De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag. Edegem, 8 juni PROFIBUS Belgium VZW PROFIBUS, PROFINET & IO-Link

Transcriptie

1 De PROFIBUS, PROFINET & IO-Link dag Edegem, 8 juni 2010 PROFIBUS Belgium VZW PROFIBUS, PROFINET & IO-Link 2010

2

3 Innovative Power of PI Advisory Board TC 1 Test and Certification Manfred Patz TC 2 Communication Profiles Christian Diedrich TC3 PA Process Automation Profiles Raimund Sommer TC 3 FA Factory Automation Profiles Harald Hammon TC 4 System Integration Achim Laubenstein TC 5 Marketing Thomas Schott WG 1 Procedures, Quality Management Manfred Patz WG 2 PROFIBUS PA Certification Fedor Meyer WG 3 PROFIBUS DP Slave Certification Arne Neumann WG 4 PROFIBUS DP Master Certification Johannes Werner WG 5 PROFINET Certification Manfred Popp WG 6 PCC Max Felser WG 7 PROFIsafe Certification Manfred Popp WG 8 PROFIdrive Certification Klaus Götz WG 9 Training Dennis van Booma WG 10 EDD Certification Andreas Zirkler WGs, die PROFINET aufgenommen haben WG 1 Industrial WLAN Rene Bischof WG 2 Fiber Optic Components Hermann Loske WG 3 Data Link & Application Layer Thorsten Szczepanski WG 4 Communication Function Blocks Hans-Peter Otto WG 5 PROFINET Core Norbert Bechstein WG 6 Passive Network Components Andreas Huhmann WG 7 Intrinsic Safety Gerhard Hammer WG 8 Active Network Components & Management Ingo Landgraf WG 9 Fieldbus Integration Gunnar Lessmann WG 10 PROFINET CBA Georg Biehler WG 11 PROFINET IO Gerhard Schweigert WG 12 Wireless Sensor / Actor Networks H. Gerlach-Erhardt / Ch. Weiler WG 13 Installation Guide Karl-Heinz Niemann WG 3 PA Devices Christian Diedrich WG 10 Weighing & Dosage Devices Thomas Bangemann WG 11 Intelligent Pumps Jochen Müller WG 13 Remote IO for Process Control Martin Wollschlaeger WG 17 Lab Devices Christian Diedrich WG 2 WG 4 Encoder Ulf Thorsander WG 6 PROFIdrive Karl Weber WG 7 Fluid Power/Hydraulics Mario Thron WG 8 SEMI Devices prov. Peter Wenzel WG 9 Identification Systems Thomas Bangemann WG 12 Low Voltage Switch Gear Andreas Bäumler WG 15 Master Profiles Wolf-D. Zabel WG 16 IO-Link Joachim Lorenz Safety/Security Relevant Wolfgang Stripf WG 1 Robots & Numerical Controls prov. Peter Wenzel WG 5 PROFIsafe Herbert Barthel WG 18 PROFINET Security Franz Köbinger WG 19 Train Applications Rudolf Schmidt WG 1 Device Description Language Ingo Weber WG 2 GSD Specification Herbert Oppmann WG 3 WG 4 DCS Requirements B. Möller/B. Wansner WG 5 Web Integration Joachim Feld WG6 XML@PROFIBUS Martin Wollschlaeger WG7 MES and PROFINET prov. Peter Wenzel WG8 TCI André Starke WG 9 FDI Martin Wollschlaeger WG 1 Factory Automation Thomas Schott WG 2 Process Automation J. Müller/Th. Bartsch WG 3 Standardization Strategy Peter Wenzel WG 4 PROFINET Xaver Schmidt WG 5 PROFIdrive Walter Möller-Nehring WG 6 PROFIsafe Rainer Kremp WG 7 Research & Education K.-H. Niemann/F. Schiller Over 500 employees worldwide in more than 50 working groups: this innovative power ensures the technological future of PROFIBUS and PROFINET

4 Wat is PROFINET? PROFINET is de open Industriële Ethernet Standaard voor Automation van PI PROFINET omvat alle vereisten voor de automatiseringstechnologie PROFINET Belangrijkste eigenschappen Performance: Automation in Real-Time Safety: safety-gerelateerde communicatie met PROFIsafe Diagnose: Hoge beschikbaarheid van de installatie door snelle indienstname en foutopsporing Investment protection: Integratie van bestaande bussystemen

5 Ethernet Wat is Ethernet?

6 Ethernet Ethernet is de physical layer (1 & 2) Vaak wordt Ethernet geassocieerd met TCP/IP, maar het is niet hetzelfde ISO/OSI Model 7 Application layer Ethernet Model 6 Presentation layer 5 Session layer 4 Transport layer 3 Network layer 2 Data link layer HTTP POP3 SMTP TCP / UDP IP Ethernet PROFINET 1 Physical layer

7 Ethernet

8 PROFINET gebruikt TCP/IP PROFINET gebruikt TCP/IP voor niet tijd-kritische data. PROFINET gebruikt TCP/IP voor configuratie en diagnostische data. Ethernet Model HTTP POP3 SMTP PROFINET TCP / UDP IP Ethernet

9 Waarom gebruiken we TCP/IP niet voor realtime? Omdat het niet snel en niet deterministisch genoeg is. ΔT1 ΔT2 Provide Data TCP/IP Suite Provide Data TCP/IP Suite ΔT5 ΔT4 Dat a ΔT3 Ethernet Ethernet

10 Real-Time Communication HTTP SNMP TCP/UDP IP 1 Standard data PROFINET Ethernet Real-time data 2 Real-time RT 2 1 Open TCP/IP channel Device parameterization Reading of diagnostics data Loading of interconnections Negotiation of the communication channel for user data Real-time channel (RT) High-performance transmission Cyclic data Event-controlled signals

11 Kantoor vs industrie Wat is het verschil tussen kantoor-ethernet en industrieel-ethernet? Omgeving Snelheid Determinisme

12 Omgeving: Ethernet vs. Industrieel Ethernet Kantoor Geclimatiseerd Laag stof gehalte Geen condens Geen vibraties Weinig EMC Laag mechanisch gevaar Weinig UV straling Geen chemische gevaren Industrie Extreme temperatuur schommelingen Grote stof belasting Condens mogelijk Vibrerende installaties Hoge EMC belasting Groot mechanisch gevaar UV straling in buitenbereik Chemische omgeving

13 Omgeving: Ethernet vs. Industrieel Ethernet Push Pull RJ45 (IP65/67) RJ45 (IP 20) M12 (IP 65/67) PROFINT -kabel

14 Snelheid: Ethernet vs. Industrieel Ethernet Hoe snel is snel genoeg? Bepaald door: Standard Communication Factory Automation Motion Control Application TCP/IP Real-Time: 100ms+ 1-10ms <1ms IRT IRT = Isochronous Real Time

15 Determinisme: Ethernet vs. Industrieel Ethernet Determinisme is de mogelijkheid om berichten te verzenden in een repeterende tijd De maat van repeterend is jitter Jitter = ongewenste variatie Gewenste tijd = 8 msec Gemeten tijd = 8.1 msec Jitter = 0.1 msec

16 Het verschil in jitter Application Layer WEB SNMP Socket Industrial e.g. Ethernet/IP Protocols Application Layer WEB SNMP Socket Industrial PROFINET Protocols Transport Layer TCP / UDP Transport Layer TCP / UDP Internet Layer IP Internet Layer IP Network Access Layer Ethernet IEEE Network Access Layer Ethernet IEEE ms 8 ms Less than 100µs Jitter Source: University of Michigan, Industrial Ethernet Book, Performance Metrics for Industrial Ethernet PROFINET zorgt voor snelheid en determenistisch

17 Determinisme Hoe deterministisch is deterministisch genoeg? (of, hoe veel jitter is acceptabel?) Bepaald door: Standard Communication Factory Automation Motion Control Application TCP/IP Real-Time: 10ms+ <1ms <1microsecond IRT

18 PROFINET is niet PROFIBUS on Ethernet PROFIBUS PROFINET het is veel meer!

19 PROFINET is Het allesomvattende netwerk voor industriele automatisering Real-time IO Peer-to-Peer Integratie Motion Control Vertical Integratie Safety Security Integratie bestaande bussen Fieldbus Interbus Integration Integration II AS-i DeviceNet Application profiles Encoder Ident system LVSG MES Process Automation Safety WEB Integration WLAN PROFIBUS Fieldbus Integration Integration I PROFIB US Interbus Remote IO Real-time Communi-cation Motion Control Train Application Distributed Automation Network Installation & Network Management Test + Certification Data Security

20 Allen-Bradley Wat is PROFINET Real-time IO Peer-to-Peer Integration Vertical Integration Wireless Controller Controller Controller Motion Control Controller Office Network Firewall I/O Security I/O Safety Vision System Drives Controller Wireless Controller Integrates Other Busses Switch XX55 Proxy CE I/O Modbus PROFIBUS PA FF DeviceNet PROFIBUS DP also HART, CC-Link AS-i

21 PROFINET als Modulaire Technologie Process Automation Train Application MES Fieldbus Integration II HART FF CANOpen Application Profiles Encoder Ident system LVSG WEB Integration Wireless Fieldbus Integration I PROFIBUS Interbus DeviceNet AS-i Remote I/O (PROFINET IO) Real-time Communicaton Safety (PROFIsafe) Distributed Automation (PROFINET CBA) Network Installation & Network Management Test + Certification Motion Control (IRT and PROFIdrive) Data Security

22 PROFIBUS of PROFINET? Selectie criteria Grotere bandbreedte & addres ruimte: PROFINET Connectivity to the Enterprise: PROFINET Meer devices beschikbaar: PROFIBUS Intrinsieke veiligheid: PROFIBUS Motion control: PROFINET Wireless: PROFINET IT-products integratie: PROFINET PROFINET proxies zorgen voor gemixte oplossingen.

23 Gelijk Organisatie PI, TC/WGs; RPA s; PICC s, PITL s, PITC s Applicatie profielen PROFIsafe en veel meer Methodieken Engineering GSD s

24 Engineering PROFIBUS PROFINET Remote I/O: only the bus interface changes Periphery boards can be used universally Device configuration in well known way GSD SPS User program in well known way Flexible integration of remote I/O on PROFIBUS and PROFINET possible Investment Protection

25 Verschillen PROFIBUS PROFINET physical layer RS-485 Ethernet speed 12Mbaud 100Mbaud telegram 244 bytes 1443 bytes address space 126 unlimited technology master/slave provider/consumer connectivity PROFIBUS PA many buses wireless Not in spec IEEE motion 32 axes 150 axes peer-to-peer No Yes vert integration No Yes no. of products 3,

26 Allen-Bradley Aanvullend Proxies Controller XX55 CE Modbus PROFIBUS PA FF DeviceNet PROFIBUS DP AS-i en Interbus, HART, CC-Link