1 VORWORT UND ZIELSETZUNG 9 2 DIE IEC UND IEC DIE PROFIBUS NUTZERORGANISATION 13 4 PROFINET IM ISO/OSI-MODELL 15

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1 Inhaltsverzeichnis 1 VORWORT UND ZIELSETZUNG 9 2 DIE IEC UND IEC DIE PROFIBUS NUTZERORGANISATION PROFIBUS/PROFINET Competence und Trainings-Center PROFINET-Prüflabors 14 4 PROFINET IM ISO/OSI-MODELL 15 5 PROFINET IM ÜBERBLICK Ein PROFINET-Netzwerk im Überblick 20 6 PROFINET-GRUNDLAGEN Der Anschluss von PROFINET-Feldgeräten Anforderungen an PROFINET-taugliche Switches Das Gerätemodell eines Devices Die Verwendung von Slot, Subslot und Index Der Application Process Identifier (API) Die Kommunikationsdienste von PROFINET im Überblick Das Prinzip der Real-Time-Kommunikation bei PROFINET Die Real-Time-Klassen bei PROFINET Das Prinzip des zyklischen Datenverkehrs Hochprioritäre Daten (Alarm Data Objects) Applikations- und Kommunikationsbeziehungen Das Einrichten einer Applikationsbeziehung Das Einrichten einer Kommunikationsbeziehung (CR) Abbau einer Applikationsbeziehung Zusammenfassung der Applikations-/ und Kommunikationsbeziehungen 53 2 Industrielle Kommunikation mit PROFIMET

2 6.8 Der Zusammenhang zwischen Gerätemodell und Adressierung 54 7 DIE ARBEITSWEISE VON PROFINET Vom Anlagen-Engineering bis zur Adressauflösung Das Anlagen-Engineering bei PROFINET 57" Einlesen der GSD-Dateien Anlegen eines Automatisierungsprojekts Laden von individuellen Parametern in ein Device Festlegen des Übertragungsintervalls der Ein-/Ausgangsdaten Die Adressierung der Feldgeräte IP-Adresse und Namensvergabe Zuordnung der Feldgeräte zu ihrer Prozessanbindung Identify Request -> Suchen nach einem bestimmten Namen Identify Response -> Suche eines bestimmten Namens Set Request -> Schreiben eines Namens in ein Device Set Response -> Quittierung eines Set Requests Download der Projektierungsdaten in einen Controller 70 8 WAS PASSIERT NACH POWER ON? Das Physical Device Management (PDev) Die Port MAC-Adressen Reset to Factory Settings Port Statistic Data Die Nachbarschaftserkennung mit LLDP LLDP im Detail Auslesen der LLDP-Informationen aus den Feldgeräten Anwenderbeispiel für den Austausch von Alias Namen' Die Topologie-Erkennung Der Aufbau eines LLDP-Frames MAU-Type Einstellungen für die LLDP-Frames Use Case zu LLDP (Darstellung der Anlagentopologie) Auszug aus einer GSD-Definition für LLDP Multiple Interfaces 88 9 ADRESSIERUNG VOR DEM SYSTEMSTART Identify Request (Namensauflösung vor dem Systemhochlauf) 92 Industrielle Kommunikation mit PROFINET 3

3 9.2 Identify Response Das Address Resolution Protocol (ARP) Set Request (siehe auch 'Namensvergabe') Set Response (siehe auch 'Namensvergabe') Der Systemhochlauf bei PROFINET Connect Request Connect Response Write Request Write Response DControl Request ('End of Parameterization') DControl Response CControl Request ('Application Ready') CControl Response Der Schnellhochlauf ('fast Start up') Optimierungen für den 'fast Start up' DER DATENAUSTAUSCH Der zyklische Datenaustausch Übertragung der zyklischen Eingangsdaten vom Device zum Controller Übertragung der zyklischen Ausgangsdaten vom Controller zum Device Der Ablauf des azyklischen Datenaustauschs Read Request Read Response Write Request Write Response Der Daten-Querverkehr (MCR) DAS DIAGNOSEKONZEPT VON PROFINET Wie ist das Melden von Alarmen anzuwenden? Übersicht über die Struktur einer Alarmmeldung Alarmbehandlung aus Anwendersicht Use Case für Alarme in einer Automatisierungsanlage Alarmbehandlung aus Entwicklersicht Die Netzwerkdiagnose Auszug aus einer GSD-Definition für SNMP: Die PROFINET-Frames bei der Alarmübertragung Melden eines Alarms (Alarm Notification) Alarm-Quittierung auf Protokollebene Industrielle Kommunikation mit PROFINET

4 Alarm-Quittierung auf Anwenderebene vom Controller Alarm-Quittierung auf Anwenderebene vom Device Überwachungsfunktionen im Controller und Device PROFINET UND DIE IRT-KOMMUNIKATION Einführung in die IRT-Kommunikation Voraussetzungen für die IRT-Steuerung Definition einer IRT-Domäne Die Clock-Synchronisation für die IRT-Kommunikation Prinzipieller Ablauf der Clock-Synchronisation Die Ermittlung des Buszyklus-Beginns bei IRT Die RT_Class_3-Kommunikation ('reserved interval') Projektieren von RT_Class_3-Kommunikation (IRT-Kommunikation) 1S Der Systemhochlauf bei IRT Der IRT-Datenaustausch Alarmmeldungen im lsochronous Mode Der Gerätetausch bei IRT Die IRT-Definitionen in der GSD-Datei Der synchronisierte und der nicht synchronisierte Misch betrieb Berechnung der Performance bei PROFINET Berechnung der Performance (RT Class l) Berechnungsbsp. IRT (RT_Class_3) ohne Berücksichtigung des Jitters Berechnungsbeispiel bei IRT mit Berücksichtigung des Jitters DIE PROFINET PERFORMANCE OPTIMIERUNG Das Fast Forwarding (FF) Data Frame Packaging (DFP) Das Prinzip des DFP Der DFP Hochlauf Das Weiterleiten von DFP-Frames Fragmentierung DER PROFINET-CONTROLLER 182 Industrielle Kommunikation mit PROFINET 5

5 14.1. Der Parameter-Server Dynamic Reconfiguration (DR) Die Bedeutung der LEDs am Controller Die Bedeutung der LEDs am Device DIE PROFINET-GERÄTEBESCHREIBUNG (GSD-DATEI) Einleitung Ziele der GSD im Überblick Namensgebung bei GSD-Dateien Die Geräte-Identifikation Die Struktur einer GSD-Datei bei PROFINET Die Erstellung von GSD-Dateien Validierung einer GSD-Datei Die Eindeutigkeit einer GSD-Datei Mindesteinträge für V 2.3 Feldgeräte Was sind nun die häufigsten Fehler? I&M-FUNKTIONEN (IDENTIFICATION & MAINTENANCE) REDUNDANZ Medien-Redundanz erhöht die Anlagenverfügbarkeit Das Media Redundancy Protocol (MRP) Medien Redundanz für RT_CLASS3-Frames (MRPD) Die Medien-Redundanz und die GSD-Datei Multiple Rings Die System-Redundanz Netzwerk-Topologien bei der System Redundanz Redundante NAPs PROFINET-CONFORMANCE CLASSES(CC) Industrielle Kommunikation mit PROFINET

6 18.1 Anwendungsgebiete der Conformance Classes (Kurzüberblick) Entscheidungsmatrix zum Ermitteln der benötigten Conformance Class Die Conformance Class A Die Conformance Class B Die Conformance Class C APPLICATION PROFILES FÜR PROFINET Das Profil PROFIenergy Das Profil für die Antriebstechnik (PROFIdrive) Das Profil für die sicherheitsgerichtete Datenübertragung (PROFIsafe) PROFlsafe-Definitionen in der GSD-Datei PROFIsafe-Devices und die PROFINET-Zertifizierung PROFIdrive-Devices und die PROFINET-Zertifizierung DAS TOOL CALLING INTERFACE (TCI) Kurzübersicht über die Arbeitsweise von TCI Das Invocation Interface GSD-Eintrag für ein TCI Beispiel eines Registry-Eintrages Beispiel eines TPF-files Das Communication Interface Die Conformance Classes bei TCI INTEGRATION VON FELDBUS-SYSTEMEN IN PROFINET Integration von Feldbussen über einen Proxy Die Einbindung von PROFIBUS-Applikationen PROFINET und andere Feldbussysteme Wie kann man einen PROFINET-PROXY realisieren? Beispiel eines Gateways 245 Industrielle Kommunikation mit PROFFNET 7

7 22 PROFINET-FELDGERATEENTWICKLUNG Entwicklungsunterstützung Testunterstützung Wireshark Testaufbau zum Auskoppeln der Ethemet-Frames Der PROFINET-Tester Erstellung einer GSD-Datei Netzlasttests (Security Level 1-Test) PROFINET-ZERTIFIZIERUNGEN Funktionsumfang einer Zertifizierung Vorbereitung auf den Zertifizierungstest Vorfeldklärung für den Zertifizierungstest eines PROFINET Devices So kommen Sie zu einem PROFINET-Zertifikat Das PROFINET-Zertifikat Conformance Class Application Classes Netload Class Media Redundancy Class (Ringredundanz) WAS SOLLTE EIN FELDGERÄTE-ENTWICKLER BERÜCKSICHTIGEN? WAS SOLLTE EIN ANLAGENBETREIBER-/BAUER BERÜCKSICHTIGEN? PROFINET GLOSSAR SACHWORTVERZEICHNIS NORMATIVE REFERENZEN Industrielle Kommunikation mit PROFINET