Netzwerktopologien. Siemens AG 2019

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1 Netzwerktopologien Siemens AG 2019

2 Motivation Hohe Flexibilität in der Feldbusstruktur mittels PROFINET Hilfestellung während der Planungsphase Modulare Standardlösungen Getestete Konfigurationen Seite 2

3 PROFINET Grundlagen Symbol Beschreibung Einfache Systemanbindung (S1) Bis zu 250 Devices mit einfachem PROFINET Interface 1 CPU 410-4H Single Device PN Konfiguration mit einfacher System Redundanz (S2) Bis zu 250 Devices mit einfachem PROFINET Interface 1 Hinweis: Alle Devices müssen S2 unterstützen CPU 410-4H, red. Single Device (S2) Redundante PN Konfiguration mit modularer Systemredundanz (R1) Bis zu 250 Devices 1 davon bis zu 64 Devices mit redundanten PROFINET Interface (R1) 2 integrieren Hinweis: Alle Devices müssen R1 oder S2 mittels Y-Switch unterstützen Y-Switch CPU 410-4H, red. Red. Device (R1) Single Device (S2) Ring Redundanz Kombinierbar mit System Redundanz Max 50x Devices; Rekonfigurationszeit bis zu 200ms Hinweis: Alle Devices im Ring müssen MRP unterstützen CPU 410-5H Single Device Gemischte Konfiguration Seite 3 1 Pro CPU410-5H PROFINET Interface; 2 Freigabe bis zu 250 Devices geplant

4 PROFINET Grundlagen PA ready o Einfache Systemredundanz S2 o Media Redundancy Protocol (MRP) o Configuration in Run (CiR) Seite 4

5 Service Bridge für dedizierten temporären oder kontinuierlichen Zugang ES/OS Dedicated temporary access Service Bridge Plant Bus - Industrial Ethernet Further PN Networks Layer 2/Layer 3 XC-200 Y-Switch MS CPU410-5H Fieldbus - PROFINET Dedicated continues access Service Bridge Layer 2/Layer 3 Further PN Networks e.g. SINEMA Server Service Zugang zum Feldbus für Manuelle Adressierung und Namensvergabe der PROFINET Devices Scan der PROFINET Topologie mit STEP 7 Topologie Editor (z.b. Online/Offline Vergleich) Einsatz von Inbetriebnahme- Tools (z.b. PRONETA) Erweiterte Netzwerkdiagnose (z.b. SINEMA Server) Funktionen der Service Bridge Standard XC-200 Switch konfiguriert als Service Bridge Einfache Installation mit Handbuch und vorbereiteter Konfigurationsdatei Layer 2 Zugang vom Anlagen zum Feldbus Aufrechterhaltung der Netzwerktrennung zwischen den redundanten Netzwerken Verbindung bis zu 23 PROFINET Netzwerken mit XC224 Security Mechanismen (z.b. MAC-Adress Filterung) Page 5

6 PROFINET Switches Y-Switch - SCALANCE XF 204-2BA DNA Integrated drives SIMOCODE SINAMICS CPU 410-5H Redundant Automation Systems XC-200 XP-200 XF204-2BA Y-Switch (XF204-2BA DNA) ET 200SP ET 200M Zwei isolierte Ports zum Anschluss des Y-Switch an ein redundantes Netzwerk (R1) Zwei Ports zum Verbinden von S2-Devices MRP fähig (S2-Seite) Bus Adapter für jedes Interface Y-Switch ist transparent Keine Konfiguration notwendig Keine Limitierung der Anzahl Installation bis zu Ex-Zone 2-40 C bis +70 C Conformal coating NE21 konform 4-wire Field Devices (external powered) PROFIBUS-PA Field Devices Verbinden von Devices mit einfachen PROFINET Interface, welche die einfache System Redundanz S2 unterstützten, an ein redundantes R1- Netzwerk. Dabei wird die Netztrennung der beiden R1-Netzwerke aufrecht erhalten. Anmerkung: PROFINET Standard legt fest: Devices in der Prozessautomatisierung müssen mindestens die einfache Systemredundanz (S2) unterstützen (verpflichtend für PROFINET Zertifizierung entsprechend der CC-B (PA)) Seite 6

7 Agenda PROFINET Grundlagen Einfache Systemanbindung (S1) PROFINET Konfiguration mit einfacher Systemredundanz (S2) PROFINET Konfiguration mit modularer Systemredundanz (R1) Gemischte Konfiguration Seite 7

8 Varianten von PROFINET Konfigurationen mit Medienredundanz (MRP) CPU 410-5H CPU 410E PROFINET, electrical PROFINET, electrical PROFINET, electrical XF204-2BA XC-200 Bis zu 50 Geräte (limitiert vom MRP Ring) Keine Segmentierung des Netzwerkes Keine zusätzliche Hardware (z.b. Switch) notwendig Kein Single Point of Failure im PROFINET Netzwerk Für Service-Zugang (z.b. Service Bridge) wird ein zusätzlicher Switch benötigt Bis zu 100 Geräte (limitiert vom MRP Ring) Logische Segmentierung in zwei Netzwerke Zusätzliche Hardware (z.b. Switch) notwendig Single Point of Failure im PROFINET Netzwerk (Switch & Leitung) Zugang für Service Bridge vorhanden Bis zu 250 Geräte (limitiert von PROFINET Interface) Logische Segmentierung in n Netzwerke Zusätzliche Hardware (z.b. Switch) notwendig Single Point of Failure im PROFINET Netzwerk (Switch & Leitung) Optional Stern-Topologie mit Scalance XC200 Zugang für Service Bridge vorhanden Seite 8

9 PROFINET Konfiguration mit Medienredundanz (MRP) Local Periphery (Centralized) Central Control Room Terminal/Plant Bus (exemplary) PROFINET, electrical Engineering Station Operation Station XR-300 Service Bridge () CPU 410-5H CPU 410E Industrial Ethernet Remote Periphery (Decentralized) Field A B A B A B XF204-2BA XC-200 A XP-200 MCC Room SIMOCODE SINAMICS ET 200SP ET 200M A B IE/PB-Link PN IO B PROFIBUS-DP XC-200 A PROFINET, optical Seite 9

10 Agenda PROFINET Grundlagen Einfache Systemanbindung (S1) PROFINET Konfiguration mit einfacher Systemredundanz (S2) PROFINET Konfiguration mit modularer Systemredundanz (R1) Gemischte Konfiguration Seite 10

11 Varianten von PROFINET Konfigurationen mit einfacher Systemredundanz (S2) CPU 410-5H CPU 410E PROFINET, electrical PROFINET, electrical PROFINET, electrical XF204-2BA 1) XC-2001) XF204-2BA 1) Bis zu 250 Geräte (limitiert von PROFINET Interface) Keine Segmentierung des Netzwerks Keine zusätzliche Hardware (z.b. Switch) notwendig Kein Single Point of Failure im PROFINET Netzwerk Zugang für Service Bridge vorhanden Bis zu 250 Geräte (limitiert von PROFINET Interface) Logische Segmentierung in n Netzwerke Zusätzliche Hardware (z.b. Switch) notwendig Single Point of Failure im PROFINET Netzwerk (Switch) Optional Stern-Topologie mit Scalance XC200 Zugang für Service Bridge vorhanden Bis zu 250 Geräte (limitiert von PROFINET Interface) Zusätzliche Hardware (z.b. Switch) notwendig Logische Segmentierung in n Netzwerke Kein Single Point of Failure im PROFINET Netzwerk Zugang für Service Bridge vorhanden Hinweis: Alle Devices müssen die einfache System Redundanz unterstützen 1) S2 Unterstützung geplant nach 05/17 Seite 11

12 PROFINET Konfiguration mit einfacher Systemredundanz (S2) Local Periphery (Centralized) Remote Periphery (Decentralized) Central Control Room Terminal/Plant Bus (exemplary) PROFINET, electrical Engineering Station Operation Station XR-300 Service Bridge () Industrial Ethernet CPU 410-5H, red. CPU 410E Field Y XF204-2BA 1) XC-200 1) XP-200 1) MCC Room SIMOCODE SINAMICS 2) ET 200SP ET 200M XC-200 1) PROFINET, optical Hinweis: Alle Devices müssen die einfache System Redundanz unterstützen Sequence of Events (SoE) nicht betrachtet: 1) S2 Unterstützung geplant nach 05/17; 2) Nicht alle SINAMICS Produkte unterstützen S2 Seite 12

13 Agenda PROFINET Grundlagen Einfache Systemanbindung (S1) PROFINET Konfiguration mit einfacher Systemredundanz (S2) PROFINET Konfiguration mit modularer Systemredundanz (R1) Gemischte Konfiguration Seite 13

14 Varianten von PROFINET Konfigurationen mit modularer Systemredundanz (R1) CPU 410-5H CPU 410E PROFINET, electrical, redundant PROFINET, electrical, redundant XF204-2BA 1) XF204-2BA 1) Y Y-Switch 1) Y-Switch 1) Bis zu 64 R1-Devices Keine Segmentierung des Netzwerks R1-Devices: keine zusätzliche Hardware (z.b. Switch) notwendig R1: Kein Single Point of Failure Zugang für Service Bridge vorhanden Bis zu 250 Geräte (limitiert von PROFINET Interface und R1 zurzeit limitiert auf 64 Devices) Logische Segmentierung in n Netzwerke Zusätzliche Hardware (z.b. Switch) notwendig R1 oder S2-Device: Kein Single Point of Failure Zugang für Service Bridge vorhanden SoE nicht betrachtet: 1) S2 Unterstützung geplant nach 05/17 Seite 14

15 PROFINET Konfiguration mit modularer Systemredundanz (R1) Local Periphery (Centralized) Remote Periphery (Decentralized) Central Control Room Terminal/Plant Bus (exemplary) PROFINET, electrical, redundant Engineering Station Operation Station XR-300 Service Bridge () Industrial Ethernet CPU 410-5H, red. CPU 410E Field XF204-2BA 1) XC-200 1) XP-200 1) Y Y-Switch 1) MCC Room SIMOCODE SINAMICS 2) XC-200 1) Y ET 200M Y-Switch 1) XC-200 1) Y Y-Switch 1) PROFINET, optical, redundant Hinweis: Alle Devices müssen die einfache System Redundanz unterstützen Sequence of Events (SoE) nicht betrachtet: 1) S2 Unterstützung geplant nach 05/17; 2) Nicht alle SINAMICS Produkte unterstützen S2 Seite 15

16 Agenda PROFINET Grundlagen Einfache Systemanbindung (S1) PROFINET Konfiguration mit einfacher Systemredundanz (S2) PROFINET Konfiguration mit modularer Systemredundanz (R1) Gemischte Konfiguration Seite 16

17 Gemischte Konfiguration Local Periphery (Centralized) Remote Periphery (Decentralized) Central Control Room Terminal/Plant Bus (exemplary) Engineering Station Operation Station XR-300 Service Bridge () Industrial Ethernet Field Field devices are S1 or S2 according corresponding controller PROFINET, electrical, redundant CPU 410-5H CPU 410E CPU 410-5H, red. CPU 410E XF204-2BA XF204-2BA 1) XC-200 1) XP-200 1) MCC Room SIMOCODE SINAMICS 2) ET 200SP ET 200M XC-200 1) IE/PB-Link PROFIBUS-DP PROFINET, optical, redundant XC-200 1) Y-Switch 1) Hinweis: Devices, die der redundanten CPU410 zugewiesen sind, müssen mindestens die einfache System Redundanz unterstützen SoE nicht betrachtet: 1) S2 Unterstützung geplant nach 05/17; 2) Nicht alle SINAMICS Produkte unterstützen S2 Seite 17

18 Zusammenfassung Getestete PROFINET Konfigurationen Best Practice Lösungen Modulare Standardlösungen Seite 18