PROFINET SIMATIC

SIMATIC

Warszawa 2009

1 e i n a d y W k

i n z c

´ r d o P

PROFINET

Wst ęp

Przegl ąd dokumentacji o PROFINET 1 PROFINET – przegl ąd 2 PROFINET – elementy 3 PROFINET – wymiana danych i komunikacja 4 PROFINET IO – in żyniering 5 PROFINET CBA – in żyniering 6 PROFINET – przykłady konfiguracji 7 Dodatek A

A5E00298288-04

SIMATIC

PROFINET

Opis Systemu

Informacje prawne

System oznacze ostrzegawczych

Podrcznik zawiera wskazówki, których przestrzeganie zapewni personalne bezpieczestwo oraz zapobiegnie zniszczeniu mienia. Wskazówki odnoszce si do osobistego bezpieczestwa s wyszczególnione symbolem bezpieczestwa. Uwagi odnoszce si do szkód majtkowych nie posiadaj symbolu bezpieczestwa. Uwagi te pokazano poniej i uoono wg poziomu zagroenia.

NIEBEZPIECZESTWO

Oznacza mier lub cikie obraenia w przypadku lekcewaenia rodków ostronoci.

OSTRZEENIE

Oznacza moliwo mierci lub cikich obrae w przypadku lekcewaenia rodków ostronoci.

OSTRONIE

Oznacza moliwo wystpienia lekkich obrae w przypadku lekcewaenia rodków ostronoci.

OSTRONIE

Bez symbolu bezpieczestwa oznacza moliwo uszkodzenia mienia w przypadku lekcewaenia rodków ostronoci.

UWAGA

Oznacza moliwo wystpienia nieoczekiwanego rezultatu lub sytuacji w przypadku lekcewaenia informacji.

Jeeli przedstawiony jest wicej ni jeden stopie zagroenia, ostrzeenie przedstawia najwyszy stopie

zagroenia podczas uytkowania. Ostrzeenia z symbolami bezpieczestwa mog równie zawiera ostrzeenia odnonie uszkodze mienia.

Wykwalifikowany Personel

Urzdzenie bd System moe by konfigurowane i uywane tylko z ponisz dokumentacj. Odbiór techniczny i eksploatacja moe by wykonywana jedynie przez wykwalifikowany personel. W kontekcie informacji o bezpieczestwie, zawartych w tym dokumencie, pod pojciem wykwalifikowany personel rozumie si osoby upowanione do uziemiania, podczania sprztu i systemów zgodnie z obowizujcymi normami i standardami bezpieczestwa.

Waciwe uytkowanie produktów Siemens Nastpujca wskazówka:

Znaki handlowe

OSTRZEENIE

Produkty Siemens mog by uywane jedynie do zastosowa opisanych w katalogu lub specyfikacji technicznej i tylko w poczeniu z urzdzeniami lub komponentami pochodzcymi od producentów zatwierdzonych lub zalecanych przez firm Siemens. Poprawne i bezpieczne funkcjonowanie produktu moliwe jest tylko i wycznie, jeli jest on transportowany, magazynowany, przechowywany oraz instalowany prawidowo i ostronie oraz jest obsugiwany i serwisowany wedug wskaza. Dopuszczalne warunki otoczenia musz by dostosowane.

Przestrzegane musz by informacje w odpowiedniej dokumentacji.

Wszystkie nazwy posiadajce znak ® s zastrzeonymi znakami handlowymi Siemens AG. Pozostae znaki handlowe w tej publikacji mog by znakami, których uycie przez osoby trzecie moe narusza prawa waciciela znaku.

Wyczenia z odpowiedzialnoci

Zawarto niniejszej instrukcji zostaa sprawdzona pod wzgldem zgodnoci z opisanym sprztem i oprogramowaniem. Poniewa wszystkie odchylenia nie mog by cakowicie wykluczone, dlatego cakowita zgodno nie moe by gwarantowana. Jednake informacje zawarte w niniejszej instrukcji s regularnie uaktualniane i wszystkie konieczne poprawki s zawierane w nastpnych edycjach.

Wstp

Przeznaczenie podrcznika

Opis systemu zawiera przegld systemu komunikacyjnego PROFINET.

Podrcznik ma za zadanie wspiera uytkowników przy instalacji, uruchomieniu i eksploatacji systemu PROFINET.

Objania równie, w odniesieniu do przykadów, jak zaprogramowa diagnostyk dla urzdze

PROFINET IO.

Jest przeznaczony dla programistów programów uytkownika i osób zaangaowanych w konfiguracj, uruchomienie i serwisowanie systemów automatyki.

Wymagana wiedza

Do poprawnego zrozumienia treci podrcznika potrzebna jest ponisza wiedza:

 Ogólna wiedza o technologiach automatyki.

 Uytkowanie komputerów lub maszyn typu PC (np. programatory) pod systemem Windows.

 Znajomo STEP 7. Wiedz t mona zdoby z podrcznika „Programming with STEP 7 V5.4” (http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/18652056).

 Bardzo dobra znajomo funkcji komunikacyjnych PROFINET IO PROFIBUS DP.

 Dobra znajomo rozproszonych IO serii SIMATIC.

Zakres

Ta dokumentacja jest podstawowym dokumentem dla wszystkich produktów ze

rodowiska PROFINET. Dokumentacja poszczególnych produktów PROFINET jest oparta na tej dokumentacji.

Dokumenty stowarzyszone

W zalenoci od rodzaju aplikacji moesz dodatkowo potrzebowa poniszych podrczników.

Ⴠ The PROFINET IO Getting Started: Collection

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/19290251/0) Ⴠ The Programming with STEP 7 V5.4

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/18652056) Ⴠ The From PROFIBUS DP to PROFINET IO

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/19289930)

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 3

PROFINET Wst´p

Wstp

Przewodnik

Podrcznik jest podzielony na ponisze obszary tematyczne:

 Przegld PROFINET

 Struktura i komponenty sieciowe PROFINET  Metody transmisji w PROFINET IO

 Inyniering i diagnostyka PROFINET IO  Inyniering i diagnostyka PROFINET CBA

Wanie terminy s objanione w sowniku. Indeks pomaga szybko znale wszystkie fragmenty tekstu zwizane z danym sowem kluczowym.

Recykling i usuwanie

Urzdzenia opisane w podrczniku nadaj si do recyklingu. Aby w sposób przyjazny dla

rodowiska usun lub podda recyklingowi stary sprzt, skontaktuj si z certyfikowan

firm usuwajc zom elektroniczny.

Zmiany w porównaniu z poprzedni wersj

Ponisza tabela zawiera najwaniejsze rozszerzenia technologiczne w PROFINET, które zostay uwzgldnione w tym podrczniku.

Nowe osignicia technologiczne Objanienie Izochroniczno (Izochroniczny czas rzeczywisty

(Isochronous real-time))

IRT dla wysokich wymaga w komunikacji

Priorytetowe uruchamianie dla duych prdkoci komunikacji urzdze

PROFINET Wymiana urzdzenia bez uywania przenonej

pamici

Prosta wymiana urzdze PROFINET z Micro Memory Card

Odbiorcy

Podrcznik jest kierowany gównie do grup zaangaowanych w projektowanie i inynieri sieciowych rozwiza automatyki w oparciu o produkty SIMATIC:

 Planowanie  Projekt

 Inyniering projektu

Zaleca si równie niniejszy podrcznik jako wsparcie procesu uruchomiania instalacji oraz podczas serwisu.

PROFINET Wst´p

Wstp

Dodatkowe wsparcie

Jeli maj Pastwo pytania na temat produktów opisanych tutaj prosimy skontaktowa si z lokalnym przedstawicielem firmy Siemens.

 W Internecie mona znale osob kontaktow

(http://www.automation.siemens.com/partner/guiwelcome.asp?lang=en).

 Przewodnik po dokumentacji technicznej produktów i systemów SIMATIC jest dostpny w Internecie

(http://www.automation.siemens.com/simatic/portal/html_76/techdoku.htm).

 Katalogi i system zamówie online s dostpne w Internecie

(https://mall.automation.siemens.com/de/guest/guiRegionSelector.asp?lang=en).

Centra

szkoleniowe Oferujemy róne kursy dla osób zaczynajcych prac z systemem SIMATIC S7. Skontaktuj si z lokalnym Centrum Szkoleniowym lub centralnym Centrum Szkoleniowym w D90327 Nuremberg.

 Telefon: +49 (911) 895-3200

 Internet (http://www.sitrain.com/index_en.html)

Wsparcie techniczne

Moecie skontaktowa si Pastwo z dziaem wsparcia technicznego dla wszystkich produktów A&D poprzez formularz Web:

 Internet

(https://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?aktprim=0&lang=en&referer=%2f WW%2f&func=cslib.cssr&siteid=csius&extranet=standard&viewreg=WW)

 Telefon: + 49 180 5050 222  Fax: + 49 180 5050 223

Dodatkowe informacje na temat Wsparcia Technicznego Siemens umieszczono w Internecie:

(http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?aktprim=99&lang=en&referer=%2fW W%2f&func=cslib.csinfo2&siteid=csius&extranet=standard&viewreg=WW).

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 5

PROFINET Wst´p

Wstp

Service & Support w Internecie

Oprócz naszej dokumentacji oferujemy wyczerpujc baz wiedzy online w Internecie (http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?aktprim=99&lang=en&referer=%2fW W%2f&func=cslib.csinfo2&siteid=csius&extranet=standard&viewreg=WW).

Mona tam znale nastpujce informacje:

 Nasz biuletyn zawierajcy aktualne informacje o produktach.

 Odpowiednie dokumentacje poprzez funkcj wyszukiwania w Service & Support.

 Forum, na którym uytkownicy i specjalici z caego wiata wymieniaj informacje.

 Twój lokalny kontakt do Automation & Drives.

 Informacje o lokalnym serwisie, naprawach i czciach zamiennych. Wicej znajdziesz pod hasem "Services".

Zobacz

równie Diagnostyka PROFINET przez program uytkownika

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/19289930)

PROFINET Wst´p

Spis treci

Wstp ... ... 3

1 Przegld dokumentacji o PROFINET ... ... 9

2 PROFINET - przegld ...11

2.1 Wprowadzenie ... ... 11

2.2 Terminologia w PROFINET i PROFIBUS... ... 13

2.3 Struktura urzdzenia PROFINET...15

2.3.1 Interfejs PROFINET z wbudowanym switchem... ... 15

2.3.2 Moduy urzdzenia PROFINET... 19

2.4 Integracja sieci polowych w PROFINET... 20

2.5 PROFINET IO i PROFINET CBA ... ... 22

2.6 Stacje SIMATIC PC ... 27

3 PROFINET - elementy ... 31

3.1 Wprowadzenie ... ... 31

3.2 Sieci przewodowe ... ... 32

3.2.1 Technologia...32

3.2.2 Elementy sieci ... .... 32

3.2.2.1 Pasywne elementy sieci... ... 32

3.2.2.2 Aktywne elementy sieci... ... 34

3.3 Sieci bezprzewodowe ... ... 37

3.3.1 Podstawy... ... 37

3.3.2 Sieci radiowe ... .. 40

3.4 Bezpieczestwo danych w automatyce ... ... 42

3.4.1 Podstawy... ... 42

3.4.2 Elementy sieci i oprogramowanie ... . 44

3.4.3 Wskazówki do zabezpieczania informacji w automatyce przemysowej ... ... 44

3.4.4 Przykad aplikacji ... 45

3.5 Topologia ...46

3.6 Przykady topologii ... 48

4 PROFINET - wymiana danych i komunikacja ... ...51

4.1 Podstawowe pojcia w komunikacji ... 51

4.2 Komunikacja real-time ... ... 56

4.2.1 Wprowadzenie ... ... 56

4.2.2 Poziomy wydajnoci w komunikacji real-time... ...57

4.2.3 Czas rzeczywisty (Real-time)... 57

4.2.4 Izochroniczny czas rzeczywisty (Isochronous real-time) ... .... 59

4.2.5 Porównanie RT i IRT ... ... 62

4.3 Wymiana urzdzenia bez przenonej pamici / PD ... 63

4.3.1 Co to jest wymiana urzdzenia bez przenonej pamici / PD? ...63

4.3.2 Inyniering ... 64

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 7

PROFINET Spis treÊci

Spis treci

4.4 Priorytetowe uruchamianie ... ... 65

4.4.1 Co to jest priorytetowe uruchamianie?... ... 65

4.4.2 Inyniering ... . 67

4.4.3 Ustawienia dla minimalnych czasów uruchamiania... ...68

4.5 Stacja dokujca - zmiana urzdze IO w trakcie pracy (rozproszone I/O) ... . 70

4.6 Zalecane ustawienia do optymalizacji PROFINET ... ... 75

5 PROFINET IO - Inyniering ... ... 77

5.1 Inyniering ... . 77

5.2 Konfiguracja ... . 82

5.3 Topologia i STEP 7 ... ....84

5.3.1 Edytor topologii SIMATIC... ... 84

5.3.2 Konfigurowanie topologii ... . 88

5.4 Konfigurowanie komunikacji real-time ... ...91

5.4.1 Wprowadzenie ... 91

5.4.2 Konfigurowanie komunikacji IRT dla poszczególnych urzdze ... ...94

5.4.3 Konfigurowanie komunikacji IRT systemu PROFINET IO ... ... 97

5.4.4 Ustanawianie zegara nadawania systemu PROFINET IO ... 105

5.5 SIMATIC NCM PC ... 108

5.6 Przyporzdkowanie adresów... 110

5.6.1 Adresy ... ... 110

5.6.2 Adresy IP i MAC ... ... 111

5.6.3 Przydzielanie nazwy urzdzenia i adresu IP ... ... . 113

5.7 Diagnostyka w PROFINET IO... .. 117

5.7.1 Podstawowe zasady w diagnostyce PROFINET IO ... .. 118

5.7.2 Wsparcie przez STEP 7/NCM PC ... 121

5.7.3 Przykady diagnostyki ... 124

5.7.4 Ocena diagnostyki w programie uytkownika ... 126

5.7.5 Wskaniki statusu i bdu: CPU z interfejsem PN ... 128

5.7.6 Diagnostyka przy uyciu web serwera ... ... 129

5.7.7 Diagnostyka infrastruktury sieciowej (SNMP) ... ... . 129

6 PROFINET CBA - Inyniering ... .... 131

6.1 Inyniering z SIMATIC iMap ... ... .. 132

6.2 Koncepcja komponentu ... 136

6.3 Diagnostyka w PROFINET CBA... .... 139

7 PROFINET - przykady konfiguracji... 141

7.1 PROFINET IO - przykad konfiguracji... ... 141

7.1.1 System PROFINET IO ... ... 141

7.1.2 System PROFINET IO z IRT... 143

7.2 Przykad aplikacji PROFINET IO i PROFINET CBA ... 146

A Dodatek... 149

A.1 róda informacji o PROFINET ... ... . 149

A.2 Przyporzdkowanie pinów w kablach RJ45 i M12 ... ... . 153

Sownik ... 155

Indeks... ... 179 PROFINET Spis treÊci

Przegld dokumentacji o PROFINET 1

Przegld

Poniszy rysunek pokazuje przegld dostpnej dokumentacji na temat PROFINET.

Czytasz ten dokument

PROFINET

PROFINET – opis systemu From PROFIBUS DP to PROFINET IO

Elementy sieci Dokumentacja SIMATIC NET

SIMATIC

Dokumentacja o CPU 31x-2 PN/DP

Dokumentacja switchów

Dokumentacja IE / PB link i IE / PB link PN IO

Dokumentacja IE / AS-i LINK PN IO

Dokumentacja IWLAN / PB Link PN IO

Podczenie komputerów

Dokumentacja CP 1616 / CP 1604

Dokumentacja o interfejsie uytkownika RTE Dokumentacja o komunikacji przemysowej z PG / PC

Dokumentacja o stacjach PC

Dokumentacja o CPU 41x-3 PN/DP Dokumentacja o ET 200S

Dokumentacja o ET 200pro Dokumentacja o ET 200eco PN Dokumentacja o ET 200M Dokumentacja o CP 343-1 Standard, Advanced i LEAN CP443-1 Standard, Advanced

Dokumentacja o Windows Automation Center WinAC

Component Based Automation Dokumentacja o CBA

Dokumentacja o SIMATIC iMAP

S7 300 / 400 Dokumentacja o systemie S7-300 Dokumentacja o systemie S7-400

67(3

Dokumentacja o STEP 7

Dokumentacja o NCM/S7-CP

Rysunek 1-1 Przegld dokumentacji

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 9

PROFINET 1. Przeglàd dokumentacji o PROFINET

Przegld dokumentacji o PROFINET

Podrczniki SIMATIC W Internecie

(http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?aktprim=99&lang=en&referer=%2fW W%2f&func=cslib.csinfo2&siteid=csius&extranet=standard&viewreg=WW) znajdziesz ostatnie wersje wszystkich podrczników SIMATIC. Mona je zgra bez opat.

PROFINET 1. Przeglàd dokumentacji o PROFINET

PROFINET - przegld 2

Zawarto rozdziau

Gówne tematy w tym rozdziale to:

 Nowe osignicia w technologii PROFINET  Podstawy i terminologia standardu PROFINET  Podczanie PROFIBUS do PROFINET  Podstawy PROFINET IO

 Podstawy Component Based Automation

 Rónice, wspólne cechy i interakcje midzy PROFINET IO a Component based Automation (PROFINET CBA)

Przeczytaj ten rozdzia, aby zapozna si z PROFINET.

Szczegóy rónic i podobiestw PROFINET IO i PROFIBUS DP

Dodatkowe informacje zawarto w podrczniku „From PROFIBUS DP to PROFINET IO”

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/19289930) .

2.1 Wprowadzenie

Co to jest PROFINET IO?

PROFINET IO stanowi kolejny krok w rozwoju platformy Totally Integrated Automation (TIA):

 wykorzystuje zalety sieci PROFIBUS DP i  standard Industrial Ethernet

PROFINET IO bazuje na 15 latach dowiadcze zdobytych w rozwoju standardu PROFIBUS DP, czc podstawowe operacje wymagane przez uytkowników z jednoczesnym

wykorzystaniem nowoczesnych technologii ethernet. Pozwala na prost migracj sieci PROFIBUS DP do sieci PROFINET.

PROFINET IO jest standardem opartym o sie Ethernet, którym opracowaniem i rozwojem zajmuje organizacja PROFIBUS International (w naszym kraju oddzia PROFIBUS PNO Polska www.profibus.org.pl). Dba o zapewnienie standardów, jego rozwój oraz zapewnia komunikacj midzy producentami, a uytkownikami systemów automatyki.

Dziki odpowiedniej technice dostpu do sieci w PROFINET IO, wszystkie stacje mog

wysya dane praktycznie w dowolnym momencie. W ten sposób sie moe by wykorzystana bardziej wydajnie. Dane s jednoczenie przesyane midzy wieloma urzdzeniami. Wysyanie i odbieranie jest moliwe dziki pracy sieci Ethernet w penym dupleksie.

PROFINET IO jest oparty na sieci ethernet w trybie full-duplex z prdkoci 100 Mbit/s.

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 11

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.1. Wprowadzenie

PROFINET - przegld 2.1 Wprowadzenie

Model aplikacji

Podczas opracowywania PROFINET IO, specjaln wag pooono na zabezpieczenie inwestycji uytkowników i producentów urzdze. Zachowano model aplikacji przy migracji systemu do PROFINET IO.

Porównujc z PROFIBUS DP, przesyanie danych procesowych jest podobne przy:

 przesyaniu danych I/O (dostp do I/O przez adresy logiczne)  strukturze danych (przechowywanie parametrów i danych)  diagnostyce systemu (raport zdarze, bufor diagnostyczny).

Oznacza to, e w programie uytkownika s uywane znane ju struktury danych. Zdobyta wiedza pogramistyczna moe by dalej wykorzystywana. Odnosi si to równie do stosowanych profili urzdze, takich jak PROFIsafe, PROFIdrive itd. S one równie dostpne w PROFINET IO.

Widok konfiguracji jest równie znajomy. Inyniering rozproszonych I/O odbywa si w ten sam sposób i przy pomocy tych samych narzdzi, co dla sieci PROFIBUS.

Cele PROFINET

Cele sieci PROFINET to:

 Otwarty standard Ethernet dla automatyki oparty na Industrial Ethernet.

Mimo, e komponenty Industrial Ethernet i Standard Ethernet mog by uywane razem, urzdzenia Industrial Ethernet s trwalsze i lepiej dostosowane do rodowiska

przemysowego (temperatura, zakócenia itd.)  Uywanie TCP/IP i standardów IT

 Automatyzacja aplikacji wymagajcych czasu rzeczywistego  Cakowita integracja sieci obiektowych.

Implementacja sieci PROFINET w SIMATIC

Sie PROFINET wykorzystywana jest w produktach rodziny SIMATIC przez:

 Zaimplementowanie komunikacji pomidzy urzdzeniami obiektowymi, a sterownikami SIMATIC za pomoc sieci PROFINET IO.

 Komunikacja pomidzy sterownikami, jako komponentami w rozproszonych systemach moe by zrealizowana za pomoc sieci PROFINET CBA (Component Based Automation).

 Inyniering instalacji i komponenty sieciowe s dostpne w SIMATIC NET.

 Ustanowione standardy IT ze rodowiska biurowego (np. SNMP=Simple Network Management Protocol do parametryzacji i diagnostyki sieci) s uywane do zdalnego serwisu i diagnostyki sieci.

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.1. Wprowadzenie

PROFINET - przegld 2.2 Terminologia w PROFINET i PROFIBUS

Dokumentacja Organizacji PROFIBUS w internecie

Pod adresem http://www.profibus.com oraz http://www.profibus.org.pl mona znale wicej dokumentacji na temat sieci PROFINET.

Dodatkowe informacje mona znale równie pod adresem (http://www.automation.siemens.com/profinet/index_76.htm).

Informacje na temat migracji PROFIBUS DP do PROFINET IO mona znale w podrczniku

„From PROFIBUS DP to PROFINET IO”

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/19289930).

2.2 Terminologia stosowana w sieciach PROFINET i PROFIBUS

Definicja: Urzdzenie w rodowisku PROFINET

W rodowisku PROFINET, „urzdzenie” (device) jest ogólnym okreleniem dla:

 Systemu automatyki (np. PLC, PC)  Rozproszonego systemu I/O

 Urzdze obiektowych (np. PLC, PC, aparaty hydrauliczne, pneumatyczne)  Aktywne komponenty sieciowe (np. swiche, routery)

 Bramy (gateway) dla sieci PROFIBUS, AS interface lub innych sieci obiektowych Gówn cech urzdzenia jest to, e posiada cze do komunikacji w sieci PROFINET, Industrial Ethernet lub PROFIBUS.

Rozróniamy nastpujce typy urzdze w zalenoci od sposobu podczenia do magistrali:

 urzdzenia PROFINET  urzdzenia PROFIBUS

Definicja: urzdzenia PROFINET

Urzdzenie PROFINET zawsze posiada, co najmniej jedno gniazdo PROFINET. Moe równie posiada gniazdo PROFIBUS i pracowa , jako master z funkcj proxy.

Definicja: urzdzenia PROFIBUS

Urzdzenie PROFIBUS posiada, co najmniej jedno gniazdo PROFIBUS z interfejsem elektrycznym (RS485) lub optycznym (wiatowód plastikowy, POF).

Urzdzenie PROFIBUS nie moe bezporednio bra udziau w komunikacji PROFINET, lecz musi by uyte z PROFIBUS masterem z czem PROFINET (PROFINET link) lub z Industrial Ethernet / PROFIBUS linkiem (IE/PB link) z funkcjonalnoci proxy.

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 13

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.2. Terminologia stosowana w sieciach PROFINET i PROFIBUS

PROFINET - przegld

2.2 Terminologia w PROFINET i PROFIBUS

Porównanie terminów uywanych w PROFIBUS DP i PROFINET IO

Poniszy rysunek pokazuje ogólne nazwy uywane dla najwaniejszych urzdze w PROFINET IO i PROFIBUS DP. Pod rysunkiem jest tabela zawierajca nazwy komponentów w kontekcie PROFINET IO i PROFIBUS DP.

1

2 3

4

6 6 5

Numer PROFINET PROFIBUS Uwagi

཰ system PROFINET IO

system DP master

ཱ sterownik IO DP master Urzdzenie adresujce podczone urzdzenia IO /DP slave’y.

Oznacza to, e sterownik IO / DP master wymienia sygnay wejciowe i wyjciowe z urzdzeniami obiektowymi.

Sterownik IO / DP master jest czsto sterownikiem, na którym wykonywany jest program sterujcy automatyk.

ི Programator /

PC (nadzór?

PROFINET IO)

Programator /PC DP master klasy 2

Programator / PC / HMI jest uywany do uruchomienia i diagnostyki systemu.

ཱི PROFINET /

Industrial Ethernet

ུ HMI (Human

Machine Interface)

PROFIBUS Infrastruktura sieciowa

HMI Urzdzenie do monitorowania i operowania.

ཱུ urzdzenie IO DP slave Urzdzenie rozproszone przydzielone do jednego ze sterowników IO / DP masterów, np.

rozproszone IO, wyspa zaworowa, falownik, swiche z funkcjonalnoci PROFINET IO.

Rysunek 2-1 Urzdzenia PROFINET i PROFIBUS

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.2. Terminologia stosowana w sieciach PROFINET i PROFIBUS

PROFINET - przegld 2.3 Struktura urzdzenia PROFINET

2.3 Struktura urzdzenia PROFINET

2.3.1 Interfejs PROFINET z wbudowanym switchem

Przegld

Urzdzenia PROFINET z rodziny produktów SIMATIC posiadaj interfejsy PROFINET z lub bez wbudowanego switcha.

Urzdzenia PROFINET z wbudowanym switchem maj zwykle 2 porty do budowania liniowej struktury sieci. S równie urzdzenia z trzema lub wicej portami do podczania w topologii drzewa.

Waciwoci, zasady nazewnictwa interfejsu PROFINET i jego reprezentacja w STEP 7 s

wyjanione poniej.

Zaleta

Urzdzenia PROFINET z wbudowanym switchem pozwalaj na budowanie sieci w topologii liniowej (magistrali) lub drzewa. Nie potrzebne s dodatkowe switche.

Waciwoci

Kade urzdzenie PROFINET na sieci jest jednoznacznie identyfikowane przez swój interfejs PROFINET. W tym celu kady interfejs PROFINET posiada:

 Adres MAC (ustawiony fabrycznie)  Adres IP

 Nazw urzdzenia (NameOfStation).

Identyfikacja i numerowanie interfejsów i portów

Interfejsy i porty wszystkich moduów i urzdze w systemie PROFINET s identyfikowane poniszymi znakami:

Tabela 2- 1 Identyfikacja interfejsów i portów urzdze PROFINET

Element Symbol Numer interfejsu

Interfejs X W porzdku rosncym od

numeru 1

Port P W porzdku rosncym od

numeru 1 (kady interfejs)

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 15

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.3. Struktura urzàdzenia PROFINET

PROFINET - przegld

2.3 Struktura urzdzenia PROFINET

Przykady identyfikacji

Dwa przykady poniej pokazuj zasad identyfikowania interfejsu PROFINET:

Tabela 2- 2 Przykady identyfikowania interfejsu PROFINET

Oznaczenie Numer interfejsu Numer portu

X2 P1 2 1

X1 P2 1 2

Reprezentacja interfejsu PROFINET w STEP 7

W STEP 7 interfejs PROFINET w sterowniku IO i w urzdzeniu IO jest reprezentowany w sposób pokazany poniej.

Numer Opis

཰ interfejs PROFINET sterownika IO w STEP 7

ཱ interfejs PROFINET urzdzenia IO w STEP 7

ི Ta linia pokazuje "interfejs" interfejsu PROFINET.

ཱི Ta linia pokazuje "port" interfejsu PROFINET.

Rysunek 2-2 Reprezentacja interfejsu PROFINET w STEP 7

Uwaga

Logiczny adres interfejsu PROFINET IO

Interfejs i port interfejsu PROFINET IO s mapowane na podmoduy z osobnymi adresami diagnostycznymi – jak w modelu urzdzenia PROFINET.

1

2 3

4

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.3. Struktura urzàdzenia PROFINET

PROFINET - przegld 2.3 Struktura urzdzenia PROFINET

Parametry techniczne

Poniszy rysunek pokazuje interfejs PROFINET z wbudowanym switchem i jego porty dla wszystkich urzdze PROFINET.

Rysunek 2-3 Interfejs PROFINET z wbudowanym switchem

Tabela zestawia parametry techniczne Interfejsu PROFINET z wbudowanym switchem lub z zewntrznym switchem.

Tabela 2- 3 Parametry techniczne interfejsu PROFINET Waciwoci

fizyczne

Metody podczenia

Typ kabla / standard medium transmisji

Prdko transmisji

/ tryb Max. dugo

segmentu

Zalety

Elektryczne Przewód RJ 45 ISO 60603-7

100Base-TX Symetryczna ekranowana skrtka miedziana 2x2, wymagana CAT 5 IEEE 802.3

100 Mbps / full duplex

100 m Zalenie od typu kabla moliwe s krótsze segmenty, jako maksymalne

Proste i tanie podczenie

100Base-FX

wiatowód POF (Polymer Optical Fiber) 980/1000 μm (rednica rdzenia/ rednica zewntrzna) ISO/IEC 60793-2

100 Mbps / full duplex

50 m Optyczne SCRJ 45

ISO / IEC 61754-24

wiatowód szklany z paszczem plastikowym (Polymer Cladded Fiber, PCF) 200/230 μm (rednica rdzenia/ rednica zewntrzna)

ISO/IEC 60793-2

100 Mbps / full duplex

100 m

Stosowane, gdy wystpuj due rónice potencjaów Niewraliwe na zakócenia elektromagnetyczne Niska tumienno linii Wiksze

zabezpieczenie przed podsuchem

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 17

SIMATIC

X1 P1 X1 P2

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.3. Struktura urzàdzenia PROFINET

PROFINET - przegld

2.3 Struktura urzdzenia PROFINET

Waciwoci fizyczne

Metody podczenia

Typ kabla / standard medium transmisji

Prdko transmisji

/ tryb Max. dugo

segmentu

Zalety

wiatowód szklany jednomodowy 10/125 μm (rednica rdzenia/ rednica zewn.) ISO/IEC 60793-2

100 Mbps / full duplex

26 km BFOC

(Bayonet Fiber Optic Connector) i SC (Subscriber Connector) ISO/IEC 60874

wiatowód szklany wielomodowy 50/125 μm i

62.5/125 μm (rednica rdzenia/ rednica zewn.) ISO/IEC 9314-4

100 Mbps / full duplex

3000 m

Fale radiowe - IEEE 802.11 54 Mbps / half

duplex w pamie 2.4 GHz (IEEE 802.11 g) 54 Mbps / half duplex w pamie 5 GHz (IEEE 802.11 h) 24 Mbps / half duplex (IEEE 802.11 a) Dynamiczna adaptacja do 9, 12, 16, 18, 24, 36, 48 Mbit/s

100 m Wiksza mobilno

Ekonomiczne podczanie do odlegych trudno dostpnych wzów

Wicej informacji na temat pasywnych komponentów sieci

Wicej informacji mona znale na stronach Service&Support w Internecie

(http://support.automation.siemens.com/WW/llisapi.dll?aktprim=99&lang=en&referer=%2fW W%2f&func=cslib.csinfo2&siteid=csius&extranet=standard&viewreg=WW).

Wicej informacji na temat diagnostyki w PROFINET IO

Wicej informacji zawarto w podrczniku „From PROFIBUS DP to PROFINET IO”

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/19289930).

Wicej informacji na temat komunikacji z PROFINET IO

Wicej informacji zawarto w podrczniku „Communication with SIMATIC”

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/1254686).

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.3. Struktura urzàdzenia PROFINET

PROFINET - przegld 2.3 Struktura urzdzenia PROFINET

2.3.2 Moduy urzdzenia PROFINET

Sloty i podmoduy

Urzdzenie PROFINET moe mie struktur moduow podobn do DP slave. Urzdzenie PROFINET zawiera sloty, w które wkadane s moduy/podmoduy. Moduy / podmoduy posiadaj kanay uywane do czytania i wystawiania sygnaów procesowych.

Pokazano to na poniszym rysunku.

Rysunek 2-4 Struktura urzdzenia PROFINET

Numer Opis

཰ Slot z moduem interfejsu

ཱ Slot z moduem

ི Podslot z podmoduem

ཱི Kana

Slot moe by podzielony na dodatkowe podsloty, które zawieraj podmoduy.

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 19

1 2 2 2

2

3

4

4

4

4

3

4

4

4

4

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.3. Struktura urzàdzenia PROFINET

PROFINET - przegld

2.4 Integracja sieci polowych w PROFINET

2.4 Integracja sieci polowych w PROFINET

Integracja sieci polowych

PROFINET pozwala na uycie proxy, do integracji istniejcych sieci polowych (np.

PROFIBUS, ASI, itd.) w PROFINET. W ten sposób mona budowa systemy hybrydowe zawierajce podsystemy sieci polowych i opartych o Ethernet. To umoliwia

nieprzerwane technologiczne przejcie do PROFINET.

czenie PROFINET i PROFIBUS

Mona podcza urzdzenia PROFIBUS do lokalnego interfejsu PROFIBUS urzdzenia PROFINET. Pozwala to na zintegrowanie istniejcych instalacji PROFIBUS w systemie PROFINET.

Poniszy rysunek pokazuje typy sieci wspieranych przez PROFINET:

Ⴠ Industrial Ethernet i Ⴠ PROFIBUS.

ET 200S

PD/PC S7-300

PROFINET Industrial Ethernet

IE/PB link

PROFIBUS

ET 200S ET 200S ET 200S

Rysunek 2-5 Urzdzenia PROFINET, urzdzenia PROFIBUS i proxy

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.3. Integracja sieci polowych w PROFINET

PROFINET - przegld 2.4 Integracja sieci polowych w PROFINET

czenie PROFIBUS DP z PROFINET przez Industrial Wireless LAN

Urzdzenia PROFIBUS mona czy do PROFINET IO przez bezprzewodowy LAN / PB link. Pozwala to na zintegrowanie istniejcych instalacji PROFIBUS w systemie

PROFINET.

Podczenie AS-Interface do PROFINET

Urzdzenia AS-Interface mona podcza do PROFINET przez

IE/AS-i link PN IO. Pozwala to na zintegrowanie istniejcych sieci AS-i w PROFINET.

Urzdzenie PROFINET z funkcj proxy

Urzdzenie PROFINET z funkcj proxy stanowi przejcie urzdzenia PROFIBUS do sieci Ethernet. Funkcjonalno proxy pozwala urzdzeniu PROFIBUS na komunikacj nie tylko ze swoim masterem, ale równie ze wszystkimi wzami na PROFINET.

Istniejce systemy PROFIBUS mog by zintegrowane w komunikacji PROFINET na przykad za pomoc IE/PB linka. Wtedy IE/PB link obsuguje komunikacj przez PROFINET w imieniu komponentów PROFIBUS.

W ten sposób mona podczy slave’y DPV0 i DPV1 do PROFINET.

Dodatkowe informacje

Informacje na temat rónic i cech wspólnych systemów PROFINET IO i PROFIBUS DP oraz na temat migracji PROFIBUS DP do PROFIBUS IO zawarte s w podrczniku:

„From PROFIBUS DP to PROFINET IO”.

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/19289930).

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 21

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.3. Integracja sieci polowych w PROFINET

PROFINET - przegld

2.5 PROFINET IO i PROFINET CBA

2.5 PROFINET IO i PROFINET CBA

Co to jest PROFINET IO?

Jako cz sieci PROFINET, standard PROFINET IO jest koncepcj komunikacji uywan do implementacji moduowych, rozproszonych aplikacji.

PROFINET IO pozwala na tworzenie rozwiza automatyki podobnie jak w sieci PROFIBUS DP.

PROFINET IO jest implementowany przy uyciu standardu PROFINET dla sterowników programowalnych. Narzdzie inynierskie STEP 7 pozwala na zbudowanie i skonfigurowanie rozwizania automatyki.

W STEP 7 wygld aplikacji jest ten sam niezalenie od konfigurowanego urzdzenia:

PROFINET lub PROFIBUS. Programowanie odbywa si w ten sam sposób dla PROFINET IO i PROFIBUS DP. Dla PROFINET IO uywa si rozszerzonych wersji bloków i list statusowych.

Dodatkowe informacje

Informacje na temat nowych i zmienionych bloków oraz list statusowych zawarto w podrczniku From PROFIBUS DP to PROFINET IO

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/19289930).

Co to jest PROFINET CBA?

Jako cz sieci PROFINET, standard PROFINET CBA (Component Based Automation) jest koncepcj automatyki skupion na:

 Implementacji aplikacji moduowych  Komunikacji maszyna - maszyna.

PROFINET CBA pozwala na tworzenie rozproszonych systemów automatyki opartych na komponentach „z póki” i rozwizaniach czciowych. Ta koncepcja spenia wymagania wysokiej modularnoci w inynierii mechanicznej i inynierii systemów poprzez ekstensywne rozproszenie inteligentnych procesów.

Z Automatyk Komponentow (Component Based Automation) mona implementowa kompletne technologiczne moduy jako standaryzowane komponenty, które mona uywa w duych systemach.

Moduowe, inteligentne komponenty PROFINET CBA tworzy si w narzdziu inynierskim, które moe si róni w zalenoci od producenta urzdzenia. Komponenty tworzone z urzdze SIMATIC s tworzone w STEP 7 i czone przy uyciu narzdzia SIMATIC iMAP.

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.5. PROFINET IO i PROFINET CBA

PROFINET - przegld 2.5 PROFINET IO i PROFINET CBA

Interakcja pomidzy PROFINET IO i PROFINET CBA

PROFINET CBA jest uywany do integracji systemów PROFINET IO w komunikacji maszyna-maszyna. Komponent PROFINET jest tworzony z systemu PROFINET IO w oprogramowaniu STEP 7. SIMATIC iMap pozwala na konfiguracj systemów zawierajcych wiele takich komponentów. cza komunikacyjne pomidzy urzdzeniami s konfigurowane prosto jako linie czce.

Poniszy rysunek pokazuje rozproszone rozwizanie automatyki z kilkoma komponentami komunikujcymi si przez PROFINET. Komponenty umieszczone po prawej stronie posiadaj

urzdzenia IO i sterownik IO na PROFINET IO.

SIMATIC iMap

PROFINET CBA komponent

PROFINET Industrial Ethernet

PROXY

Inteligentne urzdzenie na sieci Ethernet

PROFIBUS

PROFINET IO

Komponent z rozproszonym IO na sieci Ethernet

Komponent z rozproszonym IO na sieci PROFIBUS

komunikacja PROFINET

Rysunek 2-6 PROFINET CBA – koncepcja moduowa

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 23

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.5. PROFINET IO i PROFINET CBA

PROFINET - przegld

2.5 PROFINET IO i PROFINET CBA

Rozrónienie pomidzy PROFINET IO i PROFINET CBA

PROFINET IO i CBA to dwa róne sposoby patrzenia na sterowniki programowalne na sieci Industrial Ethernet.

PROFINET

Widok komponentowy PROFINET CBA

Widok danych IO PROFINET IO

- Rozproszona inteligencja - Inyniering caej instalacji

- Rozproszone I/O - Zwyky widok IO w STEP 7

PCD GSD (PROFINET Component Description) (Generic Station Description)

Standardy IT, standardowe aplikacje, protokoy, sterownik itd.

Rysunek 2-7 Rozrónienie pomidzy PROFINET IO i PROFINET CBA

Automatyka Komponentowa (Component Based Automation) dekomponuje cay system na róne funkcje. Funkcje te s konfigurowane i programowane.

PROFINET IO pokazuje instalacj w sposób bardzo podobny jak w systemie PROFIBUS.

Konfiguruje si i programuje poszczególne sterowniki.

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.5. PROFINET IO i PROFINET CBA

PROFINET - przegld 2.5 PROFINET IO i PROFINET CBA

Sterowniki w PROFINET IO i PROFINET CBA

Mona uywa niektóre sterowniki PROFINET IO w PROFINET CBA.

Ponisze urzdzenia PROFINET wspieraj te PROFINET CBA:

 Sterowniki PLC,

– S7-300 CPU 31x-2 PN/DP, wersja firmware V2.3 lub nowsza – S7-300 CPU 319-3 PN/DP, wersja firmware V2.4.0 lub nowsza – S7-400 CPU 41x-3 PN/DP, wersja firmware V5.0 lub nowsza

 CP 443-1 Advanced z MLFB 6GK7 443-1GX20-0XE0, wersja V2.0 lub nowsza  CP 343-1 Advanced z MLFB 6GK7 343-1GX30-0XE0, wersja V1.0 lub nowsza Ponisze urzdzenia PROFINET wspieraj wycznie PROFINET IO:

 CP 443-1 z MLFB 6GK7 443-1EX20-0XE0, wersja V1.0 lub nowsza  CP 343-1 z MLFB 6GK7 343-1EX30-0XE0, firmware V2.0 lub nowszy

 Komputery PC podczone do PROFINET IO – kompatybilne CP (np. CP 1616) lub przez SOFTNET PN IO (np. z CP 1612). Przy CP 1616 i SOFTNET PN IO, program

uytkownika wykonywany jest w CPU komputera PC.

 Urzdzenia SIMOTION dla szczególnie surowych wymaga czasu rzeczywistego (real-time).

Proxy w PROFINET IO i PROFINET CBA

Urzdzenia proxy dla PROFINET IO s inne ni dla PROFINET CBA.

W PROFINET IO, proxy dla PROFINET IO reprezentuje kady podczony PROFIBUS DP slave jako urzdzenie PROFINET IO po stronie PROFINET.

W PROFINET CBA, proxy dla PROFINET CBA reprezentuje kady podczony PROFIBUS DP slave, jako jeden komponent, który moe bra udzia w komunikacji PROFINET.

Dlatego te s róne IE/PB linki dla PROFINET IO i PROFINET CBA. CPU 31x PN/DP równie moe pracowa , jako proxy PROFINET CBA.

Podczanie urzdze PROFIBUS przez IE/PB link

Pamitaj, e funkcjonalno proxy jest dostpna zarówno dla PROFINET IO jak i PROFINET CBA. Dla IE/PB linka oznacza to, e trzeba uywa rónych urzdze zalenie od systemu.

Konfiguracja i Integracja Komponentów i Urzdze w Komunikacji PROFINET

W Automatyce Komponentowej (Component Based Automation) edytor pocze jest uywany do wprowadzania komponentów (np. SIMATIC iMap). Komponenty s opisane w pliku PCD.

W PROFINET IO urzdzenia s wprowadzane przy uyciu systemu inynierskiego (np. STEP 7). Urzdzenia s opisane w pliku GSD.

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 25

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.5. PROFINET IO i PROFINET CBA

PROFINET - przegld

2.5 PROFINET IO i PROFINET CBA

Oprogramowanie dla PROFINET IO i PROFINET CBA

PROFINET IO integruje urzdzenia obiektowe (urzdzenia IO) w PROFINET. Dane wej i wyj urzdze IO s przetwarzane w programie uytkownika. Urzdzenia IO wraz z ich sterownikiem IO mog sta si czci komponentu w rozproszonej strukturze systemu automatyki.

Komunikacja pomidzy CPU, jako sterownikiem IO i przydzielonymi urzdzeniami IO jako, PROFINET IO jest konfigurowana w ten sam sposób jak w PROFIBUS DP masterze w STEP 7. Program uytkownika równie jest tworzony w STEP 7. Z caego systemu PN IO tworzy si komponent w STEP 7 (patrz Rysunek PROFINET CBA).

Nastpnie konfiguruje si komunikacj midzy komponentami w przyjaznym SIMATIC iMAP.

Uwaga CBA i IRT

Moliwe jest uywanie PROFINET CBA i komunikacji IRT jednoczenie.

Szczegóy na temat moliwych zastosowa poszczególnych produktów Zobacz równie dokumentacj konkretnego produktu.

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.5. PROFINET IO i PROFINET CBA

PROFINET - przegld 2.6 Stacje SIMATIC PC

2.6 Stacje SIMATIC PC

Stacja SIMATIC PC

"PC station" jest komputerem PC z moduami komunikacji i oprogramowaniem w systemie automatyki SIMATIC.

"PC station" to programator/ PC / IPC z moduami komunikacji i oprogramowaniem w systemie automatyki SIMATIC.

Konfiguracja sprztowa stacji PC moe by porównana z konfiguracj sterownika S7 w STEP 7.

AS 400 rack:

Moduy s wkadane w sloty racka SIMATIC S7 400

Industrial Ethernet

Slot

PROFINET

Analogicznie do tego komponenty stacji PC, np. moduy, s

przydzielane do wirtualnych slotów. Wirtualny „rack” jest realizowany w stacji PC przez

oprogramowanie. OPC

server

Aplikacja uytkownika

Wirtualny rack w stacji PC

Indeks 1 Indeks 2 Indeks 3 Indeks 4

Industrial Ethernet PROFIBUS

Stacja PC Rysunek 2-8 Wirtualny rack

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 27

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.6. Stacje SIMATIC PC

PROFINET - przegld 2.6 Stacje SIMATIC PC

Oprogramowanie - OPC server jako centralny komponent

Stacja PC zawiera moduy/funkcje komunikacyjne SIMATIC NET i aplikacje programowe.

SIMATIC NET OPC server jest typow aplikacj zezwalajc innym programom na komunikacj. Aplikacja programowa uytkownika jest oparta na oferowanych interfejsach uytkownika w produktach SIMATIC zainstalowanych na stacji PC.

Rysunek 2-9 STEP 7 - HW Config

Jednolite rodowisko inynierskie

Podczas konfiguracji w STEP 7 / NCM PC stacj PC traktuje si tak samo jak sterownik SIMATIC S7: podczasz stacj S7 i stacj PC do sieci w widoku sieci i definiujesz poczenia komunikacyjne. Powyszy rysunek pokazuje jak wyglda skonfigurowana stacja PC w HW Config w STEP 7 i NCM PC.

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.6. Stacje SIMATIC PC

PROFINET - przegld 2.6 Stacje SIMATIC PC

Stacja PC jako sterownik PROFINET IO

Stosujc odpowiednie moduy komunikacyjne i komponenty programowe mona uywa stacji PC, jako sterownik PROFINET IO.

Twoje aplikacje PC w stacji PC maj nastpujce moliwoci dostpu do sterownika PROFINET IO:

 Jako klient OPC poprzez serwer OPC, np. w SOFTNET PROFINET IO (OPC: Object Linking and Embedding (OLE) for Process Control)

 Bezporednio przez interfejs uytkownika PROFINET IO Base

W danym momencie mona wykorzysta tylko jedn z tych moliwoci w aplikacji PC.

Sterownik PROFINET IO

PROFINET Industrial Ethernet

SIMATIC S7 ET 200S

PC z CP 1616 i program uytkownika oparty na IO Base

Urzdzenia PROFINET IO

Rysunek 2-10 CP 1616 jako sterownik PROFINET IO

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 29

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.6. Stacje SIMATIC PC

PROFINET - przegld 2.6 Stacje SIMATIC PC

Komponenty stacji PC

Poniszy schemat pokazuje stacj PC z opisanymi komponentami.

Klient OPC

PROFINET IO OPC serwer

Aplikacja PC

Interfejs uytkownika IO Base

CP 1616

PROFINET Industrial Ethernet Rysunek 2-11 Stacja SIMATIC PC

Zobacz równie

SIMATIC NCM PC (str. 108)

PROFINET 2. PROFINET – przeglàd

2.6. Stacje SIMATIC PC

PROFINET - elementy 3

Zawarto rozdziau

Ten rozdzia zawiera informacje o strukturze danej sieci komunikacyjnej.

W szczególnoci zawiera:

 Przegld najwaniejszych komponentów pasywnych sieci: s to elementy tj. kable, zczki, itd., które przekazuj sygna nie bdc w stanie oddziaywa na ten sygna.

 Przegld najwaniejszych komponentów aktywnych sieci: s to elementy (switche, routery, itd.), które aktywnie oddziaywuj na sygna.

 Przegld najpopularniejszych struktur sieci (topologii).

 Wskazówki konstrukcyjne pomagajce ulepszy wydajno twojej sieci PROFINET.

3.1 Wprowadzenie

Fizyczne cza sieci przemysowych

Urzdzenia PROFINET mog by czone w systemach przemysowych na dwa róne fizyczne sposoby:

 Za pomoc przewodów

– Poprzez impulsy elektryczne przez miedziane przewody – Poprzez impulsy optyczne przez wiatowody

 Bezprzewodowo przez sie bezprzewodow uywajc fal elektromagnetycznych

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 31

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.1. Wprowadzenie

PROFINET - elementy 3.2 Sieci przewodowe

3.2 Sieci przewodowe

3.2.1 Technologia

Fast Ethernet

Sie Fast Ethernet przesya dane z prdkoci 100 Mbit/s. Ta technologia transmisji uywa standardu 100 Base-T.

Industrial Ethernet

Industrial Ethernet jest technologi konfiguracji, która pozwala na przesy danych bez zakóce w rodowisku przemysowym.

Otwarto standardu PROFINET pozwala na uywanie standardowych komponentów Ethernet. Zalecamy konstruowanie sieci PROFINET w formie Industrial Ethernetu.

3.2.2 Elementy sieci

3.2.2.1 Pasywne elementy sieci

Kable dla PROFINET IO

Mona uywa kabli elektrycznych lub optycznych w zalenoci od wymaga transmisji i

rodowiska, w którym kable s uywane.

Techniczne parametry interfejsu

Informacje na temat technicznych parametrów interfejsu zawarto w rozdziale: „Struktura urzdzenia PROFINET” (str. 15).

Oprawianie kabli wiatowodowych

UWAGA

Wtyczki kabli wiatowodowych powinny by oprawione przez wykwalifikowany personel przy uyciu odpowiednich narzdzi (patrz katalog IK PI). Po poprawnym zainstalowaniu zapewni niskie straty i wysok powtarzalno wartoci nawet po wielu cyklach przecze

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.2. Sieci przewodowe

PROFINET - elementy 3.2 Sieci przewodowe

Prosta metoda oprawiania kabli skrtkowych

Podczas montowania systemu PROFINET moesz na obiekcie uci skrtk AWG 22 na wymiar, odizolowa za pomoc Fast Connect Stripping Tool (dla Industrial

Ethernet) i zaoy jedn z wtyczek Industrial Ethernet FastConnect RJ-45. Dodatkowe informacje na temat montau s w materiaach Assembly Instructions for

SIMATIC NET Industrial Ethernet

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/27069465).

UWAGA

Dozwolone jest nie wicej ni 6 par wtyczek na poczenie. Na przykad przy jednej skrzynce krosowej potrzebujesz 2 par wtyczek.

Prosta metoda przygotowania kabli POF i PCF

Za pomoc poniszych narzdzi mona przygotowa kable POF / PCF w prosty i bezpieczny sposób oraz zaoy wtyczki SC RJ POF:

 kabel POF

Zestaw instalacyjny: IE termination kit SC RJ POF plug  kabel PCF

Zestaw instalacyjny: IE termination kit SC RJ PCF plug

Prdko transmisji

Interfejsy PROFINET w naszych urzdzeniach s domylnie ustawione na "automatic setting"

(Autonegotiation). Upewnij si, e wszystkie urzdzenia podczone do interfejsu PROFINET sterownika S7-CPU s równie ustawione na tryb "Autonegotiation". Jest to domylne ustawienie standardowych komponentów PROFINET / Ethernet.

Jeli zmienisz ustawienie "Automatic setting" (Autonegotiation) zwró uwag na ponisze informacje:

Uwaga

Prdko transmisji interfejsu PROFINET

PROFINET IO i PROFINET CBA wymagaj pracy w trybie 100 Mbps full-duplex, tj. kiedy wbudowany(e) interfejs(y) PROFINET w CPU dla komunikacji PROFINET IO/CBA i komunikacji Ethernet jest(s) uywany(e) razem z "Automatic setting"

(Autonegotiation), interfejs(y) PROFINET moe(g) pracowa tylko w trybie 100 Mbps full- duplex.

Jeli urzdzenie(a) z interfejsem(ami) PROFINET jest(s) uywane tylko do komunikacji Ethernet razem z "Automatic setting" (Autonegotiation), moliwa jest praca w trybie 100 Mbps full-duplex lub 10 Mbps full-duplex.

Uzasadnienie: Jeli np. podczony switch jest ustawiony na "10 Mbps half duplex", urzdzenie PROFINET z wbudowanym interfejsem PROFINET dostosowuje si do partnera, gdy jest ustawione na "Autonegotiation". W tym wypadku komunikacja odbywa si de facto w trybie "10 Mbps half duplex". Poniewa jednak PROFINET IO i PROFINET CBA wymagaj pracy 100 Mbps full-duplex, ten tryb jest niedozwolony.

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 33

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.2. Sieci przewodowe

PROFINET - elementy 3.2 Sieci przewodowe

Dodatkowe informacje

Dodatkowe informacje zawarto w podrczniku SIMATIC NET Twisted Pair and Fiber Optic Networks

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/8763736).

Warto równie przeczyta PROFINET Installation Guideline (http://www.profibus.com), publikacj organizacji PROFIBUS International.

3.2.2.2 Aktywne elementy sieci

Komponenty sieci przewodowych

Dostpne s ponisze komponenty w PROFINET IO:

 Switch  Router

Switch

Dwa modele switchów s dostpne w systemach PROFINET IO: zewntrzny switch w obudowie lub wbudowany switch bdcy czci S7 CPU lub S7 CP lub rozproszonego systemu I/O ET 200, jak w S7 CPU 41x-3 PN.

Jeli wze komunikacyjny ma by poczony z innymi wzami, podcza si go do jednego z portów w switchu. Inne wzy komunikacyjne (równie switche) podczane s

do pozostaych portów w switchu. Poczenie midzy wzem komunikacyjnym a switchem jest typu punkt-punkt (point-to-point connection).

Zadaniem switcha jest regenerowanie i rozprowadzanie odebranych sygnaów. Switch

„zapamituje” adres(y) Ethernetowe podczonego urzdzenia PROFINET lub innych switchów i przekazuje tylko te sygnay, które s przeznaczone dla danego urzdzenia PROFINET lub

switcha.

W naszej rodzinie produktów SCALANCE X znajduj si switche z portami elektrycznymi, optycznymi lub z obydwoma wariantami. Na przykad SCALANCE X202-2IRT posiada 2 porty elektryczne, 2 optyczne i obsuguje komunikacj IRT.

Za pomoc STEP 7 moesz konfigurowa , diagnozowa i adresowa switche z rodziny SCALANCE X, jako urzdzenia PROFINET IO.

Uwaga

Przydzielanie adresów IP

Alternatywnie do STEP 7, nadawa adresy IP mona za pomoc narzdzia Primary Setup Tool (PST).

Switche w PROFINET IO

Uywaj switchów z rodziny SCALANCE, aby wykorzysta peny zakres PROFINET IO. Switche te s optymalizowane do pracy w PROFINET IO.

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.2. Sieci przewodowe

PROFINET - elementy 3.2 Sieci przewodowe

Router

Router pracuje w sposób podobny do switcha, wic aby czy ze sob sieci (np. sie biurow

z sieci systemu automatyki). Jednake w routerze mona ustawi , które wzy komunikacyjne mog komunikowa si przez router, a które nie. Wzy komunikacyjne po rónych stronach routera mog si komunikowa tylko wtedy, gdy wyranie zezwolie na to w routerze.

Wysokie natenie komunikacji w sieci biurowej Ethernet moe pogorszy komunikacj w sieci Industrial Ethernet. Router zapobiega temu i ogranicza obcienie sieci.

Jeli np. chcesz bezporednio sign do danych produkcyjnych z SAP, uyj routera do podczenia sieci Industrial Ethernet w fabryce do sieci Ethernet w biurze.

Router zatem reprezentuje granice sieci.

Procesory komunikacyjne CP 343-1 Advanced i CP 443-1 Advanced implementuj integraln

separacj sieci midzy poziomem sterowania a poziomem obiektowym i posiadaj nastpujce zalety:

 Oddzielne poczenia sieciowe dla poziomu sterowania (Gigabit Ethernet) i poziomu obiektowego (Fast Ethernet) na module.

 Midzysieciowe (cross-network) wykorzystanie usug IT poprzez IP routing, np. dostp do serwerów web.

 Zabezpieczenie dostpu przez konfigurowaln list IP

 Krótkie czasy odpowiedzi dla urzdze obiektowych podczonych do PROFINET.

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 35

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.2. Sieci przewodowe

PROFINET - elementy 3.2 Sieci przewodowe

Komponenty SIMATIC z funkcjami zabezpiecze

czenie sieci przemysowych do intranetu i Internetu wymaga rozwiza, które zabezpieczaj przed wewntrznymi i zewntrznymi zagroeniami.

Nowe komponenty SIMATIC NET Industrial Security z rodziny produktów SCALANCE S oferuj idealne mechanizmy obrony przed atakami, szpiegostwem, manipulacj i nieautoryzowanym dostpem do wszystkich poziomów sieci.

Maj one wiele funkcji takich jak szyfrowanie, autoryzacja i kontrola dostpu dla maksymalnie 64 kanaów do ustawiania wirtualnych sieci prywatnych (VPN). Maj te wbudowany firewall.

Moduy zawieraj konfiguracyjn wtyczk, któr wykorzystuje si w przypadku uszkodzenia w nowym urzdzeniu. Dane s automatycznie wprowadzane do nowego urzdzenia, wic nie potrzeba programatora/PC do programowania, jeli wymiana jest nieunikniona. Po stronie PC klient zabezpiecze pomaga ustawi bezpieczn komunikacj.

Konfigurator zabezpiecze (Security Configuration Tool (SCT)) dostarcza narzdzia do generowania certyfikatów poszczególnych sieci VPN.

Komputer serwisowy z konfiguratorem zabezpiecze

WLAN

SOFTNET Security Client

Poziom biura

Firewall

Serwer

Poziom MES

Host

Serwer PC PC z SOFTNET

Security Client software Obszar zabezpieczony

SCALANCE S modu zabezp.

PROFINET Industrial Ethernet

PROFINET Industrial Ethernet

SCALANCE X-400 switch

SCALANCE X-400 switch

Poziom produkcji

PROFINET Industrial Ethernet

S7-300 PC

SCALANCE S modu zabezpiecze

PROFINET Industrial Ethernet

Obszar zabezpieczony

ET 200S ET 200S

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.2. Sieci przewodowe

PROFINET - elementy 3.3 Sieci bezprzewodowe

Dodatkowe informacje

Wicej informacji na temat transmisji sieciowej zawarto w podrczniku: „SIMATIC NET Twisted Pair and Fiber Optic Networks”.

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/8763736).

Dodatkowe informacje na temat klienta zabezpiecze mona znale w podrczniku:

„SCALANCE S and SOFTNET Security Client”.

(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/21718449)

Warto równie przeczyta „PROFINET Installation Guideline” na Internecie (http://www.profibus.com).

Darmowe narzdzie(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/14929629)

„Primary Setup Tool” jest pod adresem internetowym.

3.3 Sieci bezprzewodowe

3.3.1 Podstawy

Prdko transmisji

W Industrial Wireless LAN dozwolona jest prdko 11 Mbps lub 54 Mbps bez penego duplexu. SCALANCE W posiada opcj szyfrowania danych.

Interfejs

Tabela 3- 1 Techniczne parametry interfejsu radiowego Waciwoci

fizyczne

Metody podczenia

Typ kabla / standard medium transmisji

Prdko transmisji

/ tryb Max.

zasig

Zalety

Pasma radiowe

- IEEE 802.11 54 Mbps / half duplex w pamie 2.4 GHz (IEEE 802.11 g)

54 Mbps / half duplex w pamie 5 GHz (IEEE 802.11 h)

24 M bit/s / half duplex (IEEE 802.11 a)

Dynamiczna adaptacja do 9, 12, 16, 18, 24, 36, 48 Mbit/s

100 m Wiksza

mobilno

Ekonomiczne podczanie do odlegych, trudno dostpnych wzów

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 37

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.3. Sieci bezprzewodowe

PROFINET - elementy 3.3 Sieci bezprzewodowe

Zasig

Za pomoc SCALANCE W (access points) mona budowa sieci bezprzewodowe o zasigu do 30 m wewntrz budynków (ok.100 m na zewntrz). Mona instalowa wiele punktów dostpowych (access points), aby tworzy due sieci, w których mobilni abonenci s

przesyani bez przeszkód z jednego punktu dostpowego do drugiego (roaming).

Alternatywnie do sieci bezprzewodowych, budowa mona poczenia punkt-punkt segmentów sieci Industrial Ethernet na duych dystansach (kilkaset metrów). W tym wypadku zasig i charakterystyka przeskoku bezprzewodowego zaley od uytych anten.

Uwaga Zasig

Zasig moe by znaczco mniejszy zalenie od parametrów przestrzennych, uytego standardu bezprzewodowego, prdkoci transmisji i anten po stronie nadawczej i odbiorczej.

Co to jest Industrial Wireless LAN?

Oprócz speniania standardu IEEE 802.11, SIMATIC NET Industrial Wireless LAN dostarcza wiele bardzo uytecznych ulepsze (cech) dla odbiorcy przemysowego. IWLAN jest szczególnie dostosowany do zoonych aplikacji przemysowych z wymogiem niezawodnej komunikacji radiowej. Posiada ponisze cechy:

 Automatyczny roaming w przypadku przerwania poczenia do Industrial Ethernet (rapid roaming)

 Oszczdnoci generowane przez stosowanie jednej sieci bezprzewodowej dla bezpiecznego operowania procesem transmitujc zarówno dane krytyczne (np.

alarmy) jak i dane niekrytyczne (np. serwis i diagnostyka)

 Ekonomiczne podczanie do odlegych, trudno dostpnych urzdze

 Przewidywalny ruch danych (deterministyczny) i zdefiniowane czasy odpowiedzi  Stosowane w obszarach niebezpiecznych strefy 2 (ATEX)

 Cykliczne monitorowanie cza bezprzewodowego (link check).

Cele i korzyci Industrial Wireless LAN

Bezprzewodowa transmisja danych osiga nastpujce cele:

 Bezproblemowa integracja urzdze w istniejcej sieci przez interfejs bezprzewodowy  Mobilne uywanie urzdze z rónych zada produkcyjnych

 Elastyczna konfiguracja komponentów systemu pozwalajca na szybkie budowanie systemu pod wymagania klienta

 Wze jest dostpny cay czas w caej sieci bezprzewodowej

 Zabezpieczenie przed nieautoryzowanymi wzami sieci poprzez tabele adresów, autoryzacj i zmian kluczy.

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.3. Sieci bezprzewodowe

PROFINET - elementy 3.3 Sieci bezprzewodowe

Przykad aplikacji

 Niezawodne uywanie produktów speniajcych surowe wymagania stabilnoci temperaturowej i mechanicznej

 Lokalny dostp do harmonogramów serwisu i utrzymania

 Komunikacja z mobilnymi abonentami (np. mobilne sterowniki i urzdzenia), magazyny wysokiego skadowania i urzdzenia wyszukujce, linie przenoników, tamy

produkcyjne, napdy liniowe, maszyny rotacyjne

 Bezprzewodowe czenie segmentów komunikacyjnych do szybkiego uruchomienia lub ekonomicznego rozwizania, gdzie kadzenie kabli jest bardzo kosztowne (np. ulice publiczne, koleje)

 Automatycznie kierowane systemy pojazdów i podwieszane kolejki szynowe

Poniszy rysunek pokazuje wiele moliwych aplikacji i konfiguracji sieci bezprzewodowych z urzdzeniami rodziny SIMATIC.

CPU 416-3 PN/DP

Panel PC 670

PROFINET Industrial Ethernet

SCALANCE W 788-1 RR

SCALANCE

W 788-1 RR ET 200S ET 200S

SCALANCE W 788-2 PRO

CPU 317-2 PN/DP

PC brama

Panel mobilny 277 IWLAN

SCALANCE W 747-1RR

ET 200S IWLAN/PB Link PN IO

PROFIBUS

PG CP 7515

ET 200S

ET 200pro

Rysunek 3-2 Przykady moliwych aplikacji dla Industrial Wireless LAN

Opis Systemu

Podrcznik do systemu, 06/2008, A5E00298288-04 39

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.3. Sieci bezprzewodowe

PROFINET - elementy 3.3 Sieci bezprzewodowe

Industrial Wireless LAN w interakcji z funkcjami PROFINET Uwaga

IWLAN i IRT

Urzdzenia PROFINET, które s podczone do punktów dostpowych (access points) na sieci PROFINET IO nie obsuguj IRT.

Uwaga

IWLAN i priorytetowe uruchamianie

Urzdzenia PROFINET, które s podczone do punktów dostpowych (access points) na sieci PROFINET IO nie obsuguj funkcji PROFINET "Prioritized startup".

3.3.2 Sieci radiowe

Sieci bezprzewodowe, rodzina urzdze SCALANCE

W PROFINET moesz równie budowa sieci w technologii Industrial Wireless Local Area Network (Industrial WLAN). Zalecamy stosowanie komponentów z rodziny SCALANCE W i odpowiednie procesory komunikacyjne (CP) do tego celu, np. kart bezprzewodow CP 7515.

Czas aktualizacji (update time) w STEP 7

W systemie PROFINET z Industrial Wireless LAN by moe bdziesz musia zwikszy czas aktualizacji dla urzdze bezprzewodowych. Interfejs IWLAN ma bardziej ograniczon

wydajno ni sieci przewodowe, poniewa pasmo musi by dzielone pomidzy

wiele wzów komunikacyjnych. W rozwizaniach przewodowych wzy komunikacyjne maj

dostpne „pene” 100 Mbps.

Parametry znajduj si w STEP 7 / HW Config we waciwociach System PROFINET IO.

Konfiguracja i ustawianie parametrów SCALANCE W

Aby skonfigurowa i wprowadzi parametry po raz pierwszy uyj interfejsu web. Do nadania adresu IP potrzebne jest Primary Setup Tool (PST) lub STEP 7.

PROFINET 3. PROFINET – elementy

3.3. Sieci bezprzewodowe