PowerPoint - PROFINET in der · PDF fileEthernet Ethernet. PROFIBUS International Industrial Networks Forum 15 Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation Einsatz-szenarien von

PROFINET in der Prozessautomation

Dr. Matthias Römer

Endress+Hauser Process Solutions AG

Industrial Networks Forum2

PROFIBUS International

Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation

Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA

Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration

Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA

Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten

Ausblick

Inhalt

� Bewertung von PROFINET in der Prozessautomation

� Einsatzszenarien von PROFINET

� Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA und HART-Kommunikation in PROFINET

� Langfristszenario: PROFINET-Geräte für die Prozessautomation neben konventionellen PROFIBUS PA-Geräten

� Anforderungen an die PROFIBUS PA-Integration

� Anforderungen an PROFINET-Geräte für die PA

� Aktuelle Spezifikationsarbeit in der PNO

� Ausblick








Ausblick

Bewertung PROFINET in der Prozessautomation

� Nutzen und Vorteile von PROFINET

� Integrierbarkeit in etablierte Ethernet-Infrastrukturen

� Einfache Integration in unternehmensweite IT

� Nutzen von Ethernet-basierten IT-Diensten in Automatisierungskomponenten

� Höhere Performance und erweiterte Funktionalität gegenüber Feldbussystemen

� Hohe Bedeutung von PROFINET aus Sicht von Anwendervereinigungen und Feldbusorganisationen

� Offen für die Integration existierender Feldbussysteme in PROFINET

⇒ PROFINET ist der Ethernet-basierte Kommunika-tionsstandard für die Automatisierungstechnik








Ausblick


� Allgemeine Anforderungen für den Einsatz digitaler Kommunikation in der Prozessautomation

� Lebenszyklus von Prozessanlagen (bis zu mehrere Jahrzehnte) ist deutlich länger als in der Fertigungsautomation

� Hohe Anforderungen bezüglich Anlagenverfügbarkeit

� Eher konservatives Verhalten beim Einsatz neuer Automatisierungstechnologien

� Trotzdem sind über 500.000 PROFIBUS PA-Geräte in der Prozessautomation eingesetzt (insgesamt über 15,4 Millionen PROFIBUS-Knoten, Stand Ende 2005)

⇒ Einsatz von PROFINET wird zunächst in der Fertigungsautomation erfolgen

⇒ Investitionsschutz bei PROFIBUS PA-Installationen auch in zukünftigen Ethernet-Infrastrukturen








Ausblick


� Anforderungen an Installation und elektrische Übertragungstechnik in der Prozessautomation

� Kommunikation und Energiespeisung über gleiches Kabel (Manchester Bus Powered-Übertragung)

� Anforderungen bezüglich Installation in explosionsgefährdeten Bereichen (z. B. durch Explosionsschutzart „eigensicher“)

� Anforderungen bezüglich Flexibilität der Netzwerktopologie (PROFIBUS PA: Kombination von Linien-, Stern- und Baumstruktur möglich)

� Anforderungen bezüglich Robustheit und niedriger Installationskosten

⇒ Für den Einsatz in der Prozessautomation muss PROFINET um Eigenschaften ergänzt werden, damit Anforderungen der Prozessautomation an Installa-tion und elektrische Übertragung erfüllt werden.








Ausblick


� Anforderungen aus der Integration von Prozessgeräten in Prozessleitsysteme

� Anforderungen an die Behandlung von

� Parametrierdaten

� Prozessdaten

� Diagnosedaten

in Feldgeräten und Leitsystem

� Anforderungen an den Engineeringprozess (z. B. Verwendung standardisierter Funktionsblöcke)

� Das einheitlich bei Prozessgeräten implementierte PROFIBUS-Profil für PA-Geräte erlaubt eine einfache Integration von Prozessgeräten in Leitsysteme

⇒ PROFINET muss für den Einsatz in der Prozess-automation um die spezifischen Anforderungen der Prozessautomation hinsichtlich Systemintegration ertüchtigt werden.








Ausblick


� Anwendung von HART-Kommunikation in der Prozessautomation

� HART-Kommunikation ist etabliert in der Prozessautomation für die Geräteparametrierung

� Mit Remote IO-Technologie können HART-Geräte einfach in PROFIBUS-basierte Leitsysteme integriert werden

� Remote IOs mit PROFIBUS-Schnittstelle und HART-Ein-/Ausgängen sind in der Prozessautomation weit verbreitet

⇒ Spezifikationen für die HART-Kommunikation über PROFINET müssen erarbeitet werden.








Ausblick


� Vorteile von PROFINET in der Prozessautomation

� Prozesstechnische Anwendungen haben meist auch fertigungstechnische Anlagenteile („Hybridapplikationen“)

� PROFINET ist die zukünftige Standardschnittstelle für Automatisierungskomponenten der Fertigungs-automation (z. B. Steuerungen, Antriebe, etc.)

� Schlussfolgerung

⇒ Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA und HART in PROFINET-Systeme

⇒ Langfristszenario: PROFINET-fähige Geräte für die Prozessautomation neben bestehenden PROFIBUS PA-Geräten








Ausblick

Einsatzszenarien von PROFINET in der PA

� Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET

� Erfüllen der branchenspezifischen Anforderungen durch PROFIBUS PA einerseits

� Nutzen der PROFINET-Vorteile andererseits

� Für existierende PROFIBUS PA-Installationen ist aus Gründen des Investitionsschutzes die durchgängige Integration zwingend erforderlich

� Die durchgängige Integration erlaubt die Migration

von PROFIBUS PA nach PROFINET

� PROFINET wird zukünftig zusätzlich die Rolle des offenen Systembusses in Leitsystemen (Kommunikationsbackbone) einnehmen

� Aufgrund der branchenspezifischen Eigenschaften wird PROFIBUS PA auch zukünftig seine bedeutende Rolle in der Prozessautomation behalten








Ausblick


� Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET

ProxyPROFINET/

PROFIBUS PA








Ausblick


� Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von HART in PROFINET

� HART-fähige Remote IOs mit PROFINET-Schnittstelle

� Vergleichbar mit den etablierten PROFIBUS-Remote Ios mit HART-fähigen Ein-/Ausgängen

� Spezifikationen zur Übertragung von HART-Kommandos über PROFINET ist zu erarbeiten (vergleichbar dem PROFIBUS-Profil „HART on PROFIBUS“)








Ausblick


� Langfristszenario: PROFINET-Geräte für die Prozessautomation neben PROFIBUS PA-Geräten

� Die Verfügbarkeit von PROFINET-Geräten für die Prozessautomation hängt von der Anpassung der PROFINET-Technologie an die branchenspezifischen Rahmenbedingungen ab

� Verfügbar werden in erster Linie PROFINET-Geräte sein,

�die heute mit RS 485-Übertragung ausgestattet sind

�die aufgrund ihres Funktionsumfangs eine höherperformante Schnittstelle erfordern

�bei denen sich aufgrund ihrer Preisposition eine PROFINET-Schnittstelle nur marginal auf den Gerätepreis auswirkt

� Ein Trend zur Ausrüstung von Low-Cost-Prozessgeräten mit PROFINET ist nicht erkennbar








Ausblick

Anforderungen für die PROFIBUS PA-Integration

� Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET (Kurzfristszenario) erfordert Erweiterung des Proxy-Konzepts

� Abbilden des PROFIBUS-Kommunikationsprotokolls auf das PROFINET-Protokoll

� Verankerung eines geeigneten Gerätemodells im Proxykonzept

�Netzwerkübergang PROFINET IO und PROFIBUS PA wird durch PROFINET IO-Device gebildet

�PROFINET IO-Device beinhaltet PROFIBUS-Masterfunktionalität

� Offene Engineeringkonzepte für die Unterstützung der bei PROFIBUS PA etablierten Integrationstechniken sollen unverändert gelten (GSD, EDDL, FDT).








Ausblick

Anforderungen für die PROFIBUS PA-Integration

PROFINET IO Device

PROFIBUS Master C1

MBP

PROFINET IO Device

PROFIBUS Master C2

MBP

PROFINET IO Device

PROFIBUS SlaveMBP

Ethernet

� Unterschiedliche Konzepte der Integration von PROFIBUS PA in PROFINET:

Ethernet Ethernet








Ausblick

Anforderungen an PROFINET-Geräte für die PA

� Die Entwicklung von PROFINET-Geräten für die Prozessautomation (Langfristszenario) erfordert:

� Die Spezifikation von PROFINET-Profilen, die zu den existierenden PROFIBUS-Profilen für PA-Geräte korrespondieren

� Die Möglichkeit zur Weiterverwendung der etablierten Geräteintegrationsmethoden EDDL und FDT

� Dazu sollten in einem PROFINET-Profil für PA-Geräte

�die Bedeutung von Profilparametern

�Längen von Parametern und Datentypen

�Zugriffsrechte und Speicherverhalten von Parametern

identisch dem PROFIBUS-Profil für PA-Geräte sein








Ausblick

Aktuelle Spezifikationsarbeit in der PNO

� Arbeitsgruppe Feldbusintegration:

� Aufgabe: Spezifikation der Integration unterschiedlicher Feldbussysteme in PROFINET

�PROFIBUS DP/PROFIBUS PA

�Device NET, AS-i, IO-Link, HART

�CC-Link, FF H1, CANopen

�Modbus RTU, ControlNet

� Alle Spezifikationen werden einen einheitlichen Rahmen mit den verwendeten Inegrationsprinzipien haben

� Spezifikationsarbeiten für PROFIBUS, AS-i stehen kurz vor Abschluss, Spezifikation für Interbus sind abgeschlossen.

� Arbeitsgruppe DCS Requirements (in Gründung)

� Aufgabe: Behandlung von Aspekten PROFINET-basierter Leitsysteme mit Feldbusintegration (Geräteparametrierung, Engineering, Redundanz, etc.)








Ausblick

Ausblick

� PROFINET wird in der Prozessautomation kommen, etablierte PROFIBUS PA-Technologie wird nicht ersetzt

� Aufgrund

� fertigungstechnischer Anlagenteile in fast allen prozesstechnischen Anlagen

� Investitionsschutz von PROFIBUS PA-Installationen

� Migrationsmöglichkeiten von PROFIBUS PA nach PROFINET

ist die durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET von zentraler Bedeutung

� Langfristig werden auch PROFINET-Geräte in der Prozessautomation verfügbar sein

� Die diesbezüglichen Spezifikationen entstehen aktuell innerhalb der Arbeitskreise der PNO.

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