommunikation innerhalb von PROFINET IO.

Die PROFINET Technologie (PROFINET = Process Field Network) wurde auf Grundlage des Ethernet-TCP/IP von PROFIBUS & PROFINET International entwickelt und bietet in der industriellen Kommunikation die Möglichkeit, eine schnelle Echtzeit-Datenkommunikation über bestehende Ethernet-Netzwerke zu erzielen. Ob es sich hierbei um taktsynchrone Motion-Control-Anwendungen, Antriebstechnik, Gebäudeautomation, Prozessautomatisierung oder Fertigungstechnik handelt, spielt keine Rolle, denn das PROFINET erlaubt einen schnellen Datenaustausch über Ethernet-Netzwerke in Verbindung mit industriellen IT-Aufgaben.

Die Einteilung von PROFINET

Die PROFINET Technologie wurde - um höchsten Anforderungen an die Geschwindigkeit bei der Datenübertragung (in Echtzeit) gerecht werden zu können - auf modularer Basis aufgebaut und besteht somit aus zwei Varianten, deren Hauptunterschied in der Art des Datenaustausches begründet ist. Die Varianten werden als CBA (Component based Automation) und IO (Dezentrale Peripherie) bezeichnet. Weiter wurde eine Einstufung hinsichtlich der Performance-Klassen von PROFINET in TCP/IP, RT und IRT vorgenommen.

Was ist PROFINET CBA?

Profinet CBA ist gemeinhin als die "Ursprungsvariante" der Technologie bekannt. Dieses Komponentenmodell ermöglicht den Datenaustausch/ die Kommunikation zwischen intelligenten Automatisierungsgeräten. Da es den Ansatz verteilter Automatisierung auf Basis von Ethernet-TCP/IP verfolgt und somit eine Aufgabe auf verschiedene Geräte verteilt, ist Profinet CBA nicht für Echtzeitanwendungen geeignet.

Wofür ist PROFINET CBA geeignet?

PROFINET CBA findet seine Anwendung im Bereich autonom funktionierender Teilanlagen, deren Aufbau oder Form identisch oder leicht abgeändert sein können.

Nachfolgend einige Spezifikationen zu PROFINET CBA:

  • Steuerung erfolgt auf Basis geringer Anzahl von Eingangssignalen-
  • Anwenderbasiertes Steuerprogramm leitet Ausgangssignale an andere Steuerung
  • herstellerunabhängiges Engineering
  • Projektion ersetzt Programmierung des Systems
  • Für 50 bis 100 ms Buszykluszeiten geeignet (keine Echtzeit)

PROFINET IO - Kommunikation zwischen Steuerung und dezentralen Feldgeräten in Echtzeit

PROFINET IO ist im Gegensatz zur CBA-Technologie modern, marktgeeignet und konnte sich somit als eines der meistgenutzten Industrial-Ethernet-Netzwerke behaupten. Es basiert auf dem Modell von PROFIBUS-DP, das sich in der Vergangenheit bewährt hat. Bei der Übertragung in Real-Time (RT) wird die Fast-Ethernet-Technologie eingesetzt, was die Übertragung von IT-Funktionen, Parametern sowie Bedarfsdaten ermöglicht. Für erfahrene Anwender bietet PROFINET IO die Möglichkeit, Know-how rund um PROFIBUS-DP (z.B. RS485 PROFIBUS, RS232, PROFIBUS Slave, Master Slave, SPS) zu nutzen. Eine Gerätebeschreibung dient zur Einbindung der dezentralen Feldgeräte. (Der Hersteller beschreibt vorher die Eigenschaften des Feldgerätes in einer GSD-Datei.) Anschließend werden die Signale zyklisch in die SPS eingespeist. Nach der Verarbeitung in der SPS erfolgt die Ausgabe an die Feldgeräte. Hierbei kommt aber nicht das Master Slave Verfahren zum Einsatz. Um den Datenaustausch zwischen den einzelnen Geräten zu unterstützen, wird das Provider-Consumer-Modell eingesetzt. Der Provider benötigt hierbei im Gegensatz zum Master Slave Verfahren keine Aufforderung, um die Daten zu senden. Parametrierungen, Diagnosen sowie Alarme sind weitere Funktionen, die Profinet IO - über den zyklischen Nutzdatenaustausch hinaus - ermöglicht.

Zusammengefasst bietet PROFINET folgende Übertragungsmöglichkeiten:

TCP/IP:

  • keine Echtzeit
  • offene Kommunikation (über Ethernet-TCP/IP)

RT:

  • Echtzeit
  • I/O-Datenverkehr -> Automatisierungstechnik

IRT:

  • Isosynchrone Echtzeit
  • Für Motion-Control-Anwendungen

 

PROFINET IO und die Echtzeitübertragung

Die PROFINET IO-Technologie bietet somit vor allem den Vorteil der Echtzeitübertragung (RT = Real-Time) von Daten. Dies wird ermöglicht, indem die Real-Time-Daten von PROFINET IO mit einer höheren Priorität gegenüber TCP/IP-Daten behandelt werden. Diese Priorität gewährleistet den Datenaustausch und somit Buszykluszeiten im niedrigen Millisekunden-Bereich.

PROFINET IO und die Taktsynchronität

PROFINET IO ermöglicht neben der Echtzeitübertragung auch den taktsynchronen Datenaustausch (IRT = Isochronus Real-Time). Der Determinismus im IRT-Datenaustausch bedingt die Einhaltung höchster Präzision beim Beginn eines Buszyklus. Dies ist der Hauptunterschied zur RT-Kommunikation. Weiter liegen bei der IRT-Kommunikation von PROFINET die Datentausch-Zyklen zwischen einigen hundert Mikrosekunden und einer Millisekunde.

Daher weicht der Beginn eines Buszyklus bei der IRT-Kommunikation um maximal 1 µs ab. Die IRT-Kommunikation ist aus diesem Grund ideal für Motion-Control-Anwendungen geeignet, da die Positioniervorgänge eines höchst präzisen Buszyklus-Beginns bedürfen.

PROFINET und die wirtschaftlichen Vorteile

PROFINET gilt als eine der meistgenutzten Ethernet-basierten Lösungen in der Automatisierungstechnik und verbindet die Peripherie mit der Steuerungstechnik. Nach dem Einzug des Industrie-PCs in die allgemeine Produktion wurden zunehmend Feldbus- und Ethernet-Netzwerke genutzt. Mit PROFINET wurde ein universeller Standard für den Datenaustausch in der Automatisierungstechnik geschaffen. Zu viele inkompatible und auf dem Markt erhältliche Ethernet-Lösungen belegten schon in der Anfangszeit der Entwicklung, dass ein Standard notwendig ist. Dieser wurde mit PROFINET geschaffen. Sowohl über Kupfer- und Lichtwellen als auch mit Hilfe der modernen Funkverbindungen (Bluetooth, W-LAN) ist die heutige Kommunikation mit PROFINET möglich. Dabei werden sämtliche Anforderungen im Bereich der Control- und Safety-Lösungen abgedeckt. Aufgrund der Tatsache, dass die PROFINET Netzwerk-Redundanz nicht auf herstellerabhängigen oder proprietären Grundlagen, sondern auf standardisierten Verfahren beruht, werden auch in Zukunft immer mehr Knotenpunkte mit einer prognostizierten jährlichen Wachstumsrate von 30% verbaut. Weitere Infos rund um PROFINET finden Sie in unserem Praxiswissen unter PROFINET Grundlagen.

 

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