PROFINET in der Prozessautomation. Dr. Matthias Römer Endress+Hauser Process Solutions AG

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1 Dr. Matthias Römer Endress+Hauser Process Solutions AG

2 Inhalt PROFINET Kurzfristszenario: Durchgängige Integration PA und HART-Kommunikation in PROFINET Langfristszenario: PROFINET-Geräte für die Prozessautomation neben konventionellen PA-Geräten -Geräte für die PA Spezifikationsarbeit in der PNO International 2

3 Bewertung Nutzen und Vorteile PROFINET Integrierbarkeit in etablierte Ethernet-Infrastrukturen Einfache Integration in unternehmensweite IT Nutzen Ethernet-basierten IT-Diensten in Automatisierungskomponenten Höhere Performance und erweiterte Funktionalität gegenüber Feldbussystemen Hohe Bedeutung PROFINET aus Sicht Anwendervereinigungen und Feldbusorganisationen Offen für die Integration existierender Feldbussysteme in PROFINET PROFINET ist der Ethernet-basierte Kommunikationsstandard für die Automatisierungstechnik International 3

4 Bewertung Allgemeine für den Einsatz digitaler Kommunikation in Lebenszyklus Prozessanlagen (bis zu mehrere Jahrzehnte) ist deutlich länger als in der Fertigungsautomation Hohe bezüglich Anlagenverfügbarkeit Eher konservatives Verhalten beim Einsatz neuer Automatisierungstechnologien Trotzdem sind über PA-Geräte in eingesetzt (insgesamt über 15,4 Millionen -Knoten, Stand Ende 2005) Einsatz PROFINET wird zunächst in der Fertigungsautomation erfolgen Investitionsschutz bei PA-Installationen auch in zukünftigen Ethernet-Infrastrukturen International 4

5 Bewertung an Installation und elektrische Übertragungstechnik in Kommunikation und Energiespeisung über gleiches Kabel (Manchester Bus Powered-Übertragung) bezüglich Installation in explosionsgefährdeten Bereichen (z. B. durch Explosionsschutzart eigensicher ) bezüglich Flexibilität der Netzwerktopologie ( PA: Kombination Linien-, Stern- und Baumstruktur möglich) bezüglich Robustheit und niedriger Installationskosten Für den Einsatz in muss PROFINET um Eigenschaften ergänzt werden, damit an Installation und elektrische Übertragung erfüllt werden. International 5

6 Bewertung aus der Integration Prozessgeräten in Prozessleitsysteme Behandlung Parametrierdaten Prozessdaten Diagnosedaten in Feldgeräten und Leitsystem an den Engineeringprozess (z. B. Verwendung standardisierter Funktionsblöcke) Das einheitlich bei Prozessgeräten implementierte -Profil für PA-Geräte erlaubt eine einfache Integration Prozessgeräten in Leitsysteme PROFINET muss für den Einsatz in um die spezifischen der Prozessautomation hinsichtlich Systemintegration ertüchtigt werden. International 6

7 Bewertung Anwendung HART-Kommunikation in der Prozessautomation HART-Kommunikation ist etabliert in der Prozessautomation für die Geräteparametrierung Mit Remote IO-Technologie können HART-Geräte einfach in -basierte Leitsysteme integriert werden Remote IOs mit -Schnittstelle und HART- Ein-/Ausgängen sind in weit verbreitet Spezifikationen für die HART-Kommunikation über PROFINET müssen erarbeitet werden. International 7

8 Bewertung Vorteile Prozesstechnische Anwendungen haben meist auch fertigungstechnische Anlagenteile ( Hybridapplikationen ) PROFINET ist die zukünftige Standardschnittstelle für Automatisierungskomponenten der Fertigungsautomation (z. B. Steuerungen, Antriebe, etc.) Schlussfolgerung Kurzfristszenario: Durchgängige Integration PA und HART in PROFINET-Systeme Langfristszenario: PROFINET-fähige Geräte für die Prozessautomation neben bestehenden PA-Geräten International 8

9 Kurzfristszenario: Durchgängige Integration PA in PROFINET Erfüllen der branchenspezifischen durch PA einerseits Nutzen der PROFINET-Vorteile andererseits Für existierende PA-Installationen ist aus Gründen des Investitionsschutzes die durchgängige Integration zwingend erforderlich Die durchgängige Integration erlaubt die Migration PA nach PROFINET PROFINET wird zukünftig zusätzlich die Rolle des offenen Systembusses in Leitsystemen (Kommunikationsbackbone) einnehmen Aufgrund der branchenspezifischen Eigenschaften wird PA auch zukünftig seine bedeutende Rolle in behalten International 9

10 Kurzfristszenario: Durchgängige Integration PA in PROFINET Proxy PROFINET/ PA International 10

11 Kurzfristszenario: Durchgängige Integration HART in PROFINET HART-fähige Remote IOs mit PROFINET-Schnittstelle Vergleichbar mit den etablierten -Remote Ios mit HART-fähigen Ein-/Ausgängen Spezifikationen zur Übertragung HART- Kommandos über PROFINET ist zu erarbeiten (vergleichbar dem -Profil HART on ) International 11

12 Langfristszenario: PROFINET-Geräte für die Prozessautomation neben PA-Geräten Die Verfügbarkeit PROFINET-Geräten für die Prozessautomation hängt der Anpassung der PROFINET-Technologie 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 Low-Cost- Prozessgeräten mit PROFINET ist nicht erkennbar International 12

13 für die Durchgängige Integration PA in PROFINET (Kurzfristszenario) erfordert Erweiterung des Proxy-Konzepts Abbilden des -Kommunikationsprotokolls auf das PROFINET-Protokoll Verankerung eines geeigneten Gerätemodells im Proxykonzept Netzwerkübergang PROFINET IO und PA wird durch PROFINET IO-Device gebildet PROFINET IO-Device beinhaltet - Masterfunktionalität Offene Engineeringkonzepte für die Unterstützung der bei PA etablierten Integrationstechniken sollen unverändert gelten (GSD, EDDL, FDT). International 13

14 für die Unterschiedliche Konzepte der Integration PA in PROFINET: Ethernet PROFINET IO Device Ethernet PROFINET IO Device Ethernet PROFINET IO Device Master C1 MBP Master C2 MBP Slave MBP International 14

15 -Geräte für die PA Die Entwicklung PROFINET-Geräten für die Prozessautomation (Langfristszenario) erfordert: Die Spezifikation PROFINET-Profilen, die zu den existierenden -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 Profilparametern Längen Parametern und Datentypen Zugriffsrechte und Speicherverhalten Parametern identisch dem -Profil für PA-Geräte sein International 15

16 Spezifikationsarbeit in der PNO Arbeitsgruppe Feldbusintegration: Aufgabe: Spezifikation der Integration unterschiedlicher Feldbussysteme in PROFINET DP/ 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 für, AS-i stehen kurz vor Abschluss, Spezifikation für Interbus sind abgeschlossen. Arbeitsgruppe DCS Requirements (in Gründung) Aufgabe: Behandlung Aspekten PROFINETbasierter Leitsysteme mit Feldbusintegration (Geräteparametrierung, Engineering, Redundanz, etc.) International 16

17 PROFINET wird in kommen, etablierte PA-Technologie wird nicht ersetzt Aufgrund fertigungstechnischer Anlagenteile in fast allen prozesstechnischen Anlagen Investitionsschutz PA-Installationen Migrationsmöglichkeiten PA nach PROFINET ist die durchgängige Integration PA in PROFINET zentraler Bedeutung Langfristig werden auch PROFINET-Geräte in der Prozessautomation verfügbar sein Die diesbezüglichen Spezifikationen entstehen aktuell innerhalb der Arbeitskreise der PNO. International 17

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