De PROFIBUS,
Edegem, 8 juni 2010
PROFINET &
PROFIBUS Belgium VZW – PROFIBUS, PROFINET & IO-Link
IO-Link dag 2010
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
WG 1 Procedures, Quality Management Manfred Patz
WG 1 Industrial WLAN Rene Bischof
WG 3 PA Devices Christian Diedrich
WG 2 PROFIBUS PA Certification Fedor Meyer
WG 2 Fiber Optic Components Hermann Loske
WG 10 Weighing & Dosage Devices Thomas Bangemann
WG 3 PROFIBUS DP Slave Certification Arne Neumann
WG 3 Data Link & Application Layer Thorsten Szczepanski
WG 11 Intelligent Pumps Jochen Müller
WG 4 PROFIBUS DP Master Certification Johannes Werner
WG 4 Communication Function Blocks Hans-Peter Otto
WG 13 Remote IO for Process Control Martin Wollschlaeger
WG 5 PROFINET Certification Manfred Popp
WG 5 PROFINET Core Norbert Bechstein
WG 17 Lab Devices Christian Diedrich
WG 6 PCC Max Felser
WG 6 Passive Network Components Andreas Huhmann
WG 7 PROFIsafe Certification Manfred Popp
WG 7 Intrinsic Safety Gerhard Hammer
WG 8 PROFIdrive Certification Klaus Götz
WG 8 Active Network Components & Management Ingo Landgraf
WG 9 Training Dennis van Booma
WG 9 Fieldbus Integration Gunnar Lessmann
WG 10 EDD Certification Andreas Zirkler
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
WGs, die PROFINET aufgenommen haben
TC 4 System Integration Achim Laubenstein
TC 3 FA Factory Automation Profiles Harald Hammon WG 2 WG 4 Encoder Ulf Thorsander WG 6 PROFIdrive Karl Weber
TC 5 Marketing Thomas Schott
WG 1 Device Description Language Ingo Weber
WG 1 Factory Automation Thomas Schott
WG 2 GSD Specification Herbert Oppmann
WG 2 Process Automation J. Müller/Th. Bartsch
WG 3
WG 3 Standardization Strategy Peter Wenzel
WG 7 Fluid Power/Hydraulics Mario Thron
WG 4 DCS Requirements B. Möller/B. Wansner
WG 8 SEMI Devices prov. Peter Wenzel
WG 5 Web Integration Joachim Feld
WG 9 Identification Systems Thomas Bangemann
WG6 XML@PROFIBUS Martin Wollschlaeger
WG 12 Low Voltage Switch Gear Andreas Bäumler
WG7 MES and PROFINET prov. Peter Wenzel
WG 15 Master Profiles Wolf-D. Zabel
WG8 TCI André Starke
WG 16 IO-Link Joachim Lorenz
WG 9 FDI Martin Wollschlaeger
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
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
Over 500 employees worldwide in more than 50 working groups: this innovative power ensures the technological future of PROFIBUS and PROFINET
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
Ethernet Wat is Ethernet?
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 HTTP
POP3
SMTP
5 Session layer TCP / UDP 4 Transport layer 3 Network layer 2 Data link layer 1 Physical layer
IP Ethernet
PROFINET
Ethernet
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
TCP / UDP IP Ethernet
PROFINET
Waarom gebruiken we TCP/IP niet voor realtime? Omdat het niet snel en niet deterministisch genoeg is.
ΔT1
Provide Data
Provide Data
ΔT2
TCP/IP Suite
TCP/IP Suite
ΔT3
Ethernet
Ethernet
ΔT5 ΔT4
Dat a
Real-Time Communication
1
PROFINET 1 Standard data
Real-time data Real-time
HTTP SNMP …
TCP/UDP IP
2
Ethernet
RT
2
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
Kantoor vs industrie Wat is het verschil tussen kantoor-Ethernet en industrieel-Ethernet? Omgeving Snelheid Determinisme
Omgeving: Ethernet vs. Industrieel Ethernet
Kantoor
Industrie
Geclimatiseerd
Extreme temperatuur schommelingen
Laag stof gehalte
Grote stof belasting
Geen condens
Condens mogelijk
Geen vibraties
Vibrerende installaties
Weinig EMC
Hoge EMC belasting
Laag mechanisch gevaar
Groot mechanisch gevaar
Weinig UV straling
UV straling in buitenbereik
Geen chemische gevaren
Chemische omgeving
Omgeving: Ethernet vs. Industrieel Ethernet Push Pull RJ45 (IP65/67)
RJ45 (IP 20)
M12 (IP 65/67)
PROFINT -kabel
Snelheid: Ethernet vs. Industrieel Ethernet Hoe snel is snel genoeg? Bepaald door:
Standard Communication
100ms+
Factory Automation
1-10ms
Motion Control Application
<1ms
TCP/IP Real-Time:
IRT
IRT = Isochronous Real Time
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
Het verschil in jitter
Application Layer
Transport Layer
Internet Layer
Network Access Layer
WEB SNMP Socket
Industrial e.g. Protocols Ethernet/IP
TCP / UDP
Transport Layer
IP Ethernet
Application Layer
Internet Layer
IEEE 802.3
Network Access Layer
WEB SNMP Socket
Industrial PROFINET Protocols
TCP / UDP IP Ethernet
IEEE 802.3
16 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
Determinisme Hoe deterministisch is deterministisch genoeg? (of, hoe veel jitter is acceptabel?) Bepaald door:
Standard Communication
10ms+
Factory Automation
<1ms
Motion Control Application
<1microsecond
TCP/IP Real-Time:
IRT
PROFINET is niet “PROFIBUS on Ethernet”
PROFIBUS
PROFINET
… het is veel meer!
PROFINET is… Het allesomvattende netwerk voor industriele automatisering Real-time IO Peer-to-Peer Integratie Motion Control Vertical Integratie Safety Security Integratie bestaande bussen
Application profiles Encoder Ident system LVSG
Interbus Fieldbus Integration II Integration AS-i DeviceNet
MES Process Automation
WEB Integration Safety 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 Data Security Security
Wat is PROFINET
Real-time IO Controller
Wireless
Vertical Integration
Peer-to-Peer Integration Controller Controller
Controller
Motion Control
Office Network Firewall
Security
I/O I/O Drives
Safety
Vision System
Wireless Controller
Controller
Integrates Other Busses Proxy
Switch
XX55 CE
I/O
230.2 226.2
Allen-Bradley
Modbus PROFIBUS PA
FF
also HART, CC-Link
DeviceNet PROFIBUS DP
AS-i
PROFINET als Modulaire Technologie Process Automation
Train Application MES
Fieldbus Integration II
HART FF CANOpen
WEB Integration
Application Profiles
Encoder Ident system LVSG
Wireless Fieldbus Integration I
Remote I/O (PROFINET IO)
PROFIBUS Interbus DeviceNet AS-i
Distributed Automation (PROFINET CBA)
Network Installation & Network Management
Safety
Real-time Communicaton
(PROFIsafe)
Test + Certification
Motion Control (IRT and PROFIdrive)
Data Security
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.
Gelijk Organisatie PI, TC/WGs; RPA’s; PICC’s, PITL’s, PITC’s
Applicatie profielen PROFIsafe en veel meer
Methodieken Engineering GSD’s
Engineering Remote I/O: only the bus interface changes PROFIBUS
PROFINET
Periphery boards can be used universally
Device configuration in well known way SPS User program in well known way
Flexible integration of remote I/O on PROFIBUS and PROFINET possible Æ Investment Protection
GSD
Verschillen
PROFIBUS
PROFINET
RS-485
Ethernet
speed
12Mbaud
100Mbaud
telegram
244 bytes
1443 bytes
126
unlimited
technology
master/slave
provider/consumer
connectivity
PROFIBUS PA
many buses
Not in spec
IEEE 802.11
32 axes
150 axes
peer-to-peer
No
Yes
vert integration
No
Yes
no. of products
3,000
300
physical layer
address space
wireless motion
Aanvullend Proxies
Controller
XX55 CE
230.2 226.2
Modbus
Allen-Bradley
PROFIBUS PA
FF
DeviceNet
en Interbus, HART, CC-Link
PROFIBUS DP
AS-i
