PROFINET IO Devices - Übersicht
PROFINET folgt beim Datenaustausch dem Provider-Consumer-Modell.
Das bedeutet, dass sowohl IO-Controller als auch PROFINET IO-Devices von sich aus selbständig die zyklischen Daten versenden.
PROFINET Systembeschreibung
PROFINET Geräteklassen
Bei PROFINET sind folgende Geräteklassen definiert (Abbildung 3):
PROFINET IO-Controller
Dies ist typischerweise die Speicher-Programmierbare-Steuerung (SPS), in der das Automatisierungsprogramm abläuft. Der IO-Controller stellt den projektierten IO-Devices die Ausgangsdaten als Provider zur Verfügung und ist der Consumer der Eingangsdaten.
PROFINET IO-Devices
Ein IO-Device ist ein dezentral angeordnetes IO-Feldgerät, das über PROFINET an einen oder mehrere IO-Controller angekoppelt wird. Das IO-Device ist der Provider der Eingangsdaten und der Consumer der Ausgangsdaten des IO-Controllers.
PROFINET IO-Supervisor
Dies kann ein Programmiergerät (PG), Personal Computer (PC) oder Human Machine Interface-Gerät (HMI) zu Inbetriebsetzungs- oder Diagnosezwecken sein. In einer Teilanlage gibt es mindestens einen IO-Controller und ein oder mehrere IO-Devices. IOSupervisors sind für Inbetriebnahmezwecke und Fehlersuche meist nur temporär eingebunden.
Die Dokumentation „Diagnosis for PROFINET IO“ [7.142] gibt zu diesen Konzepten zu PROFINET IO Devices weitere Informationen und ist für Mitglieder kostenlos als Download verfügbar:
Gerätetausch
Bei einer bekannten Topologie ist es möglich, beim Ausfall eines Feldgerätes zu überprüfen, ob das Ersatzgerät auch wieder an der richtigen Position angeschlossen wurde. Auch der Gerätetausch ohne den Einsatz eines Engineering Tools ist möglich. Das ersetzte Gerät erhält an einer gewissen Position in der Topologie wieder denselben Namen und Parameter wie sein Vorgänger: PROFINET IO unterstützt den komfortablen Gerätetausch ohne Engineering Tool.
Der Controller kennt die „Nachbarschaft“ der Geräte und überprüft diese nach einem Gerätetausch. Anhand dieser Informationen und dem Ausbaugrad des Gerätes erkennt er, ob es sich um ein Ersatzgerät handelt.
Integration der NetzwerkDiagnose in die IO-System-Diagnose
Für die Integration der Netzwerkdiagnose in die IO-System-Diagnose muss ein Switch auch als PROFINET IO-Device modelliert werden können. Entdeckte Netzwerkfehler eines unterlagerten Ethernet-Strangs und spezielle Betriebszustände kann ein solcher Switch als IO-Device mit der Übertragung von azyklischen Alarmen über die „Alarm CR“ an seinen IO-Controller melden (Nummer 1 in Abbildung 16). Damit kann die Netzwerkdiagnose in die IO-Systemdiagnose integriert werden. Zugriffe aus einem Networkmanager (Nummer 2 in Abbildung 16) bleiben immer noch möglich.
Alle Abbildungen auch zu finden bei der PROFINET Systembeschreibung.
PROFINET IO Conformance Classes
Der Funktionsumfang von PROFINET IO ist übersichtlich in ´Conformance Classes´/ Applikationsklassen eingeteilt. Ziel des vorliegenden Dokumentes ist es, die Entscheidungskriterien und damit den benötigten Funktionsumfang für Anlagenbetreiber beim Einsatz von PROFINET IO zu vereinfachen. Durch die Festlegung einer CC kann der Anwender eine Auswahl von Feldgeräten und Buskomponenten treffen, die eindeutig definierte Mindesteigenschaften besitzen. Dies ist ein wichtiger Schritt, die Interoperabilität aller an der Kommunikation beteiligten Feldgeräte sicherzustellen.
Weitere Infos bei den PROFINET IO Conformance Classes.
PROFINET IO und Safety
Während sich Automatisierungslösungen mit verteilter Peripherie durch PROFIBUS DP und PROFINET IO weitgehend durchgesetzt haben, waren klassische Sicherheitsanwendungen immer noch auf eine zweite Schicht konventioneller (elektrotechnischer) Techniken oder spezieller Busse angewiesen, was das nahtlose Engineering und die Interoperabilität einschränkte. Zudem konnten moderne funktionale Sicherheitsgeräte wie Laserscanner oder Antriebe mit integrierter Sicherheit aufgrund der fehlenden Systemunterstützung nicht bedarfsgerecht aufgetankt werden. Ziel der PROFIsafe-Spezifikationen und der zugehörigen Dokumente ist es, die entsprechenden Basistechnologien bereitzustellen, wobei die spezifische Nutzung der Kommunikationsfunktionen durch bestimmte Gruppen von Teilnehmern als Profil bezeichnet wird. Ein Profil ist ein Satz von Regeln und Definitionen, die innerhalb einer Gruppe von Anwendern oder einer Familie von Feldgeräten gültig sind. Das Safety Profile, kurz PROFIsafe, beschreibt die Kommunikation zwischen funktionaler Sicherheitsperipherie („F-Devices“) und funktionalen Sicherheitssteuerungen („F-Hosts“). Es ist eine ergänzende Technologie für Standard-PROFIBUS DP und PROFINET IO, die die Restausfall- bzw. Fehlerrate der Datenübertragung zwischen einem F-Host und einem F-Device auf das in den einschlägigen Normen (IEC61784-3) geforderte Niveau oder besser reduziert.
PROFIsafe wird ständig weiterentwickelt, um den Anforderungen der diskreten und der Prozessautomatisierungsindustrie gerecht zu werden. Dies führt zu so genannten „Wartungs-Updates“, die zusätzliche optionale Funktionen bieten und gleichzeitig die Rückwärtskompatibilität wahren.
Weitere Infos zum PROFIsafe Profil (nur für Mitglieder).