"PROFINET Basics" (PDF 2,85 MB) - Phoenix Contact

INTERBUS-SAFETYBASICSBeslissingscriteriaWerkingApparaatbeschrijvingIntegratieconceptenInternationale normering

PHOENIX CONTACT BVPostbus 246 · 6900 AE ZevenaarTel.: (0316) 59 17 20 · Fax: (0316) 52 40 74www.phoenixcontact.nlPHOENIX CONTACT NV/SAMinervastraat 10-12 · B-1930 ZaventemTel.: 02-7 23 98 11 · Fax: 02-7 25 36 14www.phoenixcontact.be2 | Basics PROFINET

1.Ethernet in de industriëleautomatiseringDe vraag naar hogere productiviteit van machines en installaties bijtegelijkertijd dalende kosten was altijd al de motor achter innovaties inde industriële automatisering. Meer dan 15 jaar geleden werd vanuitdeze achtergrond INTERBUS ontwikkeld als eerste sensor-/actorbussysteemvoor de overdracht van procesgegevens.Dankzij het bijzondere overdrachtsprotocolen de ringtopologiebiedt het INTERBUS-systeemnaast een snelle, cyclische en deterministischedatacommunicatieeen eenvoudige inbedrijfstelling,uitgebreide diagnosefuncties voorhet minimaliseren van stilstandtijdenen een hoge mate vanstoringvrijheid door de toepassingvan o.a. de glasvezeltechniek.Deze eigenschappen alsmede devoordelige koppeling van sensorenen actoren hebben snel toteen hogere acceptatie van hetveldbussysteem geleid. In maart2005 waren wereldwijd al meerdan 7,5 miljoen INTERBUSknooppuntentoegepast in meerdan 680.000 applicaties in eengroot aantal industriële toepassingen.De geïnstalleerde basiskomt volgens berekeningen opbasis van een Frost & Sullivanstudieovereen met een waardevan 1,4 miljard US-dollar.Als één van demeest toonaangevendeveldbussystementer wereld wordtINTERBUS op ditmoment in meerdan 680.000applicaties ineen groot aantaltakken van industrietoegepastBasics PROFINET | 3

Machines eninstallatiesmoeten snel opkunnen wordenafgestemdBron:Magna Steyr/AUTOMOBILENTWICKLUNGMehr Segmente und Nischen3LimousineSportwagenSpyder6FließheckKombiLimousineKleinwagenSportwagenCoupéMehrzweck-FahrzeugeFließheckKombiLimousineKleinwagenSportwagenCoupéCabrioPickupOff-RoadSports Utility VehicleMehrzweck-FahrzeugeFließheckKombiLimousineKleinwagenSportwagenCoupéCabrioRoadsterOff-RoadSports Utility VehicleMehrzweck-FahrzeugeFließheckKombiLimousineKleinwagenSportwagenCoupéCabrioRoadsterHybridfahrzeugeNeue Antriebssysteme60´er 70´er 80´er 90´er 200081214PickupProcurementManagementPlanningEthernetFeldbusAls uniforme netwerkstructuur verbindt Ethernetde afzonderlijke eilandoplossingen binnen hetbedrijf met elkaarnieuwe omstandighedenProductiviteitspotentiëlenontsluitenDe huidige afzetmarkten wordengekenmerkt door steeds kortereproductlevenscycli bij een continutoenemend aantal typen. In 1990bedroeg de levenscyclus van eenpersonenauto bijvoorbeeld nog9,5 jaar en werden er acht typen(Sedan, Combi, Cabrio etc.) ophetzelfde platform gerealiseerd.Op dit moment worden 14 verschillendetypen van een merk geproduceerdmet een gemiddeldelevenscyclus van 6,5 jaar. Om diteconomisch rendabel te maken,is het dringend noodzakelijk dat deproductie-installaties de Return onInvest (ROI) aanzienlijk eerder danvoorheen bereiken. Hiertoe dienende ontwikkel- en engineeringskosten,die het grootste deel van detotale kosten voor hun rekeningnemen, aanzienlijk te wordengereduceerd en dienen bestaandeoplossingen simpelweg in nieuweconcepten te worden geïntegreerd.De communicatiestructuren binnenhet bedrijf zijn daardoor van groteinvloed op het ontsluiten vannieuwe productiviteitspotentiëlen.NetwerkstructuurunificerenBedrijfsnetwerken worden op ditmoment gekenmerkt door kostbarekoppelingen en systemen voordata-uitwisseling tussen de veleafzonderlijke oplossingen in hetproductieproces en tussen productie-en bedieningsniveau.Een transparante toegang tot demachinedata, die voor een optimaleopdrachten- en productieregelingnoodzakelijk zou zijn, isalleen mogelijk tegen hoge kosten.Het doel is daarom de ontwikkelingvan een uniforme netwerkstructuur,die de koppeling van allemachine- en installatiedelen alsmedede koppeling van deze delenmet het productie-, plannings- enbedieningsniveau van de ondernemingrealiseert. De oplossingvoor dit vraagstuk is Ethernet, wantdit overdrachtsmedium heeft zichal bewezen op het gebied van dekantoorcommunicatie en wordtook steeds meer toegepast inindustriële omgevingen voor dekoppeling van decentrale machineeninstallatiedelen onderling enmet hogere systemen.Aanvullende EthernetprotocollenHet voordeel van de wereldwijduniforme communicatiestandaardEthernet zit in de overdracht vangrote hoeveelheden gegevens,het gelijktijdig uitvoeren van verschillendeservices alsmede debeschikbaarheid van standaardcomponenten en tools. Tot nutoe dient men echter een nietrealtime-gedrag alsmede een hogejitter voor lief te nemen. Daaromwerken diverse fabrikanten enorganisaties aan de ontwikkelingvan aanvullende Ethernet-protocollen,die aan de speciale eisenvan de industriële veldcommunicatievoldoen.4 | Basics PROFINET

PROFIBUS100 ms 10 ms1 msTCP/IPNRT RT IRTProfinet voldoetaan de realtimeeisenvan elkeapplicatie,waarbij de driekanalen TCP/IP,RT en IRT parallelkunnen wordentoegepast2.Keuze voor het meestuitgebreide Ethernet-protocolProductiebedrijven zullen alleen voor koppeling op basis van Ethernetkiezen, wanneer Ethernet op veldniveau dezelfde eigenschappen biedtals de huidige toegepaste bussystemen. Naast de snelle, cyclische endeterministische overdracht van procesdata alsmede de synchronisatievan aandrijfsystemen is de overdracht van veiligheidssignalen alsmedede transparante koppeling van de kantoorwereld met de fabriekswereldeen must.Ook dienen de tot nu toe gedaneinvesteringen van fabrikantenen gebruikers van automatiseringsproductenen -oplossingente worden beschermd en dienter een vloeiende overgang vanveldbus- naar Ethernet-oplossingte worden gerealiseerd. DeINTERBUS Club heeft deze enandere belangrijke criteria vande op dit moment door verschillendebedrijven en organisatiesontwikkelde Ethernet-protocollenonder de loep genomenen vastgesteld dat Profinet opgrond van de volgende redenenhet beste aan de eisen van deindustriële communicatievoldoet:2.1Flexibele realtimeoplossingenProfinet stelt drie communicatiekanalenter beschikking, die opde eisen van de verschillendedeelnemers zijn afgestemden parallel op hetzelfde netwerkof apparaat kunnen functioneren.Standaard kanaal(TCP / IP, UDP / IP)Het standaard kanaal biedtgemiddelde reactietijden inde orde van grootte van100 ms voor eenvoudigeapparaten. Het kanaal kan o.a.voor apparaatparametrering enconfiguratie alsmede het lezenvan diagnosegegevensworden gebruikt.Realtime-kanaal RT (Real Time)Met gemiddelde cyclustijden vanminder dan 10 ms komt het RTkanaalovereen met de eigenschappenvan de huidige veldbussystemen.Het kanaal, dat alssoftwareoplossing in apparatenkan worden geïmplementeerd,ondersteunt een cyclische overdrachtvan gevevens alsmedegebeurtenisgestuurde meldingenen alarmsignalen.Realtime-kanaal IRT(Isochronous Real Time)Zeer dynamische motionapplicaties kunnen door hetBasics PROFINET | 5

LNKACT100ETH10/100 BASE-ResetIT applicationse.g.• HTTP• SNMP• DHCP...TCP/UDPIPEthernetProfinet applicationsStandarddataRealtime switch ASICRTRealtimedataRealtimeCommunicatiekanalen in het Profinet-systeemMachine 2 Machine 3Control Foil feed WeldingEthernetSingling outProxyMachine 1CollectingINTERBUSProfinet CBA biedt ondersteuning bij de opbouwvan modulaire, decentrale machine- en installatieconceptenIRTIRT-kanaal worden gerealiseerdmet cyclustijden vanminder dan 1 ms en een jittervan minder dan 1 µs. IRT isgebaseerd op een Ethernetchip,die het zeer dynamischegedrag in RT-netwerkenorganiseert.2.2 Compatibiliteitmet de „openEthernet-wereld“Overal en direct toegang tot allegegevens van de automatiseringssystemenop besturings- enproductieniveau om productieprocessente kunnen optimaliseren,zijn belangrijke eisen van productieplanningssystemen.Profinetvoldoet aan deze eisen, omdatdoor toepassing van Ethernetstandaards uit de communicatieeninformatietechniek zoals OPC,XML, COM/DCOM, DHCP,SNMP, FTP of HTTP samen metde standaard protocollen TCP/IPen RT kunnen worden toegepast.2.3 Architectuurmodelvoor de verdeeldeautomatiseringHet op componenten gebaseerdearchitectuurmodel Profinet CBA(Component Based Automation)ondersteunt de trend naar hetverdelen van automatiseringsfunctiesover diverse intelligentesubsystemen, omdat Profinet CBAzowel de installatie-engineeringals de communicatie tussen desubsystemen en hun apparatendefinieert.Terwijl de componenten binnende functie-eenheden via Profinetof het INTERBUS-systeem metelkaar zijn verbonden, waarbij eenProxy voor de "vertaling" van develdbusstandaard in het Profinetprotocolzorgt, is t.b.v. de communicatietussen de functieeenhedende configuratie van decommunicatierelaties noodzakelijk.Hiertoe worden de gegevens,die tussen de functie-eenhedenmoeten worden uitgewisseld,tijdens de programmeringvan de eenheden in een ProfinetCBA-bestand geschreven.Aansluitend worden de parametergegevensvan de afzonderlijkesubsystemen in eenkoppeleditor geïmporteerden worden de functie-eenhedenmiddels "drag & drop" met elkaargekoppeld.2.4 Eenvoudige integratievan bestaandeveldbussystemenVeldbus-oplossingen kunnenvia Proxies eenvoudig enprobleemloos in een Profinetsysteemworden geïntegreerd.De Proxy fungeert hierbij alsvertegenwoordiger van develdbusapparatuur. De Proxyintegreert de op een lagerINTERBUS-systeem aangeslotendeelnemers in hethogere Profinet-systeem.Hierdoor kunnen de voordelenvan INTERBUS, zoals de hogedynamiek, plaatsnauwkeurigediagnose en automatischeconfiguratie van het systeem,ook in de Profinet-wereld wordengebruikt. Deze systeemvoordelenvereenvoudigen de planningVeldbussystemenworden via eenProxy in Profinet IOgeïntegreerd omde investeringenvan de gebruikerste beschermenPROFIBUSProxy6 | Basics PROFINET

alsmede de inbedrijfstelling enservice dankzij de omvangrijkediagnose-eigenschappen vanhet INTERBUS-systeem. Devertrouwde apparatuur ensoftwaretools kan men blijvengebruiken en worden in hetProfinet-systeem geïntegreerd.2.5 Acceptatie doorleveranciers vanbesturingstechniekNet zo belangrijk als de technischekenmerken van het communicatiesysteemis de koppelingmet belangrijke besturingssystemen.Veel fabrikanten vanbesturingen zoals Siemens ofPhoenix Contact hebben al eenProfinet-interface in hun apparatengeïmplementeerd, zodateen brede acceptatie van hetprotocol en daarmee de toegangtot een groot aantal automatiseringsoplossingenin alle takkenvan industrie is gewaarborgd.De activiteiten van de Profibusgebruikersorganisatie en deINTERBUS Club alsmede hunleden dragen bij aan de continueverdere ontwikkeling van hetProfinet-systeem alsmede aanhet ter beschikking stellen van debetreffende producten en daarmeeaan de toekomstzekerheidvan Profinet. Bovendien wordter aan de specificatie van eenProfinet-Safety-concept gewerkt,waarmee de overdracht vanstandaard en veiligheidsgerichtegegevens via één kabel mogelijkis. Verder wordt een Securityoplossingontwikkeld om decommunicatie binnen industriëleinstallaties te beveiligen tegenspionage, manipulatie of moedwilligebeschadiging.3. Werking vanProfinet IOMet Profinet IO stelt de Profinet-specificatie een integratiemodel vooreenvoudige veldapparatuur ter beschikking, dat overeenkomt met destandaard zienswijze van de huidige decentrale periferie. Decomponenten worden in de van de veldbusomgeving bekende vormgeadresseerd, via de apparaatbeschrijving in het betreffendeengineeringstool (PC WorX, Step 7 etc.) geïntegreerd en hier tijdensde engineering op logische wijze aan een controller toegewezen.Omdat alle Ethernet-deelnemersgelijktijdig via het netwerk kunnencommuniceren, verandert hetmaster/slave-gedrag van develdbustechnologie bij Profinet IOin een provider/consumermodel.De provider is daarbij de zender,die zijn gegevens zonder de vraagom ontvangstbevestiging aan decommunicatiepartners, de consumers,overdraagt. De consumersverwerken dan de gegevens.In het kader van Profinet IO kunnende volgende device-typenworden onderscheiden:IO-ControllerDe IO-Controller is een apparaat,via welke de aangeslotenIO-Devices worden aangesproken.Meestal gaat het om eenbesturing binnen een decentralefunctie-eenheid, die in- enuitgangssignalen met de toegewezenveldapparaten uitwisselt.IO-DeviceAls IO-Device wordt een decentraalveldapparaat (bijv. RemoteI/O, motion controller, ventieleiland,switch) aangewezen,dat aan één of meerdere IO-Controllers is toegewezen enbehalve proces- en configuratiedataook alarmsignalen overdraagt.Het dataverkeer tussende IO-Devices wordt gerealiseerddoor de configuratie vanprovider/consumer-submodulen.IO-SupervisorDe IO-Supervisor, bijv. eenprogrammeerapparaat of eenindustriële PC, heeft parallelaan de IO-Controller toegangBasics PROFINET | 7

ETH10/100 BASE-TLNKACT100RESETMRESETRUN/PROGPRGSTPPLCRUNFAILINLINE CONTROLILC 350 ETHOrd.No.: 2737203ILRDY/RUNBSAFAILPFE11 15 19 Q1 US12 16 I10 Q2 UM13 17 I11 Q3 UL14 18 I12 Q4Engineering systemEthernetnotspecifiedIO-ControllerspecifiedspecifiedIO-SupervisorPROFIBUSIO-DeviceNaast de engineeringssystemen voor netwerkconfiguratieen I/O-adrestoewijzing onderscheidtProfinet IO drie verschillende device-typentot alle proces- en parameterdata.Tussen IO-Controller, IO-Supervisoren de IO-Devices bestaanapplicatierelaties voor de overdrachtvan configuratiedata (standaardkanaal), procesdata (realtime-kanaal)alsmede alarmsignalen(realtime-kanaal). Dezerelaties worden tot stand gebrachtin een context-managementsysteem,dat ook dient voor hetinstellen van de belangrijkecommunicatieparameters voor detot stand te brengen communicatierelatiesalsmede een duidelijkeidentificatie van de deelnemers.Profinet IOdevicemodelHet context-managementsysteemmaakt voor de adressering gebruikvan een devicemodel, dat de functionaliteitvan een concreet veldapparaat,gezien vanuit ProfinetIO, weergeeft. Deze zienswijzedient voor alle veldapparaten uniformte zijn, zodat een fabrikantenapparaatoverkoepelendecommunicatie mogelijk is. Verderdient er rekening mee te wordengehouden dat een IO-Device inhet Profinet IO-systeem nietvanzelfsprekend overeenkomtmet een fysiek veldapparaat,omdat het apparaat meerderelogische IO-Devices kan bevatten.Het IO-Device zelf definieert slots,waarin modulen kunnen wordengeïntegreerd die uit tenminste éénsubmoduul bestaan.Elk IO-Device heeft een universeleapparaatidentificatietoegewezen gekregen. Dezeidentificatie is samengesteld uiteen 16 bit fabrikantcode, die doorde Profibus gebruikersorganisatiewordt uitgegeven en een 16 bitapparaatcode, die elke fabrikantzelf kan vastleggen.Het devicemodelgeeft defunctionaliteitvan het veldapparaatweer,gezien vanuitProfinet IOPhysical IO-DeviceIP-Addr.Stationn.Logical IO-DeviceModule:16DIOSM: Digit. In16 DIParameterSubslot 1SM: Digit. Out16 DOParameterSubslot 2In1In2In…In16Out1Out2Out…Out16Slot 0Toepasbare kabelsProfinet werkt fullduplex met eencommunicatiesnelheid van100 Mbit/s (Fast Ethernet) en kanzowel in het productie- als kantoorbereikworden toegepast. U kuntkiezen uit de volgende kabeltypen:1. Elektrische kabels metgetwiste koperadersDe kabels dienen te voldoen aande CAT5-eisen en de maximaleafstand tussen twee componentenmag niet langer zijn dan 100 m.2. Optische kabelsAls overdrachtsmedium kunnenmultimode of singlemode glasofkunststofvezels worden gebruikt.De maximale afstand tussen tweecomponenten mag niet langer zijndan 2 km (multimode) resp. 14 km(singlemode).8 | Basics PROFINET

4. Apparaatbeschrijving inINTERBUS en ProfinetOm de benodigde componenten in een automatiseringsoplossingte kunnen integreren, dient in de diverse engineeringsstappeninformatie over het apparaat ter beschikking te wordengesteld. Dit vindt doorgaans plaats via een apparaatbeschrijving.In het kader van het Profinet-systeem wordt deze beschrijving als GSDbestand(General Station Description) in XML-formaat in het betreffendeengineeringssysteem geïmporteerd. Hierna kan het netwerk wordengeconfigureerd, de besturing worden geprogrammeerd en kunnen debetreffende gegevens aan de IO-Controller worden overgedragen.De componenten in INTERBUSsystemenworden in de XMLgebaseerdetaal FDCML (FieldDevice Communication MarkupLanguage) volgens ISO 15 745-3beschreven. FDCML wordtgekenmerkt door de volgendeeigenschappen: toe te passen bij apparatenmet verschillende complexiteit systeemonafhankelijk uit te breiden door standaardiseringvan algemeneFDCML-elementen ondersteunt online-omschakelingnaar verschillende talentoepasbaar bij apparaten, diemeerdere communicatiesystemenondersteunenHet FDCML-devicemodel bestaat uitde volgende basiselementen:DeviceIdentity-objectHet DeviceIdentity-object dientvoor de apparaatidentificatie en-selectie, die bijvoorbeeld viade fabrikantnaam en het apparaattypeof de apparaatcoderingkan plaatsvinden.DeviceManager-objectHet DeviceManager-object bevatalle informatie, die voor de configuratievan de installatie nood-Allocated toolsDevice patternsDeviceManagerCommunicationpropertiesDevice resourcesimportListdatatypeTemplateListdictionary ListhelpFileListtoolListpictureListdeviceStructurelocalDataDescriptionListadditionalItemListcommunicationEntityresource0 ..ooexternalSchemaInformatie over het apparaatmanagementin het DeviceManager-object0 ..oo0 ..ooDevice structure0 ..ooCommunicationcontroller board< DeviceIdentity>…< DeviceManager>< DeviceStructure>……< CommunicationEntity>< MAUusage>…< CfgItemList>…< ProcessdataItem>

ControllerProgramming systemVergelijkt men de beide apparaatbeschrijvingsdocumentenGSD inXML-formaat en FDCML, dan kanworden vastgesteld dat GSD inversie 1.0 niet kan worden toegepastvoor de beschrijving van modulairestations die uit modulenvan verschillende fabrikanten zijnopgebouwd, zoals meestal inINTERBUS-systemen het gevalis. Het GSD-concept is gebaseerdop een modulaire slave, waarbijalle toegepaste modulen van éénfabrikant afkomstig zijn, zodat erslechts één GSD-bestand in XMLformaatper IO-station hoeft teworden aangehouden.INTERBUSProxyFDCMLGSDHet apparaatbeschrijvingsdocument FDCML kan zowel voor INTERBUSalsvoor Profinet IO-netwerken worden gebruiktApplicationProcess-objectHet ApplicationProcess-objectstelt geschikte uitgangspuntenvoor de programmering of deintegratie in programmeeromgevingenter beschikking.Geringe inspanningIn tegenstelling tot het vorige richtFDCML zich op de beschrijvingvan elk afzonderlijk apparaat ofmoduul. Omdat de interne afhankelijkheidvan modulaire stationseveneens kan worden beschreven,kunnen de beschrijvingsmogelijkhedenvan GSD in XMLformaatook met FDCML wordengerealiseerd. FDCML kan dusvoor Profinet-netwerken wordengebruikt, omdat de voor de configuratievan Profinet IO-systemenvereiste apparaatinformatie in deFDCML-apparaatstructuur kanworden beschreven. De inspanningvoor de beschrijving van eencomponent worden daardooraanzienlijk gereduceerd, wantde beschrijving hoeft slechtseenmaal in FDCML te wordengegenereerd. GSD-bestandenvan IO-stations worden dan "metéén druk op de knop" vanuit deFDCML-editor gegenereerd.XML – eXtensible Markup LanguageXML vormt op dit moment de basisvoor een groot aantal toepassingen.Bij deze metataal gaat het om eenverkorte versie van de internationalenorm SGML (Standard GeneralizedMarkup Language), op basis waarvanzelfstandig speciale talen zoalsHTML kunnen worden ontwikkeld.Omdat SGML zeer complex is enenkele delen van de norm slechtsweinig worden toegepast, heeft hetWorld Wide Web Consortium (W3C)met XML een vereenvoudigde taalgecreëerd. Het principe van XML isdat de opbouw van gegenereerdedocumenten een bepaald basismodelvolgt, zodat de hierin opgenomendata beter en meerderekeren kan worden gebruikt.10 | Basics PROFINET

5. Concepten voor de integratievan INTERBUS in Profinet IODe combinatie van INTERBUS en Profinet IO draagt alleen bijaan de verhoging van de productiviteit wanneer de totaaloplossingtransparant en uniform wordt weergegeven, zonder dat despecifieke voordelen van het veldbus- en Ethernet-systeem verlorengaan. Daarom is de integratie van INTERBUS in Profinet IO gebaseerdop het van internet bekende Proxy-concept. De netwerkovergangwordt gerealiseerd door gateways die een plaatsvervangende functievervullen en op die manier waarborgen dat de op INTERBUS aangeslotenapparaten en objecten probleemloos in het Profinet-conceptkunnen worden geïntegreerd.Uitgaande van het Profinet IOdevicemodel,zijn de volgendeconcepten denkbaar voor deintegratie van INTERBUS in deEthernet-standaard:Transparante integratieElke INTERBUS-deelnemer wordtop een virtueel IO-Device weergegeven.Het voordeel hiervan is datalle op het veldbussysteem aangeslotenapparaten direct in ProfinetIO zichtbaar zijn. Voor elk IO-Devicedient echter een eigen Ethernetframemet tenminste 64 bytes teworden verstuurd, ondanks het feitdat INTERBUS-deelnemers doorgaansslechts enkele procesdatabezitten. Dit leidt bij omvangrijkeINTERBUS-systemen tot eenhogere netwerkbelasting in hetProfinet-systeem en daarmee toteen lagere protocolefficiëntie.Daarom is het transparante modelslechts in beperkte mate geschiktvoor de integratie van INTERBUS.Compacte integratieHet complete INTERBUS-systeemwordt als een IO-Device met slechtséén moduul en één submoduulweergegeven. Omdat de complete,via INTERBUS beschikbare procesweergavemet één Profinet IO-telegramkan worden overgedragen, isde netwerkbelasting in het Profinetsysteemgering. De structureleweergave van het INTERBUSsysteemis echter niet mogelijk,want de INTERBUS-deelnemerszijn niet meer zichtbaar in ProfinetIO. Verder dient de INTERBUS-Proxy met een eigen engineeringstoolte worden geconfigureerd.Modulaire integratieElke INTERBUS-deelnemer wordtin slechts één IO-Device op eeneigen moduul weergegeven. Hierdoorkan de data van alle modulenin één Ethernet-frame worden overgedragen,zodat een hoge protocolefficiëntiein het Profinet-systeem isgewaarborgd. De eigenschappenvan de INTERBUS-deelnemers zijnvervolgens beschikbaar in het bijbehorendesubmoduul. Een voordeelis ook dat er geen extra configuratietoolvoor de INTERBUS-Proxynoodzakelijk is, omdat de samenstellingvan een modulair apparaatdoor elk programmeersysteemwordt ondersteund.Physical IO-DevicePhysical IO-DeviceIP-Addr.Physical IO-DeviceIP-Addr.Physical IO-DeviceIP-Addr.Stationn.Physical IO-DeviceIP-Addr.Stationn.IP-Addr.Stationn. Logical IO-DeviceStationn. Logical IO-DeviceStationn. Logical IO-DeviceLogical IO-DeviceLogical IO-DeviceModule:16DIOSM: Digit. In In1SM: Digit. In In116 DI In2SM: Digit. In In116 DI In2Parameter SM: Digit. In… In In116 DI In2Parameter SM: Digit. In… In In1Subslot 16 DI In2Parameter 1 In16In…Subslot 16 DI In2Parameter 1 In16In…In16SM: Digit. Subslot Out Parameter 1Out1In…Subslot 1 In16SM: Digit. Out Out116 DO Subslot Out21Out1In16SM: Digit. Out16 DO Out2Parameter SM: Digit. Out…Out116 DO Out2Parameter SM: Digit. Out…Out1Subslot 16 DO Out2Parameter 2 Out16Out…Subslot 16 DO Out16 Out2Parameter 2 Out…Subslot Out16Slot 0 Parameter 2 Out…Subslot 2 Out16Slot 0Subslot 2 Out16Slot 0Slot 0Slot 0Transparante integratie: Elke INTERBUS-deelnemerwordt op een IO-Device weergegevenPhysical IO-DeviceIP-Addr.Stationn.Logical IO-DeviceModule:16DIOSM: Digit. In16 DIParameterSubslot 1SM: Digit. Out16 DOParameterSubslot 2Slot 0In1In2In…In16Out1Out2Out…Out16Compacte integratie: Het complete INTERBUS-systeemwordt op een IO-Device weergegevenBasics PROFINET | 11

Physical IO-DeviceIP-Addr.Stationn.Physical IO-DeviceLogical IO-DeviceIP-Addr.Module:16DIOSM: Digit. In In116 DI In2Parameter SM: In… Digit. In In1Subslot 1In16 DI In2Parameter In…SM: Digit. Out Out1Subslot 116 DO Out2In16Parameter SM: Out… Digit. Out Out1Subslot 2Out16 DO Out2Parameter Out…Slot 0Subslot 2 Out16Slot 0Modulaire integratie: elke INTERBUS-deelnemer wordtop één moduul in een IO-Device weergegevenStationn.Logical IO-DeviceNa afweging van de voor- ennadelen van de afzonderlijkeintegratiemodellen zullen deINTERBUS Club en haar ledenin eerste instantie de specificatievan het modulaire concept inbehandeling nemen. Dit wordthieronder kort beschreven.Werkwijze van demodulaire integratieIn het kader van de modulaireintegratie is slot 1 van hetProfinet IO-devicemodel voor deINTERBUS-master gereserveerd.Via het cyclische procesdatakanaal,dat voor statusmeldingenen firmware commando’s wordtgebruikt, kan de status van hetINTERBUS-systeem wordenopgevraagd en kunnen specialeacties zoals het in- en uitschakelenvan deelnemers worden uitgevoerd.Op het diagnosekanaalvan slot 1 wordt alle informatieweergegeven die geen betrekkingheeft op een speciaal slot, zoalsbijv. algemene parametreringsfouten.De besturing wordt viadiagnosealarmen van elke diagnosemeldingop de hoogte gebracht.Alle op de master aangeslotenINTERBUS-slaves makengebruik van slot 2 en volgende.De volgorde dient overeen tekomen met de opbouw van hetINTERBUS-systeem. Niet-gebruikteslots zijn daarom niet toelaatbaar.De cyclische procesdata vaneen slot wordt rechtstreeks aan deI/O-data van de afzonderlijkeINTERBUS-slaves toegewezen,terwijl de Profinet IO-parametersvoor het instellen van deelnemerspecifiekedata (bijv. identificatiecodeof procesdatalengte) en voorde weergave van apparaatspecifiekePCP-parameters wordengebruikt. Diagnosemeldingen vanhet INTERBUS-systeem zijn beschikbaarals Profinet IO-kanaaldiagnosesen brengen via diagnosealarmende besturing hiervanop de hoogte. De besturinggeeft de diagnosemelding vervolgensin duidelijke tekst weer.Het devicemodel functioneert alseen INTERBUS-controlekaart, diein deze situatie echter niet communiceertvia de backplane van hetbesturingssysteem, maar via eenseriële Profinet-verbinding met debesturing.In het kader van demodulaire integratieis slot 1 voor deINTERBUS-mastergereserveerd, terwijlde slaves aan slot 2en verder zijntoegewezenINTERBUS-masterStatus and control registerMaster diagnosisDiagnosis alarmsINTERBUS-slavesInput / output dataINTERBUS-parametersPCP-parametersDevice diagnosisDiagnosis alarmsSlot 1IO-DeviceSlot 2..nProfinet / INTERBUS-Proxy FL PN / IBSAls één van de eersten levertPhoenix Contact een Profinet/INTERBUS-Proxy, die de voordelenvan het INTERBUS-systeem in deProfinet-wereld integreert. Dankzij detransparante toegang tot de data vande INTERBUS-componenten kunnenbestaande veldbusapplicatieseenvoudig in de totaaloplossingworden geïntegreerd. De op rail temonteren Proxy FL PN/IBS ondersteunthet fullduplex-bedrijf met100 Mbit/s en kenmerkt zich door eengeoptimaliseerde overdrachtstijd,omdat de procesdata van allecomponenten efficiënt wordensamengevoegd.12 | Basics PROFINET

SC6 5 C: DIGITAL COMMUNICATIONTechnicalCoordinatorJWG10:Industrial CablingIEC 61918WG11:Real Time EthernetIEC 61784-2WG12:Communications forFunctional SafetyIEC 61784-3WG13:Cyber SecurityIEC 61784-4WG7:Function BlockIEC 61804MT9:Fieldbus MaintenanceIEC 61158IEC 61784-1Werkgroepenbinnen de IECSC6 5 C„DigitalCommunications“6. Internationale normering vanINTERBUS en ProfinetDe internationale normering van communicatiesystemen en-componenten biedt zowel gebruikers als fabrikanten zekerheid,ondanks een bepaalde vertraging ten opzichte van de ontwikkelactiviteiten.Want normering biedt de garantie dat de apparaten vanverschillende producenten probleemloos binnen een automatiseringsoplossingsamenwerken.Daarom volgt de INTERBUS Clubsinds een aantal jaren een actievenormeringspolitiek, die zich weerspiegeltin de ratificatie van hetsysteem in DIN E 19 258 (mei1994), EN 50 254 (december 1998)en IEC 61 158 (januari 2000). Opdit moment staat de verbinding vanINTERBUS en Profinet in hetmiddelpunt van de normeringstechnischeactiviteiten, die voornamelijkin IEC SC65C "DigitalCommunications" plaatsvinden enin Duitsland in de K956 "veldbus"worden begeleid.INTERBUS is op dit momentsamen met de veldbussystemenFoundation Fieldbus, ControlNet,Profibus, P-Net, Swiftnet enWorldFIP genormeerd inIEC 61 158, de norm die in maart2003 werd geactualiseerd. OmdatIEC 61 158 verschillende veldbusspecificatiesbevat, werden zogenaamde"communicatieprofielenten behoeve van IEC 61 158"gedefinieerd en in de internationalenorm IEC 61 784-1 gepubliceerd.De communicatieprofielengeven delen van de algemeneIEC 61 158 specificatie weer, dieovereenkomen met de betreffendecommunicatiesystemen (bijv.INTERBUS, Profibus etc.).In maart 2004 zijn denormenseries EN IEC 61 158 enEN IEC 61 784-1 door deEuropese normeringsorganisatieCENELEC geratificeerd en daarmeeautomatisch in de normeringvan de CENELEC-lidstaten overgenomen.GeïntegreerdeEthernet-conceptenDe werkzaamheden aan deIEC 61 158 hebben aangetoonddat er naast de "klassieke" veldbussystemenin toenemende mateop Ethernet gebaseerde oplossingenvoor de industriële datacommunicatieworden toegepast.Daarom zijn de gedurende debewerking van de norm belangrijkeEthernet-concepten Profinet,Ethernet IP en FieldbusFoundation HSE in IEC 61 158Basics PROFINET | 13

uitgave 3 opgenomen. In IECSC65C werd bovendien eennieuw normeringsontwerp IEC 61784-2 ten behoeve van het thema"Additional Profiles for ISO/IEC8802-3 based communicationnetworks in real time applications"voorgesteld. Bijbehorende activiteitenvinden plaats in werkgroep11 (IEC SC65C/ WG 11) "RealTime Ethernet (RTE)", die totaugustus 2007 communicatieprofielenvastlegt. Verder wordende RTE-uitbreidingen van dereeds in IEC 61 158 opgenomencommunicatiesystemen (bijv.Profinet IO) en andere op Ethernetgebaseerde oplossingen zoalsEthernet Powerlink, waarvan debasisspecificatie als PAS (PubliclyAvailable Specification) beschikbaardient te zijn, in de volgendeuitgave van IEC 61 158. Dezenorm dient eind 2007 te zijnvoltooid.De INTERBUS Club en deProfibus gebruikersorganisatiewerken samen aan de noodzakelijkespecificatiewerkzaamhedenvoor het Profinet-protocol. DeINTERBUS-specificatie wordtm.b.t. deze context uitgebreid tenbehoeve van een optimale koppelingaan het Profinet-protocol.Door de combinatie van beidegenormeerde systemen krijgt degebruiker een stabiele en bredetechnologische basis voor deopbouw van toekomstzekerecommunicatieoplossingen.7. Continue doorontwikkelingvan beide systemenToekomstgerichte en concurrentiegeoriënteerde branches zoalsde automobielindustrie volgen de opvattingen van deINTERBUS Club en zullen in de toekomst ook het Profinetsysteemin hun automatiseringsoplossingen toepassen.Eind november 2004 maakten debedrijven Audi, BMW,DaimlerChrysler en Volkswagen,die zich in de AIDA (Automatisierungs-InitiativeDeutscher Automobilhersteller)hebben verenigd,bekend dat de protocolstandaardProfinet met geïntegreerde persoonlijkeveiligheid voor een eenvoudigeen uniforme koppelingvan de automatiseringscomponentenwordt gebruikt zodra ditzowel technische als bedrijfsecomischevoordelen oplevert.Deze beslissing is een signaalvoor een groot aantal anderebranches, die in het verleden dein de automobielproductie toegepasteen beproefde automatiseringsconceptenbij hun machinesen installaties hebben toegepast.Op dit moment werken deINTERBUS Club en haar ledenin verschillende Profinet-werkgroepenaan standaards vooreen veiligheidsgerichte dataoverdrachten Motion Control-toepassingenalsmede aan beveiligingsmechanismentegen onbevoegdetoegang of manipulatie van hetnetwerk. Dankzij de uitgebreideervaring die de INTERBUS Club14 | Basics PROFINET

heeft opgedaan bij de ontwikkelingvan het veilige veldbussysteemINTERBUS-Safety, kan men ervan uitgaan dat op korte termijneen oplossing met betrekking totpersooonlijke veiligheid beschikbaarzal zijn.INTERBUS-systeemverder geoptimaliseerdDe Ethernet-chip die voor deimplemantatie van het realtimekanaalIRT in Motion Controlapparatennoodzakelijk is, isin 2005 op de markt gekomen.Ondanks de door de AIDAgewenste bedrijfseconomischevoordelen, kan worden vastgestelddat een dergelijke hardwareondersteuningde prijs van develdapparaten zal verhogen.Daarom gaat de INTERBUS Cluber vanuit dat veldbussystemen opmiddellange termijn ook voor dekoppeling van lokale subbussystemenen eenvoudige veldapparatenworden gebruikt, omdatde toepassing van Ethernetprotocollenop dit niveau nog tecomplex en te duur is.De INTERBUS Club bevestigtdeze inschatting door hetINTERBUS-systeem continuverder te ontwikkelen. Eind 2005wordt met de SUPI 4 een nieuweslave-protocolchip ter beschikkinggesteld, die de technologischebeschikbaarheid van INTERBUSwaarborgt, de eigenschappen vanhet systeem optimaliseert, interfacekostenverlaagt en systeemreservescreëert. Het door TÜVRheinland en BGIA gecertificeerdeveilige veldbussysteemCommandlevelControllevelComplexfield devicesSimplefield devicesEthernetTCP/IPAutomatiseringsoplossingen kunnen in vier niveausworden opgedeeld, die elk hun eigen eisen stellen aande industriële communicatieINTERBUS-Safety, waarvoor deeerste componenten nu wordenaangeboden, wordt op dit momentmet succes in verschillende toepassingengebruikt. Ook de specificatievan een INTERBUS/Profinet-Proxy is gereed voorbeoordeling en werd eind maart2005 gepubliceerd, zodatgeïnteresseerde fabrikanten eenovereenkomend apparaat kunnenontwikkelen.INTERBUS-Safety INTERBUS-protocolchip SUPI 4Het veilige veldbussysteemINTERBUS-Safety overtuigt door:Probleemloze integratieVeilige en niet-veilige deelnemers kunnen opéén buskabel worden aangeslotenEenvoudige bedieningDe bekende procedure van het standaardINTERBUS-systeem blijft behoudenPlaatsnauwkeurige diagnoseDetecteren van kortsluiting, storingen in devoedingsspanning en EMC-invloeden opde netwerkbekabelingKorte reactie- en gedefinieerde uitschakeltijdenFluctuatievrije cyclustijden van 2 tot 5 ms enberekenbare uitschakeltijdenDe nieuwe INTERBUS-protocolchip SUPI 4 kenmerktzich door de volgende eigenschappen:Downward compatibility met SUPI 2 en SUPI 3Geringere stroomopname door 3,3 V-technologieen speciale interne uitschakelfunctiesVerbeterde driverondersteuningExtra diagnosemogelijkheden ter ondersteuningvan de inbedrijfstellingVerhoging van de communicatiesnelheid tot max.16 Mbit/s, incl. automatische baudrateherkenningVerbeterde glasvezelcommunicatieIntegratie van extra dataregisters en PCP-laag 2Hoge veiligheidTot Cat. 4 vlgs. EN 954-1 en SIL 3 vlgs. IEC 61 508Basics PROFINET | 15

Best of AutomationPhoenix Contact bv, NederlandFax (0316) 59 17 20Phoenix Contact nv/sa, BelgiëFax 02-7 25 36 14Stuur mij a.u.b. meer informatie over het volgende thema /de volgende thema's:Brochure „Basics Standard-INTERBUS-System“Brochure „Basics INTERBUS-Safety“Flyer „INTERBUS-Protocol Chip SUPI 4“Applicatiebrochure „INTERBUS & Applications“ThemaAutomobielindustrieGebouwenautomatiseringWatermanagementMachinebouwINTERBUS Club-tijdschrift „AUTOMATION Forum“Overige:BedrijfVoorletters/achternaamAfdelingAdres/postbusPostcode/plaatsTelefoonFaxE-mailPlaats, datumMNR 52000541-00 © INTERBUS Club - International Marketing ServicesINTERBUS Club Deutschland e.V. · Postfach 1108 · D-32817 Blomberg · Telefon: 0 52 35/34 21 00 · Telefax: 0 52 35/34 12 34E-mail: germany@interbusclub.com · Internet: www.interbusclub.com