Automatisieren mit PROFINET

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1 Automatisieren mit PROFINET Industrielle Kommunikation auf Basis von Industrial Ethernet von Raimond Pigan und Mark Metter Publicis Corporate Publishing

2 1 Vom Schütz zum offenen Standard Die Simatic-Erfolgsgeschichte Strukturwandel durch Dezentralisierung Der Weg zum Industrial Ethernet Industrial Ethernet Profinet Profinet IO Profinet CBA Real Time-Kommunikation Feldbusintegration Sicherheit Motion Control mit Profinet Safety auf Profinet 22 2 Ethernet - Grundlagen und Protokolle Grundsätzliche Struktur von Ethernet Standard-Ethernet-Telegramm Ethernet- oder MAC-Adresse Wie findet man die Mac-Adresse eines Ethemetgeräts heraus? Funktionen für Ethernet Autonegotiation Autosensing - Automatische Erkennung der Datenrate MDI/MDI-XAutocrossover Auf Ethernet basierende Protokolle für Profinet TCP/IP UDP/IP Weitere Protokolle der Vermittlungsschicht 34 3 Real Time-Kommunikation Anforderungen an ein echtzeitfähiges Ethernet Echtzeit@Profinet Real Time-Kommunikation Real Time-Verbindungsmanagement Synchronisation Protokollelemente der Synchronisationstelegramme Real Time-Protokollelemente 50 9

3 3.4 Isochrone Real Time-Kommunikation Isochrone Real Time-Technologie IRT-Protokollelemente Projektieren von IRT-Applikationen ProfinetASIC Anwendungsbereich Entwicklung von Profinet IO-Devices Protokollanalyzer für Profinet 60 4 Profinet IO - Dezentrale Peripherie Das Profinet IO-Konzept Profinet IO-Geräteklassen Datenfluss bei Profinet IO Gerätemodell eines IO-Device Daten-Objekte (Data Objects) Kontext-Management (CM) Applikationsbeziehungen (AR) Kommunikationsbeziehungen (CR) Dienste und Protokolle Von der Projektierung zum laufenden System Proxyfunktionalität bei Profinet IO Profibus-Integration Von der Planung bis zum Betrieb einer Anlage Profinet IO Engineering mit Simatic STEP Planen einer Anlage Anlagen projektieren mit Simatic STEP Anlagenbetrieb Diagnosefunktionen für Profinet IO Profinet IO-Diagnose mit STEP 7 und NCM Profinet IO-Diagnose im Anwenderprogramm des IO-Controllers Netzwerkdiagnose mit SNMP Diagnose über die Anzeigenelemente von Profinet IO-Geräten Profinet CBA - Verteilte Automatisierung Der Weg zur verteilten Automatisierung Verteilte Automatisierungssysteme mit IEC Profinet CBA Profinet CBA-Konzept Profinet CBA-Objektmodell Integration von Feldbussen Profinet- und Profibus-Geräte Produkte für Simatic S7 und Simatic Net Profinet CBA Profinet CBA Engineering Erzeugen von Profmet-Komponenten Verschaltung von Profinet-Komponenten mit dem Profinet CBA-Engineering

4 5.4 Profinet-Komponenten Technologisches Modul Technologische Schnittstelle Programmierbare und feste Funktionalität Profinet-Komponententypen Singleton-Komponenten Komponentisierbare Gerätekonfigurationen Profinet Component Description (PCD) Erstellen der Profinet-Komponenten mit STEP Erstellen eines STEP 7-Basisprojektes Belastung des Anwenderprogrammzyklus durch Kommunikationsprozesse Erstellen des Profinet-Interface Erstellen von Profinet-Komponenten - Das Komponentisieren Profinet CBA-Kommunikation Verschaltungen Von der Planung bis zum Betrieb einer Anlage Planen einer Anlage Erstellen von Profinet-Komponenten Anlagen projektieren mit Simatic imap Inbetriebnahme und Test der Anlage Betrieb und Überwachung der Anlage Profinet CBA Diagnose Offline-Diagnose mit Simatic imap Onlinediagnose mit Simatic imap Diagnose über die Anzeigeelemente von Profinet CBA-Geräten Proflnet Anwenderprogramm-Schnittstellen bei Simatic S Grundlagen Organisationsbausteine Funktionsbausteine Funktionen Datenbausteine SFCundSFB Datensätze Profinet IO-Programmschnittstellen Organisationsbausteine bei Profinet IO Systemfunktionen und Systemfunktionsbausteine bei Profinet IO Systemzustandslisten (SZL) bei Profinet IO Profinet IO-Anwenderprogrammschnittstellen System- und Standardfunktionen bei Profinet IO Profinet CBA-Anwenderprogrammschnittstellen Organisationsbausteine bei Profinet CBA System- und Standardfunktionen bei Profinet CBA

5 7 Profinet-Geräte und Vernetzung Passive Netzwerkkomponenten Übertragungsmedien in leitungsgebundenen elektrischen Netzwerken Elektrische Signalübertragung bei Profinet mit loobase-tx looobase-tx Technische Ausführung - FastConnect Busleitungen zur Schnellmontage - IE-FC-Kabel IE-FC-RJ45-Stecker Hybridstecker M12-Stecker IE FC Outlets FastConnect Stripping Tool IE-TP-Cords Systemkonfigurationen in elektrischen Netzen mit Outlets Optische Signalübertragung loobase-fx looobase-sx und looobase-lx Lichtwellenleiter - Designed for Industry LWL-Steckverbindungen und dauerhafte Verbindungen Funknetzwerke mit Profinet SCALANCE W Die Komponenten von SCALANCE W SCALANCE W788-1PRO SCALANCE W788-2PRO SCALANCE W744-1PRO ipcfbei SCALANCE W CP IWLAN/PB-Link PN Zubehör der WLAN-Geräte SCALANCE W konfigurieren und parametieren Aktive Netzwerkkomponenten NICs - Netzwerkkarten für Programmiergeräte und PCs CP - Kommunikationsprozessoren für Steuerungen in der S7-Welt Weitere Profinet-Produkte Grundsätzliches zu Hubs und Switches Switches für den industriellen Einsatz: SCALANCE X Router Netztopologien für Profinet-Netzwerke Stern Baum Linie Ring Aufbaurichtlinien zum Optimieren von Profinet Elektromagnetische Verträglichkeit Installationshinweise für elektrische und optische Datenkabel Allgemeine Regeln für den Aufbau von Profinet-Netzwerken Übersicht der grundlegenden Normen und Richtlinien zu Profinet-Vernetzung

6 8 Profinet Security SCALANCE S Die Schutzfunktionen der Security-Module VPNs Paketfilter-Firewall Simatic Net SCALANCE S612 und S Simatic Net SOFTNET Security Client Beispielkonfigurationen SCALANCE S als Firewall betreiben VPN Tunnel mit SCALANCE S 350 Weiterführende Informationen 355 Glossar 357 Literaturverzeichnis 360 Stichwortverzeichnis