Session 3: Projektvorstellung Transferprojekt itsowl-tt-arel 18. August 2015, Gütersloh

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1 Session 3: Projektvorstellung Transferprojekt itsowl-tt-arel 18. August 2015, Gütersloh

2 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-arel Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

3 Einführung Portfolio MADLEHN GmbH Produktentwicklung Konstruktion Projektmanagement Ideen Studien Konzepte Methodik Lösungen Zulassungen Partner Technologie Partner Fertigung Partner Marketing it s OWL Clustermanagement GmbH

4 Einführung Fraunhofer-Anwendungszentrum Industrial Automation (IOSB-INA) Leitung: Professor Dr.-Ing. Jürgen Jasperneite Stellv. Leitung: Prof. Dr. rer. nat. Oliver Niggemann CIIT-2 CIIT-1 SmartFactoryOWL Geschäftsfelder: Industrial Internet Intelligente Automation Usability technischer Systeme Mitarbeiter in der Verwaltung: 5 Wissenschaftliche Mitarbeiter: 23 Duale Studierende und studentische Hilfskräfte: 12 it s OWL Clustermanagement GmbH

5 analog digital digital Digitale Eingänge Digitale Ausgänge... Einführung Konzepte I/O-Systeme heute Block I/O-Geräte Echtzeit-Ethernet (RTE) Nachteile: Verdrahtungsaufwand: Ethernet- Leitungen Hohe Baugröße Geringe Flexibilität Funktionsgranularität gering, Signaldichte gering Hohe Ethernet-Bandbreite erforderlich Modulare I/O-Geräte Gateway, Buskopf Echtzeit-Ethernet (RTE) Rückwandbus Nachteile: Proprietäre Rückwandbusse Gateway/ Buskopf: Zusatzkosten Verlust von Funktion oder Leistung im Buskopf (Medienredundanz, Verzögerung/ Updatezeit,..) Systemintegration komplex it s OWL Clustermanagement GmbH

6 Einführung Neues I/O-System-Konzept: Modular anreihbare Ethernet-IO-Klemme Ethernet-Brücken Echtzeit-Ethernet (RTE) Ethernet-Brücke Kommunikation: Durchgängiges Standard- Echtzeit-Ethernet am Beispiel von PROFINET Rückwirkungsfreier Modultausch durch Medienredundanz Kommunikationsleistung und -funktionen in jeder Klemme verfügbar (kleine Update-Zeit, Synchronisation, Redundanz, Webservices,..) Die Module können komfortabel und schnell durch eine Ethernet-Brücke verbunden werden Hohe Signaldichte und Flexibilität Generatives Fertigungsverfahren it s OWL Clustermanagement GmbH

7 Einführung Neues I/O-System-Konzept: Modular anreihbare Ethernet-IO-Klemme Ziel: Erweiterbar wie I/O-Module an einen Buskoppler Feine Funktionsgranularität durch schmale, anreihbare Klemmen (digital I/O, analog I/O, Master- Funktionen, Funktionsmodule, ) Module können (im Gegensatz zu am Markt verfügbaren modularen IO-Systemen) ohne Gateway betrieben werden. PROFINET im Rückwandbus : Nutzerakzeptanz durch standardisierte Lösung Keine neue Adressierungsebene it s OWL Clustermanagement GmbH

8 Einführung Konzeptvergleich I/O-Systeme itsowl-tt-arel heute heute geringer it s OWL Clustermanagement GmbH

9 Einführung Neues I/O-System-Konzept: Modular anreihbare Ethernet-IO-Klemme Nachteil heute: höherer Konfigurationsaufwand Technologietransfer Autokonfiguration aus dem Cluster- Querschnittsprojekt it s OWL Intelligente Vernetzung it s OWL Clustermanagement GmbH

10 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-arel Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

11 Vereinfachte Inbetriebnahme von anreihbaren Ethernet-IO-Klemmen Zielsetzung Ersetzen der manuellen und fehlerbehafteten Schritte zur Inbetriebnahme durch automatische Konfiguration des Systems Verwendung von Verfahren zur Selbstkonfiguration aus CQP Intelligente Vernetzung Entwicklung und Anpassung eines Autokonfigurationsmechanismus für anreihbare Ethernet-IO-Klemme Eigenständige Inbetriebnahme einer Linie von Ethernet-IO-Klemmen ohne manuelle Eingriffe it s OWL Clustermanagement GmbH

12 Feldgerät 1 Feldgerät 2 Feldgerät 3 Feldgerät 4 Feldgerät 5 Feldgerät Feldgerät n Ausgangssituation Aufwändige Projektierung Mindestaufwand für die Konfiguration eines Feldgeräts Laden der korrekten Gerätebeschreibungsdateien Projektierung von Gerätenamen Projektierung von (IP-) Adressen Projektierung der Zyklus- bzw. Updatezeit Soll/Ist-Vergleich der (Modul-) Konfiguration Prozessdatenzuordnung Für ALLE n Feldgeräte! RTE it s OWL Clustermanagement GmbH

13 Lösungsansatz Erkennung von Nachbarmodulen 1. Die erste Ethernet-IO-Klemme, die keinen linken Nachbarn hat und die Autokonfiguration unterstützt, sendet einen Discovery Frame. Ethernet-IO- Klemme 1 Discovery-Frame / Device ID + 1 Ethernet-IO- Klemme 2 Discovery-Frame / Device ID + 1 Ethernet-IO- Klemme 3 Discovery-Frame / Device ID + 1 Ethernet-IO- Klemme 4 Device ID ermittelt! Device ID übernehmen Device ID übernehmen Device ID übernehmen 2. Die letzte Ethernet-IO-Klemme sendet die aufsummierte Device ID zurück Richtung Ethernet-IO-Klemme 1 (Master). 3. Die Ethernet-IO-Klemmen ändern ihre Device IDs in die aufsummierte Device ID. it s OWL Clustermanagement GmbH

14 Lösungsansatz Datenaustauch 1 2 PROFINET- Controller Der PROFINET-Controller kommuniziert nur mit dem ersten Feldgerät (dem Master) Die PROFINET-Kommunikation wird in jedem Gerät NUR an den direkten Nachbarn weitergeleitet 1 Ethernet-IO- Klemme 1 (Master) 2 Ethernet-IO- Klemme 2 (Slave) 2 Ethernet-IO- Klemme 3 (Slave) 3 Entnahme der Prozessdaten aus dem PROFINET-Frame it s OWL Clustermanagement GmbH

15 Realisierungskonzept der Autokonfiguration Was passiert Schritt für Schritt o Nutzung des Autokonfigurationstools, welches im Querschnittsprojekt Intelligente Vernetzung entstandenen ist Im Netzwerk verfügbare PROFINET-Geräte finden Laden der Gerätebeschreibungsdatei aus einer Datenbank (abhängig von Device ID) PROFINET-Konfigurationsdatei erzeugen o PROFINET-Controller lädt die erzeugte Konfigurationsdatei o Inbetriebnahme der anreihbaren Ethernet-IO-Klemme it s OWL Clustermanagement GmbH

16 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-arel Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

17 Ergebnis Autokonfiguration von anreihbaren RTE Feldgeräten Reduzierung der Inbetriebnahmezeit durch geringeren Engineering-Aufwand Verwendung von vorhandenen RTE-Protokollen und Feldgeräten Wandlungsfähigkeit durch Online-Änderung der Topologie Mehr Bandbreite im Netz verfügbar, da nicht jedes Modul mit der Steuerung kommuniziert Erfolgreicher Test und Validierung in der SmartFactoryOWL it s OWL Clustermanagement GmbH

18 Agenda Abschlusspräsentation itsowl-tt-arel Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

19 Resümee und Ausblick Resümee Neues I/O-System-Konzept für eine modular anreihbare Ethernet-IO-Klemme Prototypenumsetzung und erfolgreiche Validierung in der SmartFactoryOWL Wertvolle Praxiserfahrungen für weitere Forschungsaktivitäten im Bereich Autokonfiguration Anreihbare Ethernet-IO-Klemme steht für Serienumsetzung zur Verfügung Ausblick Besuchen Sie uns in der Ausstellung für eine Live-Vorführung! Überführung der Projektergebnisse zur Serienreife Wir suchen Vertriebspartner! it s OWL Clustermanagement GmbH

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!