Das PROFINET IO-Buch

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1 Das PROFINET IO-Buch Grundlagen und Tipps für Anwender von Manfred Popp 1. Auflage 2005 Das PROFINET IO-Buch Popp schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG Thematische Gliederung: Netzwerkprogrammierung, Web Services VDE Verlag 2005 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN

2 Inhaltsverzeichnis 1 Die Situation in der Automatisierungstechnik Die PROFIBUS Nutzerorganisation e.v PROFINET-Competence Center PROFINET-Prüflabors PROFINET im Überblick Die Einordnung von PROFINET im ISO-/ OSI-Modell PROFINET und das Komponenten-Modell (PROFINET CBA) PROFINET CBA und die Gerätebeschreibung PROFINET und die dezentrale Peripherie (PROFINET IO) Der Funktionsumfang von PROFINET IO PROFINET-Support PROFINET-Software-Stacks Ethernet Basics Die sieben Schichten im OSI-Modell Der Weg zu PROFINET IO PROFINET IO im Detail Das Gerätemodell von PROFINET IO Die Dienste von PROFINET IO Die Kommunikationswege bei PROFINET IO PROFINET IO und die NRT-Kommunikation PROFINET IO und die RT-Kommunikation Applikations- und Kommunikationsbeziehungen Das Einrichten einer Applikationsbeziehung Das Einrichten einer Kommunikationsbeziehung (CR) Die Kommunikationsbeziehung für den zyklischen Datenaustausch (IO Data CR) Die Kommunikationsbeziehung für Alarmübertragungen (Alarm-CR) Die Kommunikationsbeziehung für den azyklischen Datenaustausch (Record Data-CR) Der Abbau einer Applikationsbeziehung Der Weg vom Anlagen-Engineering zum Datenaustausch Das Anlagen-Engineering mit PROFINET IO Einlesen der GSD-Dateien Anlegen eines Automatisierungsprojekts Festlegen der IP-Adressen für das Bussystem Zuordnung der Feldgeräte zu ihrer Prozessanbindung Die Namensvergabe aus Anwendersicht...63

3 VIII Inhaltsverzeichnis Die Namensvergabe an ein IO-Device aus Entwicklersicht Download der Projektierungsdaten in einen IO-Controller Die Arbeitsweise eines PROFINET IO-Devices Die Zuordnung der IP-Adresse zu den IO-Devices Der Systemhochlauf in einem PROFINET IO-Device Connect Request Connect Response Write Request Write Response DControl Request (End of Parameterization) DControl Response CControl Request (Application Ready) CControl Response PROFINET IO und die Real-Time-Kommunikation im Detail Der Nutzdatenverkehr Der zyklische Datenaustausch Der Daten-Querverkehr (MCR) Die Häufigkeit der Datenübertragung Überwachungsfunktionen im IO-Controller und IO-Device Das Diagnosekonzept (Alarme) Wie ist das Melden von Alarmen anzuwenden? Die Netzwerkdiagnose Ablauf der Alarmübertragung im Detail Alarm-Benachrichtigung (Alarm Notification) Alarm-Quittung auf einen gemeldeten Alarm (Protokollebene) Alarm-Quittung auf Anwenderebene Die Kommunikationsquittierung der Alarmbenachrichtigung Der azyklische Datenverkehr im Detail (Record Data-CR) Read Request Read Response Write Request Write Response Der PROFINET IO-Controller Die I&M-Funktionen (Information and Maintenance) Redundanz Weitere PROFINET IO-Dienste PROFINET IO und die IRT-Kommunikation Erweiterungen der Protokolle bei IRT Ablauf der Kommunikation mit IRT Die Zeit-Synchronisation Der Ablauf der Zeit-Synchronisation Projektieren von IRT Der Gerätetausch bei IRT Überschlägige Nachrichten-/Buszyklusberechnung PROFINET Communication Schedule Die PROFINET IO-Gerätebeschreibung Namensgebung bei GSD-Dateien Die Geräte-Identifikation Der GSD-Viewer...144

4 Inhaltsverzeichnis IX 7 Integration von Feldbus-Systemen in PROFINET IO PROFINET IO-Feldgeräteentwicklung Aufbau der Software Beispiele zum Anwenden der Software Sonstige Softwarekomponenten Hardware für PROFINET IO Der Ethernet-/PROFINET-ASIC ERTEC Der ERTEC PROFINET IO-Entwicklungspakete Das PROFINET IO-Device Entwicklungspaket (Betriebssystemunabhängig) Das PROFINET IO-Entwicklungspaket auf ERTEC400-Basis Der schnelle Weg zu PROFINET IO Der Weg aus der Sicht eines Anlagenbetreibers PROFINET CBA-Einführung PROFINET-Profile Profil für die Antriebstechnik (PROFIdrive) PROFIsafe Security Das PROFINET Security Konzept Die Schutzfunktionen der Security-Komponenten Die drahtlose Datenübertragung PROFINET-Installationen PROFINET-Verkabelung PROFINET-Steckverbinder Netzkwerk-Komponenten für PROFINET IO Installationshinweise Das Schirmungskonzept Erweiterung von bestehenden Ethernet-Anlagen mit PROFINET PROFINET IO - Zertifizierungen PROFINET-Frames Ethernet Header (IEEE 802.3) IP(RFC 791)/UDP(RFC 768) Header OSF DCE RPC-Header NDR Data Req NDR Data Res RT-Frame (zyklisch) RT-Frame (azyklisch) DCP Header DCP Type und Daten RT zyklisch AlarmNotification AlarmAck WriteReq WriteRes...232

5 X Inhaltsverzeichnis ReadReq ReadRes ConnectARBlockReq ConnectARBlockRes IOCRBlockReq IOCRBlockRes ExpectedSubmoduleBlockReq ModuleDiffBlock AlarmCRBlockReq AlarmCRBlockRes ControlBlockConnect/Release MCRBlockReq für den Consumer Die I&M-Frames Zusammenfassung der relevanten Tabellen PROFINET Multicast-Adressen Glossar Anhang Literaturverzeichnis...290