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PROFINETTechnologie und Anwendung

Systembeschreibung

Open Solutions for the World of Automation

05109_PNO Titel_RL.qxd 18.11.2005 11:13 Uhr Seite 1

Einführung

Die immer kürzer werdenden Inno-vationszyklen bei neuen Produkten bedingen einen kontinuierlichen Wandel der Automatisierungstech-nik. Der Einsatz der Feldbustech-nologie stellte in den vergangenen Jahren hierbei eine wesentliche Neuerung dar. Sie ermöglichte die Migration von zentralen zu dezen-tralen Automatisierungssystemen. Hier setzt PROFIBUS als weltwei-ter Marktführer seit nunmehr 15 Jahren Maßstäbe.

In der Automatisierungstechnik von heute bestimmt darüber hinaus Ethernet und die Informations-technologie (IT) mit den etablierten Standards, wie z.B. TCP/IP und XML, zunehmend das Geschehen. Durch die Integration der Informati-onstechnik in die Automatisierung eröffnen sich deutlich verbesserte Kommunikationsmöglichkeiten zwi-schen Automatisierungssystemen, weitreichende Konfigurations- und Diagnosemöglichkeiten und netz-weite Servicefunktionen. Diese Funktionen waren von Beginn an feste Bestandteile von PROFINET.

PROFINET ist der innovative und offene Standard für Industrial Ethernet. PROFINET deckt alle Anforderungen der Automatisie-rungstechnik ab. Mit PROFINET können Lösungen für die Ferti-gungs- sowie Prozess-Automa-tisierung, für Safety-Anwendun-gen und das gesamte Spektrum der Antriebstechnik bis hin zu taktsynchronen Motion Control-Anwendungen realisiert werden.

Neben der Real-Time-Fähigkeit und der Nutzung der IT-Techno-logie spielt bei PROFINET der As-pekt Investitionsschutz eine wichti-ge Rolle. PROFINET ermöglicht die Einbindung existierender Feld-bussysteme wie PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, AS-Interface und INTERBUS ohne Änderungen der existierenden Feldgeräte. Damit sind Investitionen von Anlagen-betreibern, Maschinen- und Anla-genbauern sowie von Geräteher-stellern gesichert.

Die Nutzung der offenen Stan-dards, die einfache Handhabung sowie die Integration von beste-henden Anlagenteilen bestimmte von Anfang an die Definition von PROFINET. PROFINET ist in der IEC 61158 und IEC 61784 stan-dardisiert.

Durch die kontinuierliche Weiter-entwicklung von PROFINET wird den Anwendern eine langfristige Perspektive für die Realisierung ih-rer Automatisierungsaufgaben ge-boten.

Für den Anlagen- bzw. Maschinen-bauer minimiert der Einsatz von PROFINET die Kosten bei Installa-tion, Engineering und Inbetriebnah-me. Für den Anlagenbetreiber er-möglicht PROFINET leichte Anla-generweiterbarkeit und hohe Anla-genverfügbarkeit durch autonom laufende Teilanlagen.

Durch die vorgeschriebene Zertifi-zierung für PROFINET-Geräte wird ein hoher Qualitätsstandard ge-währleistet.

Inhaltsverzeichnis

1. PROFINET im Überblick.......................... 1 1.1 Dezentrale Feldgeräte (PROFINET IO) .1 1.2 Verteilte Automatisierung (PROFINET

CBA) .................................................. 1 1.3 Kommunikation ................................... 1 1.4 Netzwerk-Installation ........................... 2 1.5 IT-Integration....................................... 2 1.6 Security .............................................. 2 1.7 Safety ................................................. 2 1.8 Antriebstechnik und Motion Control mit

PROFIdrive ......................................... 2 1.9 Feldbusintegration ............................... 2 1.10 Implementierung und Zertifizierung....... 2

2. PROFINET Kommunikation ..................... 3 2.1 TCP/IP und UDP/IP Kommunikation ..... 3 2.2 Real-Time-Kommunikation (RT) ........... 4 2.3 Isochronous Real-Time-Kommunikation

(IRT) ................................................... 4

3. Dezentrale Feldgeräte mit PROFINET IO..5 3.1 Geräte-Rollen...................................... 5 3.2 Das Gerätemodell................................ 5 3.3 Der Anwenderprozess ......................... 6 3.4 Die Dienste von PROFINET IO............. 6 3.5 Alarme ................................................ 7 3.6 Engineering......................................... 7 3.7 Adressvergabe .................................... 8 3.8 Die GSD-Datei .................................... 8 3.9 Der Gerätetausch ................................ 8

4. Verteilte Automatisierung mit PROFINET CBA ......................................................... 9

4.1 Komponenten-Modell ........................... 9 4.2 PROFINET CBA-Engineering............... 9 4.3 Komponentenerzeugung .................... 10 4.4 Komponentenverschaltung................. 10 4.5 Download der Verschaltungsinformation10

5. Netzwerk-Installation............................. 11 5.1 Netztopologien .................................. 11 5.2 PROFINET-Verkabelung.................... 11 5.3 Steckverbinder .................................. 12 5.4 Switches........................................... 13 5.5 Industrial Wireless ............................. 13

6. IT-Integration..........................................14 6.1 Netzwerk-Management.......................14 6.2 Web-Dienste......................................14 6.3 OPC und PROFINET..........................15

7. Security..................................................16 7.1 Arten der Bedrohung..........................16 7.2 PROFINET Security Konzept .............16

8. PROFINET und MES ...............................18 8.1 Operationen bei MES .........................18 8.2 Maintenance State .............................18 8.3 Identifikation ......................................18

9. Applikationsprofile.................................19 9.1 PROFIsafe für PROFINET..................19 9.2 PROFIdrive für PROFINET.................20 9.3 PROFINET-Profil für Geräte der

Prozessautomation (PA).....................21 9.4 Communication Function Blocks .........21 9.5 Weitere Profile ...................................21

10. Feldbus-Integration ................................22 10.1 Integration in PROFINET IO................22 10.2 Integration in PROFINET CBA ............23

11. Implementierung von Geräten................24 11.1 Implementierung von PROFINET IO....24 11.2 Implementierung von PROFINET CBA 25

12. Zertifizierung und Tools.........................26 12.1 Ablauf einer Zertifizierung ...................26 12.2 Zertifikatserteilung..............................26 12.3 Tools.................................................26

13. PI – Die Organisation .............................27 13.1 Aufgaben...........................................27 13.2 Organisation der Technologie-

Entwicklung .......................................27 13.3 Technischer Support ..........................27 13.4 Dokumentation...................................28 13.5 Website.............................................28

14. Glossar...................................................29

PROFINET Technologie und Anwendung, Version April 2006 1

1. PROFINET im Überblick

PROFINET ist der innovative und offene Standard für die Realisie-rung durchgängiger Automatisie-rungslösungen auf Basis von In-dustrial Ethernet. Mit PROFINET können einfache dezentrale Feld-geräte sowie zeitkritische Anwen-dungen genauso in die Ethernet-Kommunikation eingebunden wer-den, wie verteilte Automatisie-rungssysteme auf Basis von Auto-matisierungs-Komponenten.

1.1 Dezentrale Feldgeräte (PROFINET IO)

Dezentrale Feldgeräte werden durch PROFINET IO in die Kom-munikation eingebunden. Dabei wird die gewohnte I/O-Sicht von PROFIBUS beibehalten, bei der die Feldgeräte ihre Peripherie-Daten zyklisch in das Prozess-Abbild der Steuerung übertragen.

PROFINET IO beschreibt ein Gerä-temodell, das sich an den Grund-zügen von PROFIBUS orientiert und aus Steckplätzen (Slots) und Gruppen von I/O-Kanälen (Subs-lots) besteht. Die technischen Ei-genschaften der Feldgeräte sind durch eine sogenannte GSD (Ge-neral Station Description) auf XML-Basis beschrieben.

Das Engineering von PROFINET IO erfolgt genauso wie es System-integratoren von PROFIBUS seit Jahren gewohnt sind. Dabei wer-den die dezentralen Feldgeräte bei der Projektierung einer bzw. meh-reren Steuerungen zugeordnet.

1.2 Verteilte Automatisierung (PROFINET CBA)

Das PROFINET-Komponenten-Modell kommt in verteilten Automa-tisierungsanlagen zum Tragen. Es ist ideal für intelligente Feld- und Automatisierungsgeräte mit pro-grammierbarer Funktionalität ge-eignet.

Das Komponenten-Modell be-schreibt autonom agierende Teil-einheiten von Maschinen bzw. An-lagen als technologische Module. Ein auf Basis der technologischen Module konzipiertes verteiltes Au-tomatisierungssystem vereinfacht

die Modularisierung von Anlagen und Maschinen und damit deren Wiederverwendbarkeit erheblich. Dadurch lassen sich Engineering-Kosten entscheidend senken.

PROFINET auf Basis eines Kom-ponenten-Modells wird durch eine PCD (PROFINET Component Description) beschrieben. Sie ist XML-basiert und lässt sich entwe-der durch den Component Genera-tor eines Hersteller spezifischen Projektierungstools oder durch den frei verfügbaren PROFINET Com-ponent Editor erzeugen.

Das Engineering von verteilten Au-tomatisierungsanlagen unterschei-det zwischen der Programmierung der Steuerungslogik der einzelnen technologischen Module (Hersteller spezifische Projektierungstools) und der herstellerneutralen Projek-tierung der Gesamtanlage bei der die Kommunikationsbeziehungen

zwischen den technologischen Modulen festgelegt werden.

1.3 Kommunikation

Die Kommunikation bei PROFINET beinhaltet unterschiedliche Leis-tungsstufen:

• Die nicht zeitkritische Übertra-gung von Parametern, Konfi-gurationsdaten und Verschal-tungsinformationen erfolgt bei PROFINET über den Stan-dardkanal auf Basis von TCP bzw. UDP und IP. Damit sind die Voraussetzungen für die Anbindung der Automatisie-rungsebene zu anderen Net-zen (MES, ERP) geschaffen.

• Für die Übertragung von zeit-kritischen Prozess-Daten in-nerhalb der Produktionsanlage steht Real-Time (RT) zur Ver-

Mechanical

Control software

Intelligent field device

FillingMechanical

Control software

Intelligent field device

FillingFillingFillingFilling

Abbildung 1.2: Mechanik, Elektrik/Elektronik und Software werden beim Kompo-nenten-Modell zu technologischen Modulen zusammengefasst.

Fill

WEBServices

Fill

Real TimeIRT

PROFINET CBA PROFINET IO

DistributedAutomation

WEBServices

Distributed I/O

NRT

FillFill

WEBServices

FillFill

Real TimeIRT

PROFINET CBA PROFINET IO

DistributedAutomation

WEBServices

Distributed I/O

NRT

Abbildung 1.1: Möglichkeiten der Kommunikation bei PROFINET

2 PROFINET Technologie und Anwendung, Version April 2006

fügung. Für besonders an-spruchsvolle Aufgaben steht die Hardware unterstützte Echtzeitkommunikation Isoch-ronous Real-Time (IRT) zur Verfügung – beispielsweise für Motion Control Applikationen und High Performance An-wendungen in der Factory Au-tomation.

1.4 Netzwerk-Installation

Netzwerk-Installationen bei PRO-FINET orientieren sich an den spe-zifischen Anforderungen der Ether-net-Netzwerke im industriellen Um-feld. Sie geben dem Geräteherstel-ler eindeutige Vorgaben der Gerä-teschnittstellen und deren Verkabe-lung. Dem Anlagenbauer und -betreiber gibt das Dokument "In-stallation Guideline PROFINET" erprobte Regeln für die Installation von Ethernet-Netzwerken.

1.5 IT-Integration

Das Netzwerkmanagement um-fasst Funktionen zur Administration von PROFINET-Geräten und Swit-ches in Ethernet-Netzwerken. Dazu gehören die Geräte- und Netzkon-figuration sowie die Netzwerk-Diagnose (z.B. SNMP).

Bei der Web-Integration nutzt PROFINET die Ethernet-Basis-Technologien und ermöglicht den Zugriff auf eine PROFINET-Kom-ponente mittels Standard-Techno-logien aus dem Internet-Bereich.

Um eine offene Verbindung von PROFINET zu den anderen Sys-temwelten zu erhalten, kann der Standard OPC verwendet werden.

1.6 Security

Da bestehende Security-Konzepte aus dem Büro-Bereich den beson-deren Anforderungen im Automati-sierungsumfeld kaum Rechnung tragen, war es nötig, Security-Konzepte für die Automatisierungs-technik zu entwickeln.

Das PROFINET Security-Konzept trägt dem höheren Bedarf an Netzwerk-Sicherheit in Ethernet-basierten Automatisierungssyste-men Rechnung. Dieses Konzept beinhaltet die Zugriffskontrolle, Da-tenverschlüsselung, Authentifi-zierung sowie Logging von sicher-heitsrelevanten Ereignissen.

1.7 Safety

PROFIsafe definiert, wie sicher-heitsgerichtete Geräte (Not-Aus-Taster, Lichtgitter, Überfüllsiche-rungen,...) miteinander über ein Netzwerk mit Sicherheitssteuerun-gen sicher kommunizieren. Damit können diese Feldgeräte in sicher-heitsgerichteten Automatisierungs-Aufgaben bis KAT4 nach EN954, AK6 oder SIL3 (Safety Integrity Le-vel) eingesetzt werden. Das PRO-FIsafe-Profil realisiert die sichere Kommunikation mit Standard PRO-FINET IO Kommunikations-Mecha-nismen. Die Interpretation der Pro-zess-Daten ist im Profil definiert.

1.8 Antriebstechnik und Mo-tion Control mit PROFI-drive

Das Antriebsprofil PROFIdrive be-schreibt die Antriebsschnittstelle aus Sicht der Steuerungsapplikati-on sowie deren Abbildung auf die Kommunikationssysteme PROFI-BUS und PROFINET.

Das PROFIdrive-Profil deckt Appli-kations-Szenarien vom einfachen Frequenzumrichter bis hin zum hochdynamischen Servoantrieb ab. Die skalierbare Funktionalität wur-de in sechs Applikationsklassen untergliedert.

1.9 Feldbusintegration

PROFINET bietet ein Modell zur Einbindung von existierenden Feld-bussen wie PROFIBUS DP, PRO-FIBUS PA, AS-Interface und IN-TERBUS. Damit lassen sich belie-bige Mischsysteme aus Feldbus- und Ethernet-basierten Teilsyste-men aufbauen. So wird ein kontinu-ierlicher Technologie-Übergang von Feldbus-basierten Systemen zu PROFINET möglich.

Die hohe Zahl der bestehenden Feldbus-Systeme erfordert aus Gründen des Investitions-Schutzes eine einfache Einbindung dieser Systeme in PROFINET.

Diese Integration erfolgt dabei über sogenannte Proxies (Stellvertreter). Ein Proxy ist ein Gerät, das einen unterlagerten Feldbus mit PROFI-NET verbindet.

Mit dem Proxy-Konzept lässt sich für den Gerätehersteller, den Anla-gen-/Maschinenbauer und den Endanwender ein hohes Maß an Investitionsschutz erzielen.

1.10 Implementierung und Zertifizierung

Damit PROFINET-Geräte unter-schiedlicher Typen und Hersteller miteinander fehlerfrei kommunizie-ren können, ist eine normkonforme Implementierung des Kommunika-tionsprotokolls und gegebenenfalls der Anwendungsprofile durch die Gerätehersteller erforderlich.

Zum Nachweis der Qualität von PROFINET-Produkten steht ein Zertifizierungsverfahren zur Verfü-gung. Ein PROFINET-Zertifikat be-scheinigt das normkonforme Ver-halten nach IEC 61158 innerhalb eines PROFINET-Netzwerkes.


2. PROFINET Kommu-nikation

PROFINET verwendet Ethernet sowie TCP, UDP und IP als Basis für die Kommunikation. TCP/IP ist bei den Kommunikationsprotokol-len in der IT-Landschaft ein De-facto-Standard. Für die Interopera-bilität genügt es allerdings nicht, auf den Feldgeräten einen gemein-samen Kommunikationskanal auf Basis TCP, UDP und IP zu etablie-ren, denn diese Standards stellen nur die Grundlage für den Daten-austausch dar. Es werden deshalb zusätzliche Protokolle und Festle-gungen oberhalb von TCP bzw. UDP benötigt, die so genannten Applikationsprotokolle, die für Inte-roperabilität der Anwendungen sorgen. Die Interoperabilität der Anwendungen zwischen den Feld-geräten ist nur dann gewährleistet, wenn das gleiche Applikationspro-tokoll verwendet wird. Typische Applikationsprotokolle sind z.B. SMTP (E-Mail), FTP (Dateitransfer) oder HTTP (Internet).

Die verschiedenen Anwendungs-bereiche in der industriellen Auto-matisierung erfordern ein weites Leistungsspektrum hinsichtlich Kommunikation. Es reicht von nicht zeitkritisch über Real-Time bis hin zu taktsynchron.

Für nicht zeitkritische Vorgänge nutzt PROFINET TCP/IP bzw. UDP/IP. In industriellen Anwen-dungen reicht das meistens nicht aus. Hier werden deutlich höhere Anforderungen an Datendurchsatz und Taktsynchronität gestellt. Der auf Geschwindigkeit optimierte Da-tenaustausch wird als Real-Time-Kommunikation (RT), der taktsyn-chrone als Isochronous Real-Time (IRT) bezeichnet.

PROFINET bietet eine skalierbare Datenkommunikation an. Es kann

die weltweit etablierten Standard-IT-Dienste genauso nutzen wie ei-ne auf Schnelligkeit optimierte Kommunikation. Die koexistente Nutzung der Echtzeit- und der TCP/IP-basierten Kommunikation zwischen PROFINET-Feldgeräten kann über dieselbe Busleitung zur gleichen Zeit erfolgen.

In den folgenden Ausführungen werden die Grundmechanismen der TCP/IP- und RT-Kommuni-kation für PROFINET CBA und PROFINET IO erklärt.

2.1 TCP/IP und UDP/IP Kom-munikation

Für nicht zeitkritische Vorgänge nutzt PROFINET für die Kommu-nikation die Standard-Ethernet-Mechanismen mittels TCP/IP bzw. UDP/IP gemäß des internationalen Standards IEEE 802.3.

PROFINET-Geräte werden, wie bei Standard Ethernet auch, über eine MAC- und eine IP-Adresse adres-siert. Unterschiedliche Netzwerke erkennt PROFINET bei der TCP/IP und UDP/IP-Kommunikation an-hand der IP-Adresse. Innerhalb ei-

nes Netzwerks ist die MAC-Adresse ein eindeutiges Kriterium für die Adressierung des Zielgerä-tes. Der Anschluss von PROFI-NET-Feldgeräten an die IT-Welt ist ohne Einschränkungen möglich. Voraussetzung hierfür ist, dass die entsprechenden Dienste wie z.B. File-Transfer in dem jeweiligen Feldgerät implementiert sind. Dies kann Hersteller spezifisch differie-ren.

Die Merkmale von TCP/IP und UDP/IP sind:

• Erkennen von Frame-Verlus-ten durch Quittierungsmecha-nismen

• Wiederholung von Sende-Frames, wenn die Quittung ausbleibt

• Flusskontrolle, d.h. der Emp-fänger kann die Sendefre-quenz eines Senders steuern. Damit ist sichergestellt, dass der Sender erst dann wieder ein Frame sendet, wenn das vorherige quittiert wurde.

Jedes PROFINET-Feldgerät muss die Datenkommunikation über UDP/IP unterstützen.

IT Services

Real Time

<1ms10ms100ms

Process Automation

Factory Automation

Motion Control

TCP/IP

Process Data

NRT RT IRT

IT Services

Real Time

<1ms10ms100ms

IT Services

Real-Time

<1ms10ms100ms

IT Services

<1ms10ms100ms

Process Automation

Factory Automation

Motion Control

TCP/IP

Process Data

NRT RT IRT

IT Services

Real Time

<1ms10ms100ms

IT Services

Real Time

<1ms10ms100ms

Process Automation

Factory Automation

Motion Control

TCP/IP

Process Data

NRT RT IRT

IT Services

Real Time

<1ms10ms100ms

IT Services

Real-Time

<1ms10ms100ms

IT Services

<1ms10ms100ms

Process Automation

Factory Automation

Motion Control

TCP/IP

Process Data

NRT RT IRT

Abbildung 2.1: Die skalierbare PROFINET- Kommunikation für alle Anwendungs-bereiche

TCP TCP garantiert eine fehlerfreie, sequenzgerechte und vollständige Übermittlung der Daten vom Sender zum Empfänger. TCP ist verbin-dungsorientiert, d. h. zwei Stationen bauen vor einer Übermittlung der Daten eine Verbindung auf, die nach der Übermittlung wieder getrennt wird. TCP besitzt Mechanismen zur ständigen Überwachung der aufge-bauten Verbindung.

UDP UDP garantiert wie TCP eine fehlerfreie und vollständige Übermittlung von Daten vom Sender zum Empfänger. UDP ist im Gegensatz zu TCP aber verbindungslos, d.h. jedes Datenpaket wird als Einzelsendung be-handelt und es gibt keine Transportquittung. Durch Wegfall von Time-Out-Überwachung und Verbindungsaufbau und -abbau ist UDP für zeit-kritische Anwendungen besser geeignet als TCP. Die bei TCP implizite Datenblockung und Kommunikationsüberwachung kann bei UDP auf Applikationsebene z.B. über RPC (Remote Procedure Call) erfolgen.

Ethernet Ethernet ist in IEEE 802.3 stan-dardisiert. Festgelegt sind dort u.a. Zugriffstechnik, Übertragungs-verfahren und -medien für Ether-net (10 Mb/s), für Fast Ethernet (100 Mb/s) und für Gigabit-Ether-net (1Gb/s). Bei PROFINET wird das Fast Ethernet verwendet.

Mit Fast Ethernet wurde der Full-Duplex Betrieb und das Switching eingeführt und standardisiert.


2.2 Real-Time-Kommunikation (RT)

Eine Datenkommunikation über den TCP/IP- bzw. UDP/IP-Kanal ist mit vielen Verwaltungs- und Kon-trollinformationen für die Adressie-rung und Fluss-Steuerung ausge-stattet, die den Datenverkehr ver-langsamen. Um die Echtzeit-Fähig-keit für den zyklischen Datenaus-tausch zu gewährleisten, verzichtet PROFINET bei der RT-Kommuni-kation teilweise auf die IP-Adres-sierung und die Fluss-Steuerung über TCP und UDP. Hierfür eignen sich die Kommunikationsmecha-nismen von Ethernet (Schicht 2 des ISO/OSI-Modells) sehr gut. Die RT-Kommunikation findet parallel zur TCP/IP und UDP/IP-Kommuni-kation statt.

Die RT-Kommunikation von PRO-FINET bietet folgende Möglichkei-ten:

• RT-Kommunikation innerhalb eines Netzwerkes: Bei dieser Kommunikation sind keine Ad-ressierungsinformationen über das Zielnetzwerk notwendig. Die Verwaltungsinformationen von TCP/IP bzw. UDP/IP ent-fallen. Die RT-Frames werden bereits beim Empfang anhand des Ethertypes (0x8892) iden-tifiziert und im RT-Kanal verar-beitet. Damit sind Buszyklen im einstelligen Millisekunden-Bereich erzielbar.

• RT-Kommunikation zwischen Netzwerken: In einigen Netz-werken oder bei Anlagenerwei-terungen ist es notwendig, Da-ten über Netzwerkgrenzen hin-weg auszutauschen. Eine sol-che Netzwerk übergreifende Kommunikation benötigt Ad-ressierungsinformationen über das Zielnetzwerk (IP-Adresse). Für diesen Einsatzfall steht ´RT over UDP´ zur Verfügung.

• Datenquerverkehr mit RT: Für die zyklische Datenübertra-gung an mehrere Teilnehmer wurde der direkte Datenver-kehr zwischen IO-Devices auf Basis eines Ethernet Mulitcast definiert. Netzwerk übergrei-fende MCR-Daten folgen dem Datenaustausch mit ´RT over UDP´.

Priorisierung des Datenver-kehrs Die Real-Time-Kommunikation nutzt für die bevorzugte Weiterlei-tung der RT-Frames den VLAN-Tag nach IEEE802.1Q. Damit kön-nen 7 Prioritätsstufen vorgegeben werden.

Die TCP/IP UND UDP/IP- und RT-Kommunikation sind mit jedem handelsüblichen Ethernet-Control-ler realisierbar.

2.3 Isochronous Real-Time-Kommunikation (IRT)

Für besonders anspruchsvolle Auf-gaben steht die Hardware unter-stützte Echtzeitkommunikation Iso-chronous Real-Time (IRT) zur Ver-fügung – beispielsweise für Motion Control Applikationen und High Performance Anwendungen in der Factory Automation.

Die IRT-Kommunikation basiert auf folgenden Voraussetzungen:

• Die Kommunikation läuft aus-schließlich innerhalb eines Netzwerk-Segments ab.

• Die Aufteilung des Buszyklus erfolgt in eine IRT-Phase („red interval“) und eine nachfolgen-de nicht-isochrone Phase („green interval“, siehe Abbil-dung 2.2).

• Für IRT muss eine Zeitsyn-chronisation unterstützt wer-den. Hierfür ist bei PROFINET das PTCP-Protocol nach IEC 61158 implementiert. Die Ge-nauigkeit der Zeitsynchronisa-tion hängt von der Applikation ab und liegt in der Regel bei <1 µs.

Für die IRT-Kommunikation sind spezielle Hardware-Vorkehrungen

in Form von ASICs mit integrierter Switch-Funktionalität und Zyklus-Synchronisation erforderlich. Die Sende-Intervalle der Feldgeräte können durch den Anwender flexi-bel gestaltet werden. Die jeweiligen Übergänge zwischen den Interval-len werden von der Hardware überwacht. Der Übergang zwi-schen dem „green interval“ und dem „red interval“ wird als „orange interval“ bezeichnet. In diesem In-tervall entscheidet der ASIC, ob ein zu sendendes TCP/IP UND UDP/IP-Frame noch weiter geleitet werden kann, ohne dass der Be-ginn des nächsten „red interval“ verzögert wird.

Wird IRT-Kommunikation in einer Anlage benötigt, muss die Bus-bandbreite beim Engineering in ei-nen IRT-Teil und einen TCP/IP, UDP/IP incl. RT-Teil aufgeteilt wer-den.

Abbildung 2.2: Die IRT-Kommunikation findet in einem speziell dafür ausgewiese-nen IRT-Kanal statt.

IP Die Datenübertragung mit dem Internet Protokoll (IP) stellt eine nicht gesicherte Paket-Übermit-tlung (Datagramme) zwischen einer IP-Source und einer IP-Destination dar. Datagramme können infolge von Störungen auf dem Übertragungskanal oder Überlastungen des Netz-werkes verloren gehen, sie kön-nen mehrfach ankommen oder in einer anderen Reihenfolge ein-treffen, als sie gesendet wurden. Man darf aber davon ausgehen, dass ein eintreffendes Data-gramm korrekt ist. Durch die 32-Bit-Prüfsumme des Ethernet-Pakets können Fehler im Paket mit einer sehr hohen Wahr-scheinlichkeit erkannt werden.


3. Dezentrale Feldgerä-te mit PROFINET IO

In einer Automatisierungsanlage ist der direkte Anschluss von dezen-tral angeordneten Feldgeräten an Ethernet mit PROFINET IO reali-siert. Diese Feldgeräte können so-wohl digitale/analoge Ein-/und Ausgangssignale bedienen, als auch vorverarbeitende Funktionali-tät übernehmen. Im Vordergrund steht bei PROFINET IO die auf Performance getrimmte Datenüber-tragung mit einfachen Kommunika-tionsmitteln. Aufgrund der langjäh-rigen Erfahrungen und des Investi-tionsschutzes wurde die Anwen-dersicht aus dem PROFIBUS-Konzept übernommen. Im Wesent-lichen gehört dazu:

• der Einsatz der bei PROFIBUS verwendeten Peripherie-Bau-gruppen,

• die Vorgehensweise beim An-lagen-Engineering und

• die Programmierung der Feld-geräte.

Im Bereich des Datenaustauschs wurden aufgrund von Anwender-forderungen einige Erweiterungen notwendig. Diese sind:

• Priorisierung des Datenaus-tauschs von unterschiedlichen Feldgeräten

• Zugriff von mehreren Steue-rungen auf das selbe Feldgerät

• Beschreibung von mehreren Feldgeräte-Varianten in einer GSD-Datei

• Erweiterung des PROFIBUS DP-Gerätemodells

3.1 Geräte-Rollen

PROFINET IO unterscheidet, wie PROFIBUS DP auch, zwischen verschiedenen Geräte-Rollen, wo-bei ein Gerät auch mehrere Gerä-te-Rollen beinhalten kann.

IO-Controller Ein PROFINET IO-Controller (IO-Controller) hat die Kontrolle über den auf ein oder mehrere Feldge-räte verteilten Prozess. Bei ihm laufen die Prozess-Daten und Alarme ein und werden im Anwen-derprogramm verarbeitet. In Auto-matisierungsanlagen ist ein IO-Controller normalerweise eine

Speicher-Programmierbare-Steue-rung (SPS), ein DCS-System oder ein PC. Das Einrichten der Kom-munikationswege erfolgt von ihm im System-Hochlauf.

IO-Supervisor Ein PROFINET IO-Supervisor (IO-Supervisor) ist beispielsweise eine Engineering-Station in einer Anla-ge, die für Inbetriebnahmezwecke einen temporären Zugriff auf die Feldgeräte besitzen kann.

IO-Device Das PROFINET IO-Device (IO-Device) ist ein dezentral ange-schlossenes, prozessnahes Feld-gerät. Es erwartet die Konfiguration von einem IO-Controller/Supervisor und überträgt seine Prozess-Daten zyklisch an den IO-Controller. Ein IO-Device kann Kommunikations-verbindungen gleichzeitig zu meh-reren IO-Controllern und IO-Super-visors aufrechterhalten.

PROFINET IO folgt beim Daten-austausch dem Provider-Consu-mer-Modell. Der Provider stellt die Daten zur Verfügung und der Con-

sumer verarbeitet sie.

3.2 Das Gerätemodell

Feldgeräte haben die Aufgabe, Prozess-Signale in einer Automati-sierungs-Anlage zu erfassen oder auszugeben. Dazu benötigen sie mehr oder weniger Intelligenz, die in Form einer vom Hersteller integ-rierten Funktionalität entweder fest hinterlegt ist oder projektiert wer-den kann. Feldgeräte gibt es des-halb in folgenden Ausführungen:

• Kompaktgeräte sind Feldgerä-te mit festem, nicht veränder-barem Ausbaugrad zum Aus-tausch der Prozess-Daten.

• Modulare Geräte sind Feldge-räte, deren Ausbaugrad wäh-rend der Anlagen-Projektie-rung festgelegt wird.

Die PROFINET IO-Applikations-schicht beschreibt modulare und kompakte Geräte, bei denen die beschriebnen Module über physi-kalische Slots abgebildet werden.

Ethernet

§§Nutzdaten§ Alarme


§ Diagnose§Status/Steuern§

§ Diagnose§Status/Steuern§Parametrierung

der Prozesssignaleder Prozesssignale

Ethernet

e.g. PLCIO-Controller

Programming device / PCIO-Supervisor


•Configuration•Production data•Alarms


•Diagnosis•Status/Control•Parameterization

der ProzesssignaleRead and write

IO data Field Device

IO-Device

CommissioningPlant diagnosis Application program with

access to process signalsvia PLC process image

Ethernet




§ Diagnose§Status/Steuern§Parametrierung

der Prozesssignaleder Prozesssignale

Ethernet

e.g. PLCIO-Controller

Programming device / PCIO-Supervisor


•Configuration•Production data•Alarms


•Diagnosis•Status/Control•Parameterization

der ProzesssignaleRead and write

IO data Field Device

IO-Device

CommissioningPlant diagnosis Application program with

access to process signalsvia PLC process image

Abbildung 3.1: Die Kommunikationswege bei PROFINET IO zwischen den un-terschiedlichen Geräterollen

IO-Controller IO-Supervisor

Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

Diagnose

I/O Data

Alarms

Record Data

API = 0

Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

API = 2

Data

Record Data

API = x

PROFINET IO API = 0

Slot 0 Slot 1 Slot 2 Slot 3

IO-Device


Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

Diagnose

I/O Data

Alarms

Record Data

API = 0

Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

API = 2

Data

Record Data

API = x

PROFINET IO API = 0



ContextI/O-DataAlarmsRecord Data

Diagnose I/O DataAlarmsRecord DataAPI = 0

ContextI/O-DataAlarmsRecord DataAPI = 2

DataRecord Data

API = x

PROFINET IOAPI = 0



Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

Diagnose

I/O Data

Alarms

Record Data

API = 0

Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

API = 2

Data

Record Data

API = x

PROFINET IO API = 0



Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

Diagnose

I/O Data

Alarms

Record Data

API = 0

Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

API = 2

Data

Record Data

API = x

PROFINET IO API = 0


IO-Device


Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

Diagnose

I/O Data

Alarms

Record Data

API = 0

Context

I/O-Data

Alarms

Record Data

API = 2

Data

Record Data

API = x

PROFINET IO API = 0



ContextI/O-DataAlarmsRecord Data

Diagnose I/O DataAlarmsRecord DataAPI = 0

ContextI/O-DataAlarmsRecord DataAPI = 2

DataRecord Data

API = x

PROFINET IOAPI = 0


PROFINET IOAPI = 0

Slot 0 Slot 1 Slot 2 Slot 3Abbildung 3.2: Das Gerätemodell von PROFINET IO


Ein Slot kann ein oder mehrere Subslots beinhalten und diese können wiederum 1 bis n Kanäle besitzen, wobei die Struktur der Ein/Ausgänge auf diese Kanäle abgebildet und vom Geräteherstel-ler vorgegeben ist.

Slot Ein Slot kennzeichnet den physika-lischen Steckplatz einer Peripherie-Baugruppe (Modul) in einem IO-Device. In den unterschiedlichen Slots sind die Subslots angeordnet, die die Daten für den zyklischen Datenaustausch enthalten. Feldge-rätehersteller bestimmen dabei den Ausbaugrad eines Moduls. Die technischen Daten sind in der GSD-Datei definiert.

Subslot Bei PROFINET IO wurde eine zu-sätzliche Adressierungsebene ein-geführt, der Subslot. Jeder Slot muss mindestens einen Subslot besitzen, der wiederum 1…n Kanä-le enthält. Damit können z.B. zu-sammen gehörende Kanalgruppen modelliert werden. Die Definition erfolgt vom Hersteller in der GSD-Datei.

Index Der Index spezifiziert die Daten, die azyklisch – jeweils auf einen Subslot bezogen – gelesen oder geschrieben werden.

Bei der Definition eines Slots und seiner Subslots legt der Hersteller die erlaubten Zugriffsmöglichkeiten fest. Slots und Subslots können auf unterschiedliche IO-Controller auf-geteilt werden, wobei jeder Subslot nur einem IO-Controller für Ausga-ben an den Prozess und Alarme zugeordnet ist. Lesende Zugriffe von Eingängen sind von mehreren IO-Controllern erlaubt.

Zur einfachen Integration von Ap-plikationsprofilen (z.B. PROFIdrive) stellt PROFINET IO spezielle Adressierungs-Elemente zur Ver-fügung, die sog. API (Application Programmers Interface). Damit be-steht die Möglichkeit, durch unter-schiedliche APIs in einem Gerät gleichzeitig mehrere Applikations-profile zu unterstützen.

3.3 Der Anwenderprozess

Um zyklische und azyklische Daten zwischen einem IO-Controller/Su-pervisor und einem IO-Device aus-tauschen zu können, muss ein IO-

Controller die erforderlichen Kom-munikationswege im System-Hoch-lauf aufbauen. Hierzu richtet der IO-Controller eine Verbindung auf Basis der vom Engineering-System vorgegebenen Daten ein. Die Application Relation (AR entspricht der Verbindung) beinhaltet alle Daten, die zum Aufbau für diesen Datenaustausch benötigt werden. Sie kann flexibel gestaltet werden. Innerhalb einer AR sind ein oder mehrere APIs angegeben, die eine feinere Gliederung der Anwendung erlauben (siehe Abbildung 3.3). Eine AR kann mehrere Kommuni-kations-Beziehungen (Communica-tion Relations, CR) enthalten. Fol-gende CRs sind somit für jede API möglich:

• Ein oder mehrere IO-CRs (un-terschieden nach Input, Out-put, Querverkehr)

• Alarm-CR zur Weitergabe von Ereignissen

• Record-Data-CR zum Aus-tausch von azyklischen Daten-sätzen)

Ein IO-Controller/Supervisor kann eine AR zu einem oder mehreren IO-Devices aufbauen. Ein IO-De-vice kann mit mehreren IO-Con-

trollern Daten austauschen. Kon-kurrierende Schreibzugriffe auf dieselben Daten werden vom IO-Device abgewehrt.

3.4 Die Dienste von PROFI-NET IO

Zyklischer Datenaustausch Für den zyklischen Austausch der Prozess-Signale und der hochprio-ritären Alarme verwendet PROFI-NET IO den RT-Kanal. Für die Da-tenübertragung nutzt PROFINET IO nachfolgende Möglichkeiten:

• RT-Kommunikation innerhalb eines Netzwerkes: Bei dieser auf Performance ausgelegten Kommunikation wird der schnelle RT-Kanal, d.h. ohne Verwendung von UDP/IP, ver-wendet (Ethertype 0x8892).

• RT-Kommunikation zwischen Netzwerken: Hierfür werden zusätzlich zum schnellen RT-Kanal (Ethertype 0x8892) der Protokoll-Mechanismus über UDP/IP verwendet.

• IRT-Kommunikation für die de-terministische und taktsyn-chrone Datenübertragung.

Frame 1RR = 1

Frame 2RR = 2 Frame n Frame 1 Frame n Frame x

RR = 2 Frame 1 Frame 2

Send cycle e.g. 2 ms(Reduction Ratio * SendClockFactor)

Phase 1 = SendClockFactor * 31,25 µs Phase 2

… …

FrameSendOffset

Phase 1

Frame 1RR = 1

Frame 2RR = 2 Frame n Frame 1 Frame n Frame x

RR = 2 Frame 1 Frame 2

Send cycle e.g. 2 ms(Reduction Ratio * SendClockFactor)

Phase 1 = SendClockFactor * 31,25 µs Phase 2

… …

FrameSendOffset

Phase 1

Abbildung 3.4: Bei PROFINET IO können I/O-Daten in unterschiedlichen Buszyklen gesendet werden.

Abbildung 3.3: Bei PROFINET IO können die IO-Daten in unterschiedlichen Buszyk-len gesendet werden.


• Der Daten-Querverkehr (MCR =Multicast Communication Re-lation) basiert auf der RT- und IRT-Kommunikation und be-steht aus einem Provider, der die Daten am Bus veröffent-licht, und aus einem oder meh-reren Consumern, die die Da-ten verarbeiten.

Der Datenaustausch vom IO-De-vice an den IO-Controller erfolgt in einem vom IO-Controller paramet-rierten Raster. Den Aktualisie-rungszyklus vom IO-Controller zum IO-Device gibt der Projekteur im Engineering-Tool vor. Dadurch ist die gegenseitige Überwachung der Funktionsfähigkeit (Watchdog) ge-geben. Alle zyklischen Daten sind Subslot granular mit einem Status versehen, der die Gültigkeit der Daten angibt.

Im Unterschied zu PROFIBUS kann die Datenübertragung bei PROFINET IO hinsichtlich der Häu-figkeit optimiert werden, d.h. Daten können in unterschiedlichen Pha-sen übertragen werden (siehe Ab-bildung 3.4). Um das bewerkstelli-gen zu können, definiert PROFI-NET IO einen Untersetzungsfaktor (Reduction Ratio). Er bestimmt die Häufigkeit der Datenübertragung.

Azyklischer Datenaustausch (Record Daten) Das Lesen und Schreiben (Read/Write-Services) von Informa-tionen kann der Anwender azyk-lisch durchführen. Nachfolgende Dienste werden bei PROFINET IO azyklisch abgewickelt:

• Parametrieren der einzelnen Submodule im Systemhochlauf

• Auslesen von Diagnoseinfor-mationen

• Auslesen von Identifikations-Informationen gemäß den ´Identification and Maintenan-ce (I&M) Functions´

• Rücklesen von I/O-Daten

Welche Daten azyklisch zu lesen oder zu schreiben sind, ist bei der Adressierung durch den Index be-stimmt. Viele Dienste sind dabei standardisiert. Hersteller spezifisch kann dies durch zusätzliche Diens-te erweitert werden.

3.5 Alarme

PROFINET IO überträgt Ereignisse innerhalb eines Automatisierungs-prozesses als Alarme, die vom Anwendungsprozess zu quittieren sind. Sie decken sowohl System definierte Ereignisse (wie Ziehen und Stecken von Baugruppen) als auch Anwender definierte Ereignis-se (z.B. Lastspannung defekt) ab, die in der verwendeten Steue-rungstechnik erkannt wurden bzw. schon im Prozess auftraten (z.B. Kesseldruck zu hoch). Folgende Ereignisse werden dabei unter-schieden:

• Prozess-Alarme: Ereignisse, die aus dem Prozess kommen und an die Steuerung gemel-det werden

• Diagnose-Alarme: Ereignisse, die Fehlfunktionen eines Feld-gerätes anzeigen

• Maintenance-Alarme: Über-mittlung von Informationen um durch vorbeugende Wartungs-arbeiten den Ausfall eines Ge-rätes zu vermeiden

• Hersteller spezifische Diagno-sen

PROFINET definiert standardmä-ßig eine Reihe von Alarm-Ursachen, wie beispielsweise:

• Pull- und Plug-Alarme treten in Zusammenhang mit modularen IO-Devices auf, wenn ein Mo-dul gezogen bzw. gesteckt wird.

• Return-of-Submodule-Alarme sind dann anzuwenden, wenn ein IO-Device für ein bestimm-tes Input-Element wieder gülti-ge Daten liefert.

Alarme werden zur eindeutigen Identifizierung immer über einem Slot/Subslot gemeldet. Diagnose- und Prozess-Alarme kann der An-wender unterschiedlich priorisieren.

3.6 Engineering

Jedes PROFINET IO-Feldgerät ist durch eine Gerätebeschreibungs-Datei (GSD) beschrieben. Diese stellt der Hersteller zur Verfügung.

Beim Engineering passt der Projek-teur die zu projektierenden IO-Devices anhand der Inhalte in den GSD-Dateien an den realen Anla-genausbau an. Damit wird gleich-zeitig das IO-Device in die PROFI-NET Topologie eingebaut, entspre-chend parametriert und konfiguriert (Abbildung 3.5 (1)).

Nach Abschluss des Engineering-Prozesses lädt der Anwender die Daten für den Anlagenausbau in den IO-Controller (Abbildung 3.5 (2)). Der IO-Controller nimmt selb-ständig den Datenaustausch mit den IO-Devices auf (Abbildung 3.5 (3)).

Device manufacturerEthernet

GSD

1

2

3

Device manufacturerEthernet

GSD

11

22

33

Abbildung 3.5: Vom Engineering zum Datenaustausch


3.7 Adressvergabe

Die Adressierung der Feldgeräte erfolgt bei der IP-basierten Kom-munikation anhand einer IP-Adresse. Für die Adressvergabe nutzt PROFINET das Discovery and Configuration Protocol (DCP).

Im Auslieferzustand hat jedes Feldgerät u.a. eine MAC-Adresse und einen symbolischen Namen gespeichert. Diese Informationen reichen aus, um dem jeweiligen Feldgerät einen eindeutigen (zur Anlage passenden) Namen zu ge-ben. Die Adressvergabe erfolgt in zwei Schritten:

• 1. Vergabe eines eindeutigen Anlagen spezifischen Namens an das jeweilige Feldgerät.

• 2. Vergabe der IP-Adresse vom IO-Controller vor dem Systemhochlauf aufgrund des Anlagen spezifischen (eindeu-tigen) Namens.

Beide Schritte erfolgen über das bei PROFINET IO standardmäßig integrierte DCP-Protokoll.

3.8 Die GSD-Datei

Alle Feldgeräte sind in ihren tech-nischen und funktionellen Möglich-keiten in einer vom Feldgeräte-Hersteller zu liefernden GSD-Datei (General Station Description) be-schrieben. Diese ist XML-basiert und in der Sprache GSDML (Gene-ral Station Description Markup Language) geschrieben. Darin sind alle Daten enthalten, die für das Engineering und für den Datenaus-tausch vom IO-Controller benötigt werden. Dies sind zum Beispiel:

• Beschreibung der einzelnen Ein-/ und Ausgabebaugruppen,

• Möglichkeiten des Einsatzes der E/A-Module zu den Slots,

• Parameter, die zum korrekten Betreiben der Feldgeräte not-wendig sind,

• Diagnosen und deren Bedeu-tungen, die von einem Feldge-rät geliefert werden,

• Beschreibung von mehreren Geräten einer Familie in einer Datei.

Der Inhalt der GSD-Datei folgt dem Standard ISO 15745. In einer GSD-Datei für PROFINET IO kann eine gesamte Gerätefamilie (meh-rere Busanschaltungen und Peri-pherie-Module) beschrieben wer-den. Für jede, innerhalb der Gerä-tefamilie verfügbare Busanschal-tung (Device Access Point oder DAP) kann der Hersteller eine Rei-he von Peripherie-Modulen definie-ren. Die GSD-Datei ist mehrspra-chig ausgelegt.

Zur einfachen Identifikation eines Feldgerätes wurde für PROFINET IO eine Device Identifikation defi-niert. Diese besteht aus einer Fir-menkennung (Vendor_ID) und ei-ner Hersteller spezifischen Ken-nung (Device_ID). Die Vendor_ID ist für jede Firma eindeutig und wird vom PI Support Center einma-lig vergeben. Die Device_ID kann Hersteller spezifisch definiert wer-den.

PI stellt die für die Erstellung einer GSD-Datei notwendigen Schemata und die GSDML-Spezifikation zur Verfügung. Zum Validieren und Anschauen einer GSD-Datei gibt es einen GSD-Viewer.

3.9 Der Gerätetausch

Jedem IO-Device muss vor dem Systemhochlauf ein eindeutiger Name zugewiesen werden (siehe Adressvergabe). Damit kann ein IO-Device in das Bussystem auf-genommen werden.

Komfortable IO-Devices haben alle benötigten Informationen in einer austauschbaren Memory-Card ge-speichert. Beim Geräteaustausch ist dann nur dieses Modul auszu-tauschen.

MAC-Adresse und OUI (Organizationally Unique Identifier) Jedes PROFINET-Gerät wird anhand einer MAC-Adresse adressiert. Diese ist weltweit einmalig. Die Firmenkennung (Bits 47 ... 24) ist über das IEEE-Standards Department kostenpflichtig erhältlich. Dieser Teil wird als OUI (Organizationally Unique Identifier) bezeichnet.

PI bietet allen Geräteherstellern, die keinen eigenen OUI beantragen wollen, MAC-Adressen an, genauer gesagt, einen festgelegten OUI und den Hersteller spezifischen Teil (Bits 23 ... 0). Durch diesen Service können Firmen MAC-Adressen beim PI Support Center erwerben. Die Vergabe kann jeweils in 4 K-Bereichen erfolgen.

Die OUI von PI ist 00-0E-CF und ist, wie in der Tabelle dargestellt, auf-gebaut. Mit der OUI lassen sich bis zu 16.777.214 Produkte realisieren.

Bitwertigkeit 47 ... 24 Bitwertigkeit 23 ... 0

0 0 0 E C F X X X X X X

Firmenkennung à OUI Laufende Nummer


4. Verteilte Automatisie-rung mit PROFINET CBA

Mit PROFINET CBA ist ein zu-kunftsweisendes Konzept für die industrielle Automatisierung ent-standen, das die Anforderungen der Anlagenbauer und –betreiber nach einem Anlagen weiten und Hersteller übergreifenden Enginee-ring erfüllt. Die lückenlose Integra-tion von bestehenden Feldbus-Systemen und Ethernet ist ein wichtiger Aspekt für die geforderte Durchgängigkeit von der Enterpri-se-Ebene bis hin zur Feldebene.

Für PROFINET CBA steht ein leis-tungsfähiges Runtime-Modell zur Verfügung. Für die Implementie-rung des Runtime-Modells in Gerä-ten steht auf der Website www.profinet.com die betriebssys-tem-unabhängige PROFINET-Runtime-Source-Software zum Download zur Verfügung. Sie un-terstützt die gesamte PROFINET-Kommunikation und kann leicht in die PROFINET CBA-Geräte integ-riert werden.

4.1 Komponenten-Modell

Viele Automatisierungsanlagen können in mehrere autonome Teil-einheiten zerlegt werden. Diese werden bei PROFINET als techno-logische Module bezeichnet. Sie arbeiten autonom und koordinieren sich untereinander durch eine überschaubare Anzahl von Hands-hake-Signalen.

PROFINET CBA legt eine objekt-orientierte Modellierung der tech-

nologischen Module zugrunde. Auf der Basis des Objektmodells wer-den in PROFINET Maschinen und Anlagen in Form dieser technolo-gischen Module strukturiert. Die Funktionalität der technologischen Module wird in Form von einheitli-chen PROFINET-Komponenten gekapselt. Von außen sind die PROFINET-Komponenten über einheitlich definierte Interfaces zu-gänglich. Sie können somit beliebig verschaltet werden.

Ein so konzipiertes verteiltes Au-tomatisierungssystem ermöglicht die Modularisierung von Anlagen und Maschinen und damit die Wie-derverwendung von Anlagen- und Maschinenteilen. Dadurch werden Engineeringkosten erheblich ge-senkt.

Abbildung 4.1 zeigt den Weg von einem technologischen Modul zur PROFINET-Komponente, die sich in Form von Software im Feldgerät befindet.

4.2 PROFINET CBA-Engineering

Für eine Anwender freundliche Projektierung eines PROFINET-Systems wurde ein Hersteller übergreifendes Engineering-Kon-zept definiert. Es baut auf einem Engineering-Objektmodell auf, mit dem sich nicht nur Projektierungs-werkzeuge entwickeln lassen, wel-che die Komponenten unterschied-licher Hersteller verwenden kön-nen, sondern auch Hersteller- bzw. Anwender spezifische Funktions-erweiterungen festgelegt werden können. So lassen sich bei PRO-FINET durch die Trennung der Hersteller spezifischen Gerätekon-

figuration, -parametrierung und -programmierung von dem Herstel-ler unabhängigen und Anlagen wei-ten Engineering mit dem PROFI-NET-Engineering-Tool (Verschal-tungseditor) Produkte unterschied-licher Hersteller auf einfache Weise in eine Anlage integrieren und di-agnostizieren.

Die Einrichtung der Kommunikati-onsbeziehungen wird durch Ziehen von Linien zwischen den zu ver-schaltenden Komponenten herge-stellt. Dabei überprüft der Verschal-tungseditor die gewünschten Ver-schaltungen gleich auf Plausibilität. Der Austausch der Daten zwischen den PROFINET-Teilnehmern ist durch die projektierten Verschal-tungen sichergestellt. Die techni-schen Möglichkeiten eines PRO-FINET CBA-Gerätes sind in der XML-basierten Datei, der PROFI-NET Component Description (PCD), beschrieben.

Das Engineering-Modell unter-scheidet zwischen der Program-mierung der Steuerungslogik der einzelnen technologischen Module und der technologischen Projektie-rung der Gesamtanlage. Eine an-lagenweite Applikation wird dem-nach in drei Stufen gebildet:

• Erstellen von Komponenten,

• Einrichten der Verschaltungen,

• Download der Verschaltungs-information in die PROFINET-Geräte.

Abbildung 4.1: PROFINET-Komponenten repräsentieren einen autonomen Teil einer Automatisierungsanlage.


4.3 Komponentenerzeugung

Das Erzeugen der Komponenten (als Abbild der technologischen Module) erfolgt durch die Maschi-nen- oder Anlagenbauer. Die Pro-grammierung und Konfigurierung der einzelnen Geräte (intelligente Feldgeräte, Automatisierungsgerä-te) erfolgt wie bisher mit den jewei-ligen Hersteller spezifischen Tools. Anschließend wird die Anwender-software in Form einer PROFINET-Komponente gekapselt.

Die Gerätehersteller brauchen da-zu ihre Software-Tools lediglich um die neue Komponentenschnittstelle zu erweitern. Dabei wird die PCD mit vorgegebener Struktur erzeugt, deren Inhalte in PROFINET spezi-fiziert sind. Auf diese Weise kön-nen vorhandene Anwenderpro-gramme sowie das Know-how von Programmierern und Serviceper-sonal weiter verwendet werden.

4.4 Komponentenverschal-tung

Die erzeugten PROFINET-Kompo-nenten werden mit dem Verschal-tungseditor per Mausklick aus einer Bibliothek heraus zu einer Applika-tion verschaltet. Dieses Verschal-ten ersetzt die bisher aufwändige Programmierung der Kommunika-tionsbeziehungen durch einfaches grafisches Projektieren.

Das PROFINET-Engineering-Tool führt die einzelnen verteilten An-wendungen anlagenweit zusam-men. Es arbeitet Hersteller unab-hängig und verschaltet damit PROFINET-Komponenten beliebi-ger Hersteller. Der entscheidende Vorteil ist, dass die Kommunikation nicht mehr programmiert werden muss.

4.5 Download der Verschal-tungsinformation

Nach der Komponentenverschal-tung wird die Verschaltungsinfor-mation in die PROFINET-Geräte geladen. Damit kennt jede Kompo-nente alle Kommunikationspartner, Kommunikationsbeziehungen und die auszutauschenden Informatio-nen.

Der Aufbau der Kommunikations-verbindung zum Partner und der Datenaustausch erfolgen automa-tisch. Die Verschaltungsinformatio-nen werden in den jeweiligen Con-sumer geladen, der die Kommuni-kationsverbindung zu den beteilig-ten Partnergeräten selbständig aufbaut und überwacht.

Die PROFINET CBA-Kommunika-tion läuft auf Basis der TCP/IP, UDP/IP- bzw. RT-Mechanismen ab.

Abbildung 4.2: Der Download der Verschaltungsinformation zu PROFINET-Geräten erfolgt in den jeweiligen Consumer.


5. Netzwerk-Installation

Die internationale Norm ISO/IEC 11801 sowie ihr europäisches Äquivalent EN 50173 definieren ei-ne anwendungsneutrale, informati-onstechnische Standardvernetzung für einen Gebäudekomplex. Sie sind inhaltlich weitgehend iden-tisch. Beide Standards gehen von einer büroähnlichen Nutzung der Gebäude aus und erheben den Anspruch, anwendungsneutral zu sein.

Die spezifischen Anforderungen an Ethernet-Netzwerke im industriel-len Umfeld, wie

• anlagenspezifische Kabelfüh-rung,

• individueller Vernetzungsgrad für jede Maschine/Anlage,

• linienförmige Netzstrukturen,

• robuste Industrie gerechte Ka-bel und Steckverbinder mit be-sonderen Anforderungen an EMV, Temperatur, Feuchtig-keit, Staub und Vibration

finden in den beiden Standards keine Berücksichtigung. Das Do-kument "PROFINET Installation Guideline" definiert deshalb auf Basis grundlegender Festlegungen der IEC 11801 eine Industrie ge-rechte Verkabelung für Fast Ether-net.

5.1 Netztopologien

Netztopologien orientieren sich an den Erfordernissen der zu vernet-zenden Einrichtungen. Zu den häu-figsten gehören Stern-, Linien-, Baum- und Ringstrukturen. In der Praxis besteht eine Anlage aus ei-ner Mischform der unten einzeln betrachteten Strukturen. Sie lassen sich sowohl mit Kupferverkabelung als auch mit Lichtwellenleiter reali-sieren und für PROFINET nutzen.

Stern Kennzeichen der Sternstruktur ist ein zentraler Signalverteiler (Switch) mit Einzelverbindungen zu allen Endgeräten des Netzes. An-wendungen für sternförmige Netz-strukturen sind Bereiche mit hoher Gerätedichte bei geringen Längen-ausdehnungen, z.B. kleine Ferti-

gungszellen oder eine einzelne Produktionsmaschine.

Baum Die Baumtopologie entsteht aus der Verbindung mehrerer Sterne zu einem Netzwerk, ggf. unter Mi-schung von LWL und Twisted Pair Verkabelung. Sie findet Anwen-dung bei der Gliederung komplexer Anlagen in Teilanlagen.

Linie Realisiert werden kann die Linien-struktur durch einen Switch in der Nähe des anzuschließenden End-geräts oder durch einen in das Endgerät integrierten Switch.

Die Linienstruktur findet bevorzugt Anwendung in Anlagen mit weitläu-figer Struktur, z.B. Fördersysteme und zur Verbindung von Ferti-gungszellen.

Ring (Redundanz) Schließt man die Enden einer Linie durch eine zusätzliche Verbindung, ergibt sich eine Ringstruktur.

Ringtopologien werden in Anlagen mit erhöhten Verfügbarkeitsanfor-derungen zum Schutz vor Lei-tungsbruch oder Ausfall einer Netzkomponente eingesetzt.

5.2 PROFINET-Verkabelung

Industrie taugliche Kabel können extremer mechanischer Beanspru-chung ausgesetzt sein. Sie erfor-dern einen speziellen Aufbau. Die Installations-Richtlinie definiert un-terschiedliche Kabeltypen, die in ih-rem Spektrum optimal an die jewei-ligen Industrie-Randbedingungen angepasst sind. Durch ausreichen-de Systemreserven kann ohne

chemische Belastungen durchölige oder aggressive Atmosphären

kaum chemische Belastung

Gefahr mechanischer Beschädigungengeringe mechanische Gefährdung

hohe EMV-Belastunggeringe EMV-Belastung

vibrierende Maschinenkaum Erschütterungen

Feuchtigkeit möglich (IP65)keine Feuchtigkeit

extreme Temperaturen (von -20 bis +70°C)moderate Temperaturen (von 0 bis 50°C)

sehr hohe Netzverfügbarkeitmittlere Netzverfügbarkeit

kleine Datenpakete (Messwerte)große Datenpakete (z.B. Bilder)

häufig linienförmige Netzstrukturenund/ oder (redundante) Ringstrukturen

baumförmige Netzstrukturen

im Feld konfektionierbare Anschlüssevorkonfektionierte Geräteanschlusskabel

Anschlusspunkte werden selten verändertvariabler Geräteanschluss am Arbeitsplatz

anlagenspezifische KabelführungVerlegung in Zwischenböden

stark anlagenabhängige Verkabelung

Fertigungsbereich

feste Grundinstallation im Gebäude

Bürobereich

chemische Belastungen durchölige oder aggressive Atmosphären

kaum chemische Belastung

Gefahr mechanischer Beschädigungengeringe mechanische Gefährdung

hohe EMV-Belastunggeringe EMV-Belastung

vibrierende Maschinenkaum Erschütterungen

Feuchtigkeit möglich (IP65)keine Feuchtigkeit

extreme Temperaturen (von -20 bis +70°C)moderate Temperaturen (von 0 bis 50°C)

sehr hohe Netzverfügbarkeitmittlere Netzverfügbarkeit

kleine Datenpakete (Messwerte)große Datenpakete (z.B. Bilder)

häufig linienförmige Netzstrukturenund/ oder (redundante) Ringstrukturen

baumförmige Netzstrukturen

im Feld konfektionierbare Anschlüssevorkonfektionierte Geräteanschlusskabel

Anschlusspunkte werden selten verändertvariabler Geräteanschluss am Arbeitsplatz

anlagenspezifische KabelführungVerlegung in Zwischenböden

stark anlagenabhängige Verkabelung

Fertigungsbereich

feste Grundinstallation im Gebäude

Bürobereich

Tabelle 5.1: Die Unterschiede zwischen Büro- und Automatisierungstechnik sind bei PROFINET berücksichtigt.

FD

FD

BD

Building 2Building 1

BD = Building Distributor, FD = Floor Distributor

BD

FD

FD

FD

FD

BD

Building 2Building 1

BD = Building Distributor, FD = Floor Distributor

BD

FD

FD

Abbildung 5.1: Die Struktur vor Ethernet-Netzwerken im Bürobereich ist meist sternförmig


Einschränkung der Übertragungs-länge eine Industrie taugliche In-stallation erstellt werden.

In der Feldebene liegt eine ähnli-che Anforderung an die Verkabe-lung wie für PROFIBUS vor. Da ei-nige Teilnehmer neben Daten auch mit 24 Volt versorgt werden, bietet sich hier eine hybride Verkabe-lungsstruktur an. Hybridkabel ent-halten Leiter nicht nur für die Sig-nal-, sondern auch für die Energie-übertragung.

Lichtwellenleiter sind unempfindlich gegen elektromagnetische Beein-flussung und erlauben zum Teil größere Netzausdehnungen als symmetrische Kupferkabel.

PROFINET-Verkabelung mit symmetrischen Kupferkabeln Die Signalübertragung über sym-metrische Kupferkabel (Twisted Pair) erfolgt nach 100BASE TX mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 100 Mb/s (Fast-Ethernet). Als Übertragungsmedium sind zwei geschirmte Kupferkabelpaare defi-niert, die paarweise verdrillt sind (STP=Shielded Twisted Pair).

Es sind ausschließlich geschirmte Kabel und Verbindungselemente zugelassen. Die einzelnen Kompo-nenten müssen mindestens die An-forderung der Kategorie 5 entspre-chend IEC 11801 erfüllen. Die ge-samte Übertragungsstrecke muss den Anforderungen der Klasse D nach IEC 11801 genügen. Zusätz-lich besitzen PROFINET-Kabel ge-nerell einen Leiterquerschnitt von AWG 22, um durch minimale Dämpfung auch komplexe Verka-belungsstrukturen zu ermöglichen. Aus diesem Grund ermöglicht die-se Spezifikation der PROFINET-

Kabel die Nutzung eines Kompo-nentenansatzes, der besagt, dass bei Einhaltung einfacher Installati-onsregeln ein IEC 11801 konfor-mer Aufbau sichergestellt ist.

Lösbare Verbindungen werden mit Hilfe vom RJ45- bzw. M12-Steck-verbindungssystem hergestellt. Die Geräteanschlüsse sind als Buchse ausgeführt. Die Verbindungskabel (Geräteanschluss-, Rangierkabel) sind entsprechend beidseitig mit Steckern versehen, die mit der spezifizierten AWG 22 Leitung kon-fektioniert werden können.

Alle Geräte werden über eine akti-ve Netzkomponente angeschlos-sen. Netzkomponenten bei PRO-FINET sind Switches. Durch die Spezifikation der Netzkomponen-ten ist eine einfache Installation gewährleistet. Übertragungskabel sind beidseitig mit gleichen Steck-verbindern und in gleicher Bele-gung konfektioniert. Die maximale Segmentlänge beträgt 100m.

PROFINET-Verkabelung mit Lichtwellenleitern PROFINET kann mit Multimode- bzw. Singlemode-Lichtwellenleiter-strecken betrieben werden. Die Signalübertragung erfolgt über 2-faserige Lichtwellenleiter nach 100BASE-FX mit einer Übertra-gungsgeschwindigkeit von 100 Mb/s. Die optischen Schnittstellen entsprechen den Spezifikationen ISO/IEC 9314-3 (Multimode) bzw. ISO/IEC 9314-4 (Singlemode).

Für Anwendungen außerhalb des Schaltschranks muss der Außen-mantel die jeweiligen Anforderun-gen am Einsatzort (mechanisch, chemisch, thermisch) erfüllen.

Bei Multimode beträgt die Seg-mentlänge maximal 2km, bei Sin-glemode maximal 14km.

5.3 Steckverbinder

Ein wesentliches Kriterium für die industrielle Verwendbarkeit besteht in der Beherrschbarkeit der An-schlusstechnik vor Ort. Hierzu ste-hen Steckverbinder für M12 sowie für den RJ 45 zur Verfügung. Sie sind mit Standardwerkzeugen ein-fach vor Ort konfektionierbar.

Stecker für den Cu-Bereich Im Schaltschrankbereich wird für PROFINET der RJ45 in der IP20-Ausführung eingesetzt. Er ist steck-kompatibel zum Bürostecker. Steckverbinder außerhalb des Schaltschranks müssen den An-sprüchen der Industrie in besonde-rem Maße Rechnung tragen. Hier kommen die Typen RJ45 in IP65 oder IP67 oder der Typ M12 zum Einsatz.

Der RJ45 in IP65/IP67 befindet sich in einem robusten Gehäuse mit Push-Pull-Verriegelung. Spe-zielle Ausführungen erlauben einen Schutzgrad bis IP68.

Die für PROFINET spezifizierten RJ 45 Steckverbinder sind in der IEC 61076-3-106 die Varianten 14 und 5.

Bei den M12-Steckverbindern wird die geschirmte D-codierte Variante aus dem Entwurf der IEC 61076-2-101eingesetzt.

Abbildung 5.2: Die Ethernet-Netzwerke im industriellen Umfeld sind meist linienförmig

Abbildung 5.3: Beispiel für einen RJ45 Stecker in IP20

Abbildung 5.4: Beispiel für einen RJ45 Stecker in IP 67


Der hybride Steckverbinder wird dort eingesetzt, wo dezentrale Feldbaugruppen über einen kom-binierten Steckverbinder mit Daten und Versorgungsspannung ver-bunden werden. Es handelt sich um einen RJ45 in IP67 mit 2-paariger, geschirmter Datenleitung für die Kommunikation und 4 Cu-Leiter zur Spannungsversorgung. Auch hier ermöglicht der vollstän-dig berührungsgeschützte Steck-verbinder die Nutzung von beidsei-tig gleichen Steckverbindern, da durch den integrierten Berühr-schutz kein Stift-Buchsenwechsel notwendig ist.

Stecker für den LWL-Bereich Verbindungen im Lichtwellenleiter-bereich werden nach ISO/IEC 11801 vorzugsweise mit dem Duplex-SC-Steckverbinder-System ausgeführt. Es ist in IEC 60874-14 beschrieben.

Neueste Gerätegenerationen erhal-ten SC-RJ Anschlusstechnik nach EN 50377-6. Dieses Steckverbin-dersystem verbindet den Vorteil ei-nes kleineren Formfaktors mit der im Industrieumfeld benötigten Ro-bustheit des SC-Steckverbinders. Der SC-RJ-Steckverbinder kommt erstmalig bei der PROFINET-Ver-netzung mit optischen Plastikfasern zum Einsatz. Der robuste Stecker ist für die Feldkonfektionierung hervorragend geeignet. IP65/67-Ausführungen in einem Gehäuse mit Push-Pull-Verriegelung erlau-ben optische Anschlussstellen in rauer Industrieumgebung außer-halb eines Schaltschrankes.

5.4 Switches

PROFINET setzt als Netzkompo-nente Switches ein. Switches sind Geräte, die im Übertragungspfad zwischen den Endgeräten liegen, empfangene Signale regenerieren und gezielt weiterleiten. Sie dienen zur Strukturierung von Netzwerken. Die grundlegenden Festlegungen enthält die ISO/IEC 15802-3.

Für PROFINET geeignete Swit-ches sind für Fast-Ethernet (100Mb/s, IEEE 802.3u) und Full-Duplex-Übertragung ausgelegt. Im Full-Duplex-Betrieb empfängt und sendet ein Switch gleichzeitig Da-ten am selben Port. Bei Nutzung von Switches treten keine Kollisio-nen auf. Dadurch geht keine Band-breite durch das Ethernet-Kolli-sionsverfahren verloren. Die Netz-projektierung wird wesentlich ver-einfacht, da die Überprüfung der Streckenlängen innerhalb einer Kollisionsdomäne entfällt.

Um Kompatibilität zu Altanlagen oder einzelnen, älteren Endgeräten oder Hubs zu gewährleisten, wird 10BASE-TX (10 Mb/s, CSMA/CD) unterstützt. Weiterhin unterstützt ein PROFINET-Switch priorisierte Telegramme nach IEEE 802.1Q, standardisierte Diagnosewege und Auto Polarity Exchange, Autonego-tiation Mode und die Auto-Cross-Over-Funktion. Port-Mirroring für Diagnosezwecke ist optional.

Switches aus dem Office-Bereich können eingesetzt werden, wenn sie den industriellen Anforderungen genügen. Industrial Ethernet Swit-ches sind aufgrund ihres Aufbaus mechanisch (IP Schutzgrad, ..) und elektrisch (24 Volt Spannungsver-sorgung,..) für den rauen industriel-len Einsatz entworfen. Andererseits müssen sie im Industrie-Umfeld den EMV Anforderungen der Ma-schine gerecht werden, damit ein zuverlässiger Betrieb möglich ist.

5.5 Industrial Wireless

Zunehmend werden die Vorteile drahtloser Datenübertragung im in-dustriellen Umfeld genutzt. Dabei geht es nicht nur um die Einspa-rung von Verkabelungskosten und Installationsaufwänden. Die Flexibi-lität und Mobilität drahtloser Netz-infrastrukturen ermöglicht auch völ-lig neue Lösungen in Bereichen, wo elektrische Leitungen aufgrund mechanischer Begrenzungen, Si-cherheitsanforderungen oder ande-rer Umgebungsbedingungen nicht oder nur eingeschränkt geeignet sind. Anwendungsfelder sind bei-spielsweise die Integration beweg-ter Anlagenteile in die Kommunika-tionsinfrastruktur oder die Anbin-dung schwer zugänglicher Senso-rik, aber auch mobiles Bedienen und Beobachten, fahrerlose Trans-portsysteme und ähnliches.

PROFINET-Kommunikation ist ü-ber solche drahtlosen Kommunika-tionsnetze hinweg möglich. PRO-FINET ist in der Lage sein, mit un-terschiedlichen Funktechnologien für verschiedenste Einsatzgebiete mit jeweils spezifischen Parame-tern hinsichtlich Transferrate, Reichweite, Teilnehmeranzahl und ähnlichem umzugehen. Deshalb werden entsprechend den jeweili-gen Technologien Profile spezifi-ziert, die beschreiben, wie die In-tegration in PROFINET erfolgt, welche Topologien und Performan-cewerte mit der Technologie reali-sierbar sind und welche Randbe-dingungen, z. B. bei Security-Anforderungen, gelten.

Die Spezifikation solcher Profile ist eine fortwährende Aufgabe und er-folgt entsprechend der Verfügbar-keit von Funktechnologien bzw. den Anforderungen aus dem Feld. In einem ersten Schritt wird zu-nächst ein Profil für WLAN ent-sprechend den Standards aus dem Bereich 802.11 erstellt.

Abbildung 5.5: Beispiel für einen RJ45 Hybridsteckverbinder in IP 67

Abbildung 5.6: Beispiel für einen SC- RJ Steckverbinder


6. IT-Integration

Durch die Nutzung von Ethernet als Kommunikationsmedium lassen sich in PROFINET neben den be-schriebenen automatisierungstech-nischen Funktionalitäten auch IT-Funktionen integrieren.

Ethernet stellt in Verbindung mit TCP/UDP und IP, gemessen an der bisherigen Feldbuswelt, zusätz-liche Anforderungen an das Netz-werkmanagement. Um alle techni-schen Aspekte der Integration von PROFINET-Geräten in solchen Netzwerken zu regeln, wurde bei PROFINET ein Konzept für das Netzwerkmanagement spezifiziert. Bestandteil des Konzepts sind im Wesentlichen die Themen Netz-werk-Infrastruktur, IP-Management, Netzwerk-Diagnose und Uhrzeit-Synchronisation. Mit dem Netz-werkmanagement wird die Admi-nistration und Verwaltung des E-thernet durch den Einsatz von Standard-Protokollen aus der IT-Welt vereinfacht.

Einen weiteren Aspekt stellt die Nutzung von Internet-Technologien in der Automatisierungstechnik dar. PROFINET hat im Rahmen der Web-Integration ein Konzept spezi-fiziert, das Zugriffe auf PROFI-NET-Geräte ermöglicht. Dies er-folgt mittels Web-Diensten basie-rend auf Standardtechnologien aus dem Internet-Bereich.

6.1 Netzwerk-Management

Das Netzwerk-Management um-fasst alle Funktionen zur Administ-ration des Netzwerkes wie Konfigu-ration (Vergabe von IP-Adressen), Fehlerüberwachung (Diagnose) oder Leistungsoptimierung.

IP-Management Aus der Verwendung von TCP, UDP und IP in PROFINET ergibt sich die Anforderung, den Netzteil-nehmern, z.B. den PROFINET-Geräten, eigene IP-Parameter (IP-Adresse, Subnetzmaske, etc.) zu-zuweisen:

• Automatische Adressvergabe mit PROFINET-Engineering-system: Bei PROFINET ist das Protokoll DCP (Discovery and Basic Configuration) spezifi-ziert, welches die Vergabe der IP-Parameter mit Hersteller spezifischen Projektier-/ Pro-

grammiertools oder im Anla-gen weiten Engineering, z.B. im PROFINET-Verschaltungs-editor, ermöglicht. DCP ist bei PROFINET vorgeschrieben (mandatory), wodurch ein ein-heitliches Verhalten aller PROFINET-Geräte gewährleis-tet ist.

• Automatische Adressvergabe mit DHCP: Im Bürobereich hat sich für die Vergabe und Ver-waltung von IP-Parametern das Dynamic Host Configurati-on Protocol (DHCP) als de-facto-Standard etabliert. PRO-FINET sieht eine Nutzung die-ses Standards vor und be-schreibt, wie DHCP sinnvoll im PROFINET-Umfeld angewen-det werden kann. Die Imple-mentierung von DHCP in PROFINET Geräten ist optio-nal.

Diagnose-Management Die Zuverlässigkeit des Netzbetrie-bes hat eine sehr hohe Priorität im Netzwerk-Management. In beste-henden Netzen hat sich für die Wartung und Überwachung der Netzkomponenten und ihrer Funk-tionen das Simple Network Mana-gement Protocol (SNMP) als de-facto-Standard durchgesetzt. Um PROFINET-Geräte auch mit etab-lierten Management-Systemen ü-berwachen zu können, wird SNMP verwendet. SNMP sieht lesende (Überwachung, Diagnose) wie auch schreibende Zugriffe (Admi-nistration) auf ein Gerät vor.

Zunächst wurden in PROFINET nur lesende Zugriffe auf Gerätepa-rameter spezifiziert. SNMP kann optional implementiert werden. Bei der Realisierung von SNMP in Komponenten wird hauptsächlich auf die für SNMP üblichen Stan-dard-Informationen zugegriffen (Management Information Base 2 (MIB 2)).

Eine spezifische Diagnose von PROFINET-Komponenten ist über die in der PROFINET-Spezifikation beschriebenen Mechanismen mög-lich. SNMP soll in diesem Zusam-menhang keinen weiteren Diagno-seweg öffnen. Es soll lediglich die Integration in Netzwerk-Manage-ment-Systeme, die üblicherweise PROFINET-spezifische Informatio-nen nicht verarbeiten, ermöglichen.

6.2 Web-Dienste

Für PROFINET ist nicht nur die Nutzung der modernen Ethernet-Basistechnologien möglich. Auf ei-ne PROFINET-Komponente kann eine Applikation auch mittels Web-Clients, basierend auf Standard-technologien aus dem Internet-Bereich, wie HTTP, XML, HTML oder Scripting zugreifen.

Die Daten werden hierbei in stan-dardisierter Form (HTML, XML) übertragen und durch standardi-sierte Frontends (Browser wie Net-scape, MS Internet Explorer, Ope-ra, ...) angezeigt. Damit wird die In-tegration von Informationen aus PROFINET-Komponenten in mo-derne, Multimedia-unterstützte In-formationssysteme ermöglicht. Die Vorteile der Web-Integration im IT-Bereich wie

• Nutzung von Browsern als einheitliche Bedienoberfläche,

• ortsunabhängiger Zugriff auf Informationen von einer belie-bigen Anzahl an Clients,

• Plattform-Unabhängigkeit der Clients sowie

• Reduzierung des Aufwands für Installation und Pflege der Client-seitigen Software

werden somit auch für PROFINET-Komponenten erschlossen.

Funktionale Eigenschaften Die Web-Integration von PROFI-NET wurde schwerpunktmäßig un-ter dem Aspekt Inbetriebnahme und Diagnose gestaltet. Innerhalb dieser Anwendungsgebiete lassen sich Web-basierte Konzepte be-sonders effektiv einsetzen:

• Es sind keine speziellen Werkzeuge zum Zugriff auf die Komponente notwendig, da etablierte Standardwerkzeuge benutzt werden können.

• Durch die weltweite Erreich-barkeit ist eine einfache Unter-stützung des Anwenders bei der Inbetriebnahme durch den Hersteller möglich.

• Die Selbstbeschreibung der Komponente ermöglicht den Zugriff mit einem Standard-werkzeug ohne Projektierungs-informationen.


Mögliche Nutzungs-Szenarien für die Web-Integration im Inbetrieb-nahme- und Wartungsbereich sind u.a. Test und Inbetriebnahme, Übersicht über die Geräte-Stamm-daten, Geräte-Diagnose und Anla-gen- und Gerätedokumentation.

Die Repräsentation der bereitge-stellten Informationen soll sowohl in einer durch einen Menschen lesbaren Form (z.B. über einen Browser) als auch in einer Maschi-nen-lesbaren-Form (z.B. XML Da-tei) erfolgen. Über die PROFINET Web-Integration stehen beide Vari-anten konsistent zur Verfügung. Für bestimmte Informationen wird die PROFINET Web-Integration auch standardisierte XML Schema-ta bereitstellen.

Technische Eigenschaften Die Basiskomponente der Web-Integration ist der Webserver. Er bildet die Schnittstelle zwischen PROFINET und den Basistechno-logien für die Web-Integration.

Die Web-Integration kann bei PROFINET über die Leistungsfä-higkeit und Eigenschaften des Webservers skaliert werden. Dies bedeutet, dass auch einfache PROFINET-Geräte, ausgestattet mit nur einem "embedded Webser-ver", gleichberechtigt neben einem PROFINET-Gerät mit einem "MS Internet Information Server" oder "Apache Webserver" an der Web-Integration teilnehmen können.

Die Web-Funktionalität ist optional und in Stufen skalierbar. Damit sind skalierbare Lösungen reali-sierbar, die bestmöglich an den je-weiligen Einsatzfall angepasst sind. Die PROFINET-spezifischen Ele-mente lassen sich nahtlos in eine bestehende Web-Implementierung einer Komponente integrieren.

6.3 OPC und PROFINET

Für die Integration von PROFINET-Systemen in Business Systeme kann OPC verwendet werden. Dies bietet sich an, da sich OPC heute im IT-Bereich etabliert hat.

Über das OPC-Interface lassen sich Prozess- und Maintenance-Informationen aus der Produktion an das Business System überge-ben.

Es sind bereits OPC-Server für PROFINET verfügbar. Beliebige OPC- Clients können genutzt wer-den, um über diese Server transpa-rent auf PROFINET-Daten zu-zugreifen.

Abbildung 6.1: Die Web-Integration ermöglicht Web-Zugriffe auf PROFINET-Komponenten


7. Security

Die aktuellen Trends der Automati-sierungstechnik wie die zuneh-mende Nutzung von Ethernet im automatisierungstechnischen Um-feld, die Möglichkeiten der Fern-wartung über Internet sowie die Vernetzung des Anlagennetzes mit Büro-Netzen oder firmeneigenen Intranets, steigern das Gefähr-dungspotenzial für Automatisie-rungsnetze erheblich (Hacker-angriffe, Datenmanipulation und Spionage, Viren, Würmer und Tro-janer).

Da Security-Konzepte aus dem Bü-ro-Bereich den besonderen Anfor-derungen im Automatisierungsum-feld kaum Rechnung tragen, müs-sen Konzepte für Data Security in der Automatisierungstechnik entwi-ckelt werden.

Das PROFINET-Security-Konzept trägt dem hohen Bedarf an Daten- und Netzwerk-Sicherheit in Ether-net-basierten Automatisierungssys-temen Rechnung. Dieses Konzept deckt die Anforderungen Zugriffs-kontrolle, Datenverschlüsselung, Authentifizierung sowie Logging von sicherheitsrelevanten Ereignis-sen ab.

7.1 Arten der Bedrohung

Security in der Automatisierungs-technik dient insbesondere dazu, die Verfügbarkeit, den störungs-freien Betrieb und Schutz der in-dustriellen Anlagen und des Pro-duktionsprozesses zu gewährleis-ten. Das Bedrohungspotential in Automatisierungssystemen kann sowohl von außen über das Inter-net als auch von innen durch das Office Netzwerk kommen.

Gegen Gefahren über das Internet schützen Firewalls.

Über das interne Office Netzwerk kann beispielsweise bereits eine temporär hohe Kommunikationslast (z.B. ausgelöst durch Broadcasts) dazu führen, dass der Produkti-onsprozess empfindlich gestört wird oder gar zum Erliegen kommt. Hier ist die Einschränkung von un-nötiger Kommunikation erforder-lich.

Grundsätzlich müssen Zugriffe aus dem Office Netzwerk auf die Auto-matisierungsebene explizit erlaubt werden.

Bösartige Software, wie Viren, Würmer und Trojaner werden von den meisten Unternehmen als das größte Sicherheitsrisiko angese-hen. Die Ausbreitung derartiger Programme geht so schnell von-statten, dass nicht einmal mehrstu-fige Firewalls einen ausreichenden Schutz bieten können, da entspre-chende Patches für Betriebssyste-me oder Virensignaturen für Viren-scanner üblicherweise erst 1 bis 2 Tage später zur Verfügung stehen.

Um das Gefährdungspotenzial möglichst klein zu halten, müssen Anlagen- und Produktionsnetze von dem restlichen Firmennetz ab-geschottet werden. Das kann durch kontrollierte und eindeutig identifi-zierte Kommunikation zwischen Anlagennetz und Büronetz bzw. Firmen-Intranet erreicht werden.

Bislang sind die bestehenden Se-curity-Konzepte allerdings vor-nehmlich zum Schutz gegen Ge-fahren aus dem Internet konzipiert und können den genannten Gefah-ren über das Office Netz besten-falls bedingt begegnen. Nicht be-rücksichtigt werden zudem die speziellen Anforderungen der Au-tomatisierungstechnik.

7.2 PROFINET Security Konzept

Der Kern des Security-Konzeptes besteht in einer sicherheitstech-nisch motivierten Segmentierung des Automatisierungsnetzwerks. Es werden so geschützte Automa-tisierungszellen gebildet. Die Netz-knoten innerhalb einer Zelle wer-den durch spezielle Security-Netzkomponenten (z.B. Switches oder Security Appliances) ge-schützt, die den Datenverkehr von und zu einer solchen Zelle kontrol-lieren und die Zugriffsberechtigun-gen überprüfen. Nur autorisierter Datenverkehr wird durchgelassen. Für den Zugriff mit Client-PCs auf geschützte Automatisierungsgeräte kann eine spezielle Security-Client-Software verwendet werden. Die Endgeräte benötigen damit keine eigene Security-Funktionalität.

Der Datenverkehr zwischen den geschützten Zellen bzw. zwischen Client und den Zellenknoten kann darüber hinaus verschlüsselt und so zuverlässig vor Datenspionage oder Datenmanipulation geschützt werden. Dies ist vor allem interes-sant bei Kommunikation über unsi-chere Netzwerke, wie es z.B. bei Remote Access über Internet bei Serviceeinsätzen der Fall ist.

Abbildung 7.1: Kern des PROFINET-Security-Konzepts ist die sicherheitstechnisch motivierte Segmentierung des Automatisierungsnetzwerks


Das PROFINET-Security-Konzept bietet dabei folgende wesentliche Vorteile.

Schutz von Geräten ohne ei-gene Security-Funktionalität Bestehende Netzwerke bzw. Au-tomatisierungsgeräte können rück-wirkungsfrei und damit ohne Ne-benwirkungen abgesichert werden. In vielen Fällen wäre eine Nachrüs-tung der Automatisierungsgeräte mit eigener Security-Funktionalität entweder technisch nicht sinnvoll – da insbesondere kleinere Auto-matisierungsgeräte nicht die not-wendigen technischen Hardware-Voraussetzungen mitbringen – oder wirtschaftlich nicht akzepta-bel. Das Zellenkonzept bietet eine sehr effiziente Möglichkeit, beste-hende Netze abzusichern.

Schutz mehrerer Geräte gleichzeitig Mit dem Zellenkonzept werden mehrere Geräte gleichzeitig abge-sichert, d.h. geringere Kosten für den Anwender und auch deutlich weniger Konfigurationsaufwand, da nicht alle Endgeräte einzeln si-cherheitstechnisch konfiguriert wer-den müssen.

Echtzeit und Security Echtzeitfähigkeit und Security sind im Prinzip gegensätzliche Anforde-rungen. Jeder Security-Mechanis-mus muss anhand von Regeln bzw. Konfigurationen überprüfen, ob gewisse Verbindungen oder Zugriffe erlaubt sind oder nicht. Das kostet Zeit und auch Perfor-mance. Mit dem Zellenkonzept ist es aber möglich, beides gleichzei-tig zu erreichen.

Innerhalb der Zelle kann Echtzeit-Datenverkehr völlig unbeeinflusst von irgendwelchen Security-Me-chanismen ablaufen. Der Zugriff auf Geräte innerhalb der Zelle wird nur am Zelleneingang überprüft.

Integrierter Schutz gegen bösartige Software Viren, Würmer und Trojaner sind als Bedrohungen als ernst einzu-stufen. Allerdings können Viren-scanner als übliches Gegenmittel in vielen Fällen im industriellen Umfeld nicht eingesetzt werden, da sie die Performance derart beein-trächtigen, dass der Produktivda-tenverkehr empfindlich gestört wird oder zusammenbricht.

Ein weiterer Nachteil von Viren-scannern besteht im sehr hohen Pflegeaufwand. Updates der Vi-renpattern müssen in kurzen Ab-ständen durchgeführt werden, in bestimmten Situationen mehrmals an einem Tag. Das ist im Automa-tisierungsumfeld nicht praktikabel, dass Industrie-PCs täglich mehr-mals gebootet werden müssen.

Bei neuen Bedrohungen beträgt die Zeitspanne zwischen Auftau-chen des Virus (o.a.) und bis ein entsprechendes Update zur Verfü-gung steht mindestens 1 bis 2 Ta-ge. In dieser Zeit sind die Viren-scanner gegen diese Bedrohung hilflos. Dies bedeutet, dass im in-dustriellen Umfeld Virenscanner nur bedingt einsetzbar sind.

Da PROFINET-Security-Netzkom-ponenten nur autorisierte Zugriffe auf die Automatisierungsgeräte er-lauben, müssen lediglich die zugreifenden Geräte entsprechend geschützt werden, sofern die Mög-lichkeit eines Virenbefalls besteht. Die innerhalb einer geschützten Zelle liegenden Industrie-PCs be-nötigen daher gewöhnlich keinen eigenen Virenscanner, was den Aufwand enorm reduziert und die Performance nicht beeinträchtigt.

Darüber hinaus sind die PROFI-NET-Security-Netzkomponenten in der Lage, nicht benötigte Ports zu sperren und so das Risiko, von bösartiger Software infiziert zu werden, enorm zu reduzieren, da diese oft bestimmte offene Ports benötigen, z.B. E-Mail Viren den Port 80.

Trotz allem kann ein Virenbefall nie ganz ausgeschlossen werden. Auch hier ist die sicherheits-technische Segmentierung des An-lagennetzes von Vorteil, da nicht sofort das ganze Netz betroffen ist und die weitere Ausbreitung ver-hindert oder zumindest verlang-samt wird.

Schutz von unterlagerten Feldbussen Die unterlagerten Feldbusse, wie PROFIBUS, werden in PROFINET als Proxy angebunden und ent-sprechen daher aus der Sicht von Ethernet einer Automatisierungs-komponente. Hierfür ist es voll-kommen ausreichend, den Ether-net-Datenverkehr abzusichern, so dass das PROFINET-Security-Konzept damit auch in der Lage ist, einen an Ethernet angebundenen Feldbus abzusichern.

Die Schutzfunktionen der Security-Komponenten Die Schutzfunktion kann durch die Kontrolle des gesamten Datenver-kehrs (basierend auf IP und Layer 2) von und zur Zelle (incl. Sperren und Freigeben von IP- und Layer 2 Diensten) realisiert werden und mittels geeigneter Verfahren zur si-cheren Identifikation (Authentifika-tion) der Netzteilnehmer bzw. zur Verschlüsselung der Daten dienen.

PROFINET-Security Komponenten verwenden hierfür offene und be-währte IT-Security-Mechanismen, wodurch die Integration in den Netzverbund der Office-Umgebung gewährleistet werden kann. Hierfür bieten sich Firewall-Mechanismen zur Kontrolle des Datenverkehrs an und zur sicheren Identifikation und Verschlüsselung der Daten die zer-tifikatsbasierenden VPN oder SSL. VPN- oder SSL-Zertifikate haben den Vorteil, dass sie nicht wie IP- oder MAC-Adressen gefälscht werden können und somit auch für höhere Sicherheitsanforderungen geeignet sind.


8. PROFINET und MES

Die Integration von Automatisie-rungssystemen, Manufacturing E-xecution Systems (MES) und En-terprise Resource Planning (ERP) gewinnt in unternehmensweiten, durchgängigen Informationssyste-men zunehmend an Bedeutung. Während die Schnittstellen zwi-schen MES und ERP im Rahmen der IEC 62264 Spezifikation defi-niert sind, existierte bisher keine Festlegung der Schnittstellen zwi-schen MES und Automatisierungs-systemen.

8.1 Operationen bei MES

Im Rahmen der IEC 62264 wird MES in die folgenden vier Operati-onen unterteilt:

• Maintenance Operations

• Production Operations

• Quality Operations und

• Inventory Operations.

Da das Thema Instandhaltung so-wohl in der Fertigungs- als auch der Prozess-Automatisierung von großer Bedeutung ist, wird das Thema Maintenance Operations von PROFINET unterstützt. Dazu steht ein entsprechendes Doku-

ment zur Verfügung, in dem unter anderem die folgenden, für eine MES-Schnittstelle wichtigen, Infor-mationsinhalte definiert werden.

8.2 Maintenance State

In der Instandhaltung gewinnt heu-te die Vorgehensweise der zu-standsbasierten Instandhaltung an Bedeutung. Basis dafür ist die Fä-higkeit von Geräten und Kompo-nenten ihren Zustand zu ermitteln

und diesen über abgestimmte Me-chanismen zu kommunizieren.

PROFINET-Geräte melden ihren Zustand in standardisierter Form an übergeordnete Geräte. Dafür liegt ein Zustandsmodell zu Grun-de, welches neben den Zuständen „gut“ und „fehlerhaft“ auch die zwei Vorwarnstufen „Wartungsbedarf“ und „Wartungsanforderung“ defi-niert.

8.3 Identifikation

Neben dem Maintenance State stellt die Fähigkeit von Geräten und Komponenten, ihre „Typschild In-formationen“ sowie die für die funk-tionale und örtliche Zuordnung be-nötigten Informationen immer aktu-ell bereit zu stellen, eine wichtige Voraussetzung zur Unterstützung der MES Maintenance Operationen dar.

Die bereits im Dokument „Identifi-cation & Maintenance Functions (I&M)“ definierten Funktionen sind deshalb auch für PROFINET-Gerä-te verbindlich.

ERP

Controller & Field Devices

EnterpriseResourcePlanning

ManufacturingExecutionSystem

Fertigungs-und Prozess-Automation

MES

Interface defined by ISA S 95

Pro

duct

ion

Qua

lity

Inve

ntor

y

Mai

nten

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Mai

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ce

Interface defined by PROFINET

ERP

Controller & Field Devices

EnterpriseResourcePlanning

ManufacturingExecutionSystem

Fertigungs-und Prozess-Automation

MES

Interface defined by ISA S 95Interface defined by ISA S 95Interface defined by ISA S 95

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ain

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Abbildung 8.1: Maintenance Operations

Time

Degradation [%]

Good Maintenance request Maintenancedemand

Failure

critical

100%

0%

Alarm 1 Alarm 2

Time for planning of maintenance tasks

adjustable adjustable

Limit 2adjustable

Limit 1adjustable

Maintenance states

Abbildung 8.2: Maintenance States


9. Applikationsprofile

Applikationsprofile sind von Her-stellern und Anwendern getroffene, gemeinsame Festlegungen (Spezi-fikationen) über bestimmte Eigen-schaften, Leistungsmerkmale und Verhaltensweisen von Geräten und Systemen. Diese Vereinheitlichung mit Hilfe von Applikationsprofilen bietet folgende Vorteile:

• Betreiber Durch die Existenz zertifizier-ter, profilkonformer Geräte ist eine hohe Unabhängigkeit von einzelnen Geräteherstellern bei Beibehaltung eines Basis-satzes an Funktionalität gege-ben

• Systemintegration und In-stallation Durch Nutzung zertifizierter Geräte ist ein hoher Grad an Konformität und Interoperabili-tät gewährleistet, da diese Ge-räte umfangreiche Tests ab-solvieren, die in der PNO erar-beitet und abgestimmt werden

• Planer Durch die Vereinheitlichung der Grundfunktionalitäten der Geräte existiert auch eine ver-einheitlichte Nomenklatur, die bei der Geräteauswahl erhebli-che Vereinfachung mit sich bringt

• Gerätehersteller Vereinfachung der Verwen-dung und Vergrößerung der erzielbaren Integrationstiefe der Geräte in den unterschied-lichen Automatisierungssyste-men

Der Profilbegriff erstreckt sich von wenigen Festlegungen für eine be-stimmte Geräteklasse bis hin zu umfassenden Festlegungen für Anwendungen in einer bestimmten Branche. Als übergeordnete Be-zeichnung wird der Begriff Applika-tionsprofile gebraucht.

Generell werden zwei Gruppen von Applikationsprofilen unterschieden:

• allgemeine Applikationsprofile mit Einsatzmöglichkeit bei un-terschiedlichen Anwendungen (hierzu gehören beispielsweise das Profil PROFIsafe),

• spezifische Applikationsprofile, die jeweils nur für eine ganz bestimmte Art der Anwendung entwickelt wurden, wie z. B.

PROFIdrive, Encoder, Ident-systeme, oder PA Devices.

PROFIBUS bietet eine große Zahl solcher Profile und kann damit an-wendungsorientiert eingesetzt wer-den. Diese Profile werden je nach Bedarf Schritt für Schritt in PROFI-NET übernommen.

9.1 PROFIsafe für PROFINET

Die dezentrale Feldbustechnik für die Fertigungs- und Prozessauto-matisierung musste lange Zeit mit der Einschränkung leben, dass sicherheitstechnische Aufgaben nur mit konventioneller Technik in einer zweiten Ebene oder dezentral über Spezialbusse gelöst werden konnten. Als erstes System hat da-her PROFIBUS mit PROFIsafe für sicherheitsrelevante Anwendungen eine ganzheitliche, offene Lösung geschaffen, die den bekannten Anwenderszenarien gerecht wird.

PROFIsafe für PROFINET folgt den gleichen Prinzipien.

PROFIsafe definiert, wie sicher-heitsgerichtete Geräte (Not-Aus-Taster, Lichtgitter, Überfüllsiche-rungen,...) über ein Netzwerk mit Sicherheitssteuerungen so sicher kommunizieren, dass sie in sicher-heitsgerichteten Automatisierungs-aufgaben bis KAT4 nach EN954, AK6 oder SIL3 (Safety Integrity Le-vel) eingesetzt werden können. Es realisiert die sichere Kommuni-kation über ein Profil, d. h. über ein besonderes Format der Nutzdaten und ein spezielles Protokoll.

Die Spezifikation wurde von Her-stellern, Anwendern, Normungs-gremien und Prüfinstituten (TÜV, BGIA) gemeinsam erarbeitet. Sie basiert auf einschlägigen Stan-dards, allen voran der IEC 61508, die besonders auf die Belange von Softwareentwicklungen eingehen.

Abbildung 9.1: Sicherheitsgerichteter Betrieb mit PROFIsafe

Abbildung 9.2: PROFIsafe gibt es für PROFIBUS und PROFINET IO


PROFIsafe berücksichtigt alle Fehlermöglichkeiten (außer Sabo-tage – hierfür muss Security ein-gesetzt werden), die bei einer se-riellen Buskommunikation auftre-ten können, wie Verzögerung, Verlust oder Wiederholung von Daten, falsche Reihenfolge, Fehl-adressierung oder Da-tenverfälschungen.

Hierfür gibt es eine Reihe von Ab-hilfemaßnahmen, aus denen für PROFIsafe folgende ausgewählt wurden:

• Fortlaufende Nummerierung der Sicherheitstelegramme

• Zeiterwartung für ankommen-de Telegramme mit einer neu-en consecutive number und deren Quittierung

• Kennung zwischen Sender und Empfänger ("Passwort")

• Zusätzliche Datensicherung (Cyclic Redundancy Check, CRC)

Durch geschickte Kombination die-ser Abhilfemaßnahmen in Verbin-dung mit einem patentierten "SIL-Monitor" (Überwachung der Fre-quenz fehlerhafter Nachrichten) er-reicht PROFIsafe Sicherheitsklas-sen bis SIL 3 und darüber hinaus.

Das PROFIsafe-Profil V2 steht auch zum Einsatz bei PROFINET zur Verfügung. Es ist sowohl für den Einsatz bei PROFIBUS als auch bei PROFINET geeignet. Die Möglichkeiten der Ethernet-basier-ten Kommunikation wie das we-sentlich größere Mengengerüst (Adressraum, Nutzdaten, etc.) und der Einsatz aktiver Netzkomponen-ten (Switches, Router) werden in dem neuen Profil berücksichtigt.

9.2 PROFIdrive für PROFI-NET

Das Antriebsprofil PROFIdrive de-finiert eine einheitliche Schnittstelle zwischen Antrieb und dem überge-ordneten Steuerungsprozess sowie die Abbildung dieser Schnittstelle auf die Kommunikationssysteme PROFIBUS und PROFINET.

Funktionsumfang Das PROFIdrive-Profil deckt alle Applikationsszenarien vom einfa-chen Frequenzumrichter bis hin zum hochdynamischen Servo-antrieb ab. Die Funktionalität wurde in sechs Applikationsklassen un-tergliedert.

Die Applikationsklasse 1 zielt auf Applikationen mit einfachen Antrie-ben wie z.B. Frequenzumrichtern, bei denen der Antrieb über einen Drehzahl- oder Frequenzsollwert vom übergeordneten Automatisie-rungssystem gesteuert wird.

In der Applikationsklasse 2 sind die dem Antrieb übergeordneten Au-tomatisierungsprozesse in viele Unterprozesse aufgeteilt und auf die Antriebe verteilt. Die Schnitt-stelle zwischen Steuerung und An-trieb ist entsprechend eine High Level Technologie-Schnittstelle. Al-

le antriebsbezogenen Regelungs-prozesse laufen im dem jeweiligen Antrieb ab.

In der Applikationsklasse 3 arbeitet der Antrieb als autonomer Einachs-Positionierantrieb, während die Steuerung die übergeordneten technologischen Prozesse koordi-niert.

In der Applikationsklasse 4 erfolgt die Drehzahlregelung auf dem An-trieb und die Lageregelung auf der Steuerung und ist typisch für Moti-on Control und Roboteranwendun-gen. Die hohen Anforderungen an die Bahngenauigkeit setzen den taktsynchronen Betrieb voraus (sie-he Abbildung 9.3).

In der Applikationsklasse 5 wird ei-ne Positionssollwert-Schnittstelle verwendet. Die Lageregelung er-folgt in diesem Fall im Antrieb.

Application Layer

CommunicationLayer

Network Interface

Network (physical)

PROFIdrive Device

Drive Object

PROFIdrive Application

Model

PROFIdrive Communication

Model

Communication Services

CyclicData

Exchange

AcyclicData

Exchange

ClockIsochronousOperation

AlarmMechanism

Application Layer

CommunicationLayer

Network Interface

Network (physical)

PROFIdrive Device

Drive Object


Model


Model


CyclicData

Exchange

AcyclicData

Exchange


AlarmMechanism

Application Layer

CommunicationLayer

Network Interface

Network (physical)

PROFIdrive Device

Drive Object


Model


Model


CyclicData

Exchange

AcyclicData

Exchange


AlarmMechanism

Application Layer

CommunicationLayer

Network Interface

Network (physical)

PROFIdrive Device

Drive Object


Model


Model


CyclicData

Exchange

AcyclicData

Exchange


AlarmMechanism

Abbildung 9.4: PROFIdrive Basismodell (Application und Communication Layer)

Clock SynchronousOperation

Clock

Drive

MEncoder

Drive

MEncoder

Drive

Closed Loop Speed Ctrl .

MEncoder

Application Class 4

Automation

Technology

InterpolationPosition Control

Status Word + Actual Position...ControlWord + Speed Setpoint+ ...

Closed Loop Speed Ctrl. Closed Loop Speed Ctrl .

Clock SynchronousOperation

Clock

Drive

MEncoder

Drive

MEncoder

Drive

Closed Loop Speed Ctrl .

MEncoder

Application Class 4

Automation

Technology

InterpolationPosition Control

Status Word + Actual Position...ControlWord + Speed Setpoint+ ...

Closed Loop Speed Ctrl. Closed Loop Speed Ctrl .

Abbildung 9.3: PROFIdrive Positionieren mit zentraler Interpolation und Lagerege-lung


Die Applikationsklasse 6 deckt Ap-plikationen mit verteilter Automati-on und Winkelsynchronisation zwi-schen Antrieben ab. In diesen Ap-plikationen sind taktsynchroner Be-trieb und die Querverkehrskommu-nikation von Antrieb zu Antrieb notwendig.

Antriebsmodell Das in PROFIdrive definierte An-triebsmodell wird auf die Geräte-modelle für PROFIBUS und PRO-FINET abgebildet. Der Datenaus-tausch zwischen Steuerung und Antrieb wird auf entsprechende Services des jeweils genutzten Kommunikationssystems abgebil-det (siehe Abbildung 9.4).

Antriebsparametrierung Die Konfiguration eines Antriebs erfolgt durch die Einstellung von Parametern. PROFIdrive definiert ein Protokoll zur Übertragung der Parameter zwischen Steuerung oder Engineeringsystem und dem Antrieb. Das Protokoll wird über die standardisierten Services von PROFIBUS bzw. PROFINET über-tragen. In einem Profil spezifischen Bereich definiert PROFIdrive Pa-rameter zur Konfiguration der PROFIdrive-Schnittstelle. Dadurch wird die Interoperabilität zwischen Antrieben unterschiedlicher Her-steller ermöglicht.

Migration Die in der Vergangenheit nur auf PROFIBUS abgebildete Funktiona-lität von PROFIdrive wurde mit der Version PROFIdrive V4.0 unter Beibehaltung der Anwenderschnitt-stelle auch auf PROFINET abge-bildet. Damit ist eine problemlose Migration von PROFIBUS nach PROFINET möglich. Die Funktio-nalität ist damit unabhängig vom genutzten Kommunikationssystem.

9.3 PROFINET-Profil für Geräte der Prozess-automation (PA)

Die speziell bei PROFIBUS PA umgesetzten Anforderungen der prozesstechnischen Industrie an die physikalische Übertragungs-technik, wie Eigensicherheit und Busspeisung von Geräten, werden durch Gateway-Lösungen zwi-schen PROFINET und PROFIBUS PA auch für PROFINET-basierte Systeme erschlossen. Damit wird PROFINET der Investitionssicher-heit bei bestehenden PROFIBUS-PA-Anlagen gerecht und bietet an-dererseits Migrationsmöglichkeiten von PROFIBUS PA zu PROFINET. Diese Gateway-Lösungen basieren auf der PROFIBUS-Integration in PROFINET (siehe Kapitel 10).

Damit ist die Sicherung der beste-henden Investitionen gewährleistet.

9.4 Communication Function Blocks

Für PROFIBUS und PROFINET sind die Kommunikationsdienste in IEC 61158 definiert. Die Nutzung dieser Dienste in Anwendungspro-grammen hängt von den jeweiligen Steuerungen und Geräten ab, die von unterschiedlichen Herstellern geliefert werden.

Die IEC 61131-3 ist im Bereich der SPS die weltweit anerkannte Norm, die das Programmiermodell und die Programmiersprachen festlegt. Diese Norm definiert einen Satz von Sprach-Elementen und -Me-chanismen (z.B. Datentypen, Funk-tionsbausteine), die in einem wohl-definierten Satz von Programmier-sprachen (z.B. Kontaktplan, Struk-turierter Text) gleichartig angewen-det werden.

Für PROFINET IO und PROFIBUS DP steht ein einheitlicher Satz von Kommunikationsbausteinen zur Verfügung. Diese Bausteine kön-nen in Anwendungsprogrammen genutzt werden, die die IEC 61131-3 Sprachen verwenden.

Damit wird eine herstellerneutrale Schnittstelle zum Zugriff auf PRO-FINET IO-Devices und PROFIBUS DP-Slaves definiert.

Die Applikationsprofile zur Ankopp-lung von Identsystemen und von Waagen basieren bereits auf die-sen Kommunikationsbausteinen und stellen jeweils einen Applikati-onsspezifischen Baustein zur Nut-zung im Anwenderprogramm zur Verfügung.

9.5 Weitere Profile

Neben den beschriebenen Applika-tionsprofilen wird in der nächsten Zeit eine Reihe weiterer Profile für PROFINET entstehen. Dazu wer-den zum einen die bereits für PROFIBUS zur Verfügung stehen-den Profile auf PROFINET abge-bildet und zum anderen neue Profi-le spezifiziert. Das Profil Train Apllications ist ein solches erstes neues Profil.

Train Applications Unter dem Titel „Train Applications“ entstehen Applikationsprofile für Geräte der Bahnautomatisierung. Durch den Einsatz von PROFINET stehen Echtzeit- und IT-Kommuni-kation für Anwendungen in Schie-nenfahrzeugen zur Verfügung.

Mit der Erstellung von Geräteprofi-len wird die Standardisierung von Subsystemen vorangetrieben. Zu-nächst entsteht ein PROFINET-Profil für das in Schienenfahrzeu-gen standardisierte und verbreitete Zugkommunikationsnetzwerk auf Basis des Wired Train Bus (WTB) und von UIC Spezifikationen. In weiteren Schritten folgen Profile für diverse Subsysteme der Bahnau-tomatisierung.


10. Feldbus-Integration

PROFINET spezifiziert ein Modell zur Einbindung existierender PRO-FIBUS- und anderer Feldbus-Systeme wie INTERBUS und Devi-ceNet. Damit lassen sich beliebige Mischsysteme aus Feldbus- und Ethernet basierten Teilsystemen aufbauen. So wird ein kontinuierli-cher Technologieübergang von Feldbus basierten Systemen zu PROFINET möglich.

Die hohe Zahl der bestehenden Feldbus-Systeme erfordert aus Gründen des Investitionsschutzes eine einfache Einbindung dieser Systeme in PROFINET. Dabei werden folgende Fälle unterschie-den:

• Der Anlagenbetreiber möchte seine vorhandenen Installatio-nen leicht in ein neu zu instal-lierendes PROFINET-System integrieren können.

• Der Anlagen- und Maschinen-bauer möchte sein bewährtes und bekanntes Gerätespekt-rum unverändert auch für PROFINET-Automatisierungs-projekte nutzen können.

• Der Gerätehersteller möchte seine existierenden Feldgeräte ohne Änderungsaufwand in PROFINET-Anlagen integrie-ren können.

Feldbus-Lösungen lassen sich bei PROFINET über Proxies einfach und nahtlos in ein PROFINET-System einbinden. Der Proxy fun-giert hierbei als Repräsentant der Feldbus-Geräte am Ethernet. Er in-tegriert die an ein unterlagertes Feldbussystem angeschlossenen Teilnehmer in das übergeordnete PROFINET-System. Damit können die Vorteile der Feldbusse wie ho-he Dynamik, ortsgenaue Diagnose und die automatische Konfiguration des Systems ohne Einstellungen an den Geräten auch in der PRO-FINET-Welt genutzt werden. Die Übertragung der Systemvorteile vereinfacht die Planung durch be-kannte Abläufe sowie die Inbe-triebnahme und den Betrieb durch die umfassenden Diagnose-Eigen-schaften des Feldbus-Systems. Die Geräte und Software-Tools werden ebenfalls in der gewohnten Weise unterstützt und in die Handhabung des PROFINET-Systems integriert.

10.1 Integration in PROFINET IO

Die Feldbus-Integration in PROFI-NET IO basiert auf dem Proxy-Konzept. Typischerweise werden Feldbussysteme als ein modulares Gerät in PROFINET IO integriert.

Jeder Feldbus-Teilnehmer wird da-bei auf ein eigenes Modul in nur einem IO-Device abgebildet. Daher können die Daten aller Module in einem Ethernet-Frame übertragen werden. Die Eigenschaften der Feldbus-Teilnehmer stehen weiter-hin im jeweiligen Submodul zur Verfügung. Es ist kein zusätzliches Konfigurations-Tool für den Feld-bus-Proxy erforderlich, da die Zu-sammenstellung eines modularen Geräts von jedem Programmier-system unterstützt wird.

Folgende Feldbusse werden in ei-ner ersten Stufe integriert:

• PROFIBUS DP

• PROFIBUS PA

• AS-i

• INTERBUS

• DeviceNet Die Integration weiterer Feldbus-systeme ist in Planung.

Integration am Beispiel von INTERBUS INTERBUS-Systeme werden in PROFINET sehr komfortabel ein-gebunden.

Der Steckplatz (Slot) 1 des PRO-FINET IO-Gerätemodells ist für den INTERBUS-Master reserviert. Über den zyklischen Prozess-Daten-Kanal, der für Statusmeldungen und Steuerregister verwendet wird, kann der Zustand des INTERBUS-Systems abgefragt sowie spezielle

Abbildung 10.1: Die Integration von Feldbussystemen ist bei PROFINET leicht möglich

Physical Device

P

D

D

logicaldev 1

..

Slot 1

Slot 2

Slot n

Physical Device

P

D

D

logicaldev 1

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Slot 1

Slot 2

Slot n

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Device

D

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Physical Device

P

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Slot 1

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Physical Device

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Slot 1

Slot 2

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Proxy

Device

D

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.

Abbildung 10.2: Modulare Integration: Jeder INTERBUS Teilnehmer wird auf ein Modul in einem IO Device abgebildet


Aktionen wie das Zu- und Abschal-ten von Teilnehmern ausgeführt werden.

Die zyklischen Prozess-Daten der Steckplätze ab 2 werden den Ein- und Ausgangsdaten der einzelnen INTERBUS-Slaves direkt zugeord-net, während die PROFINET IO-Parameter für die Einstellung teil-nehmerspezifischer Daten sowie zur Abbildung gerätespezifischer PCP-Parameter genutzt werden. Diagnosemeldungen des INTER-BUS-Systems stehen als PROFI-NET IO-Kanaldiagnosen zur Verfü-gung.

Das Gerätemodell arbeitet wie eine INTERBUS-Anschaltbaugruppe, die nicht mit der Backplane des Steuerungssystems verbunden ist, sondern über eine PROFINET-Verbindung angeschlossen wird.

INTERBUS-Geräte werden mit der Sprache FDCML beschrieben. Da sich die Beschreibungsmöglichkei-ten der GSD auch mit FDCML rea-lisieren lassen, reduziert sich der Aufwand für die Beschreibung ei-ner Komponente für den Geräte-hersteller erheblich, denn die Be-schreibung muss nur ein Mal in FDCML erzeugt werden. GSD-Dateien werden dann „per Knopf-druck“ aus dem FDCML-Editor ge-neriert.

10.2 Integration in PROFINET CBA

Bei PROFINET CBA stehen zwei Varianten für die Anbindung von Feldbussystemen zur Verfügung:

• die Einbindung von Feldbus-Geräten über Proxies und

• die Einbindung von ganzen Feldbus-Applikationen.

Einbindung von Feldbus-Geräten Das Proxy-Konzept bei PROFINET ermöglicht eine Integration der existierenden Feldbussysteme auf einfache Weise und mit hoher Transparenz.

Der Proxy ist am Ethernet der Stellvertreter für ein oder mehrere Feldbusgeräte (z.B. am PROFI-BUS). Dieser Stellvertreter sorgt für eine transparente Umsetzung der Kommunikation (keine Tunnelung der Protokolle) zwischen den Net-zen. Er leitet z.B. die zyklischen Daten an die Feldbusgeräte trans-parent weiter.

Bei PROFIBUS ist der Proxy auf der einen Seite der PROFIBUS-Master, der den Datenaustausch der Profibus-Teilnehmer koordiniert und auf der anderen Seite ein Ethernet-Teilnehmer mit PROFI-NET-Kommunikation. Proxies kön-nen z.B. als SPS, als PC-based Control oder als reine Gateways realisiert werden.

In der Komponentensicht werden die intelligenten Slaves als eigen-ständige PROFINET-Komponenten verwendet. Innerhalb des PROFI-NET-Verschaltungseditors sind solche PROFIBUS-Komponenten nicht von den Komponenten am Ethernet unterscheidbar. Über Pro-xies ist eine Kommunikation zwi-schen Geräten an unterschiedli-chen Bussystemen transparent möglich.

Einbindung von Feldbusap-plikationen Im Rahmen des Komponenten-Modells kann eine ganze Feldbus-Applikation als PROFINET-Kompo-nente abgebildet werden. Dies ist immer dann von Bedeutung, wenn eine schon vorhandene laufende Anlage durch PROFINET erweitert werden soll. Dabei spielt es keine Rolle, mit welchem Feldbus die Teilanlage automatisiert wurde.

Zur Kommunikation der bestehen-den Anlage mit PROFINET muss der Feldbusmaster in der PROFI-NET-Komponente PROFINET-fähig sein. Somit werden innerhalb der Komponente die bestehenden Feldbus-Mechanismen und außer-halb der Komponente PROFINET-Mechanismen verwendet.

Durch diese Migrationsmöglichkeit ist beim Anwender (Anlagenbetrei-ber und -bauer) der Investitions-schutz bestehender Anlagen und Verdrahtungen sichergestellt. Au-ßerdem wird bestehendes Know-how in den Anwenderprogrammen gesichert. Damit ist ein nahtloser Übergang zu neuen Anlagenteilen mit PROFINET möglich.

Proxy

PROFIBUS DP

Intelligent DP slave


Proxy

PROFIBUS DP



Abbildung 10.3: Das Prinzip der In-tegration einzelner Feldbusgeräte mit einem Proxy Distributed I/O

DP slaves

Controller

Fieldbus

Distributed I/ODP slaves

Controller

Fieldbus

Abbildung 10.4: Das Prinzip der In-tegration von Feldbusapplikationen


11. Implementierung von Geräten

11.1 Implementierung von PROFINET IO

Für PROFINET IO steht eine Spe-zifikation zur Verfügung, die detail-liert das Gerätemodell und das Verhalten eines Feldgerätes in Form von Protokollen und Kommu-nikationsabläufen (so genannte State Machines) beschreibt. Diese Art der Beschreibung hat sich be-reits bei PROFIBUS bewährt. Der Detaillierungsgrad der PROFINET IO-Spezifikation erlaubt die Soft-ware-Erstellung eines Standard-Stacks von unterschiedlichen Stack-Lieferanten.

Software-Stacks Für die PROFINET IO-Feldgeräte-Entwicklung werden heutzutage vorgetestete Software-Stacks und ASICs angeboten, die die Funktio-nalität eines IO-Devices ganz oder teilweise enthalten. Mit diesen Komponenten ist man als Feldge-räte-Entwickler in der Lage, ein zertifizierbares Feldgerät zu entwi-ckeln. Die Software-Stacks sind im Regelfall vom Betriebssystem- und Ethernet-Controller unabhängig und enthalten die Mandatory-Dienste. Abbildung 12.1 zeigt den Aufbau des Software-Stacks für IO-Devices.

Beispiel-Implementierungen mit ei-ner einfach handzuhabenden An-wender-Schnittstelle existieren. Der Lieferumfang des Software-Stacks beinhaltet die im Bild 12.1 blau dargestellten Bereiche. Die Anpas-sungen an das jeweilige Betriebs-system, eines TCP/IP bzw. UDP/IP-Stacks und die Änderun-gen im Board Support Package sind vom Feldgeräte-Hersteller vorzunehmen.

Hardware Das Spektrum an Hardware-Unterstützung reicht vom ASICs mit oder ohne integrierten Switch-Ports bis hin zu Piggy-back-Lösungen, die nur noch an die An-wendung anzupassen sind. Die Entwicklungsbasis ist in jedem Fall ein Ethernet-ASIC. Derzeit werden am Markt ASICs angeboten, die die Switch-Funktionalität bereits in Hardware integriert haben.

Entwicklungspakete Für die Entwicklung von PROFI-NET IO-Geräten bieten einige Fir-men Entwicklungspakete an, die auf einen bestimmten Ethernet-Controller zugeschnitten sind. Für alle anderen Ethernet-Controller stehen Software-Stacks zur Verfü-gung, die entsprechend angepasst werden müssen.

Nachfolgend finden sich drei Bei-spiele für vorhanden Unterstützung von unterschiedlichen Unterneh-men bei der Implementierung von PROFINET in Produkten.

Lösung von Siemens Der ERTEC400 ist ein leistungsfä-higer Kommunikations-ASIC mit in-tegriertem 4-Port-Switch, ARM 946-Prozessor und PCI-Bridge. Er ist sowohl für die Realisierung ei-nes IO-Controllers als auch für ein IO-Device geeignet.

Der ERTEC 200 ist für die Realisie-rung von IO-Devices optimiert. Er hat einen 2-Port-Switch mit PHYs und einen ARM 946-Prozessor in-tegriert.

Über die Bereitstellung der PRO-FINET-Mechanismen hinaus bein-halten die ERTECs alle Funktionen on Chip, die für hochperformante Systemleistungen benötigt werden.

Da PROFINET-Feldgeräte immer über einen Switch an das Kommu-nikationssystem angeschlossen werden müssen, bieten die ER-TEC-ASIC hier entscheidende Kos-tenvorteile gegenüber anderen E-thernet-Controllern, da sie bereits vollduplex arbeitende Switchports integriert haben. Auf den Busan-schluss über externe Switches kann somit verzichtet werden. Die ASICs der ERTEC-Familie unter-stützen die PROFINET-Echtzeit-Eigenschaften Real-Time und Isochronous Real-Time und Uhr-zeitstempelung entsprechend IEEE 1588.

Development Kits für die Entwick-lung eines IO-Devices und weltwei-ter technischer Support unterstüt-zen den Anwender bei seiner Imp-lementierung. Detaillierte Unterla-gen zu den ASICs und Develop-ment Kits finden Sie unter www.ad.siemens.de/csi/pnio-doc .

Ethernet

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atio

n S

yste

m

(e.g

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ux)

Sys

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Inte

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e

Application (e.g. PLC)

PROFINET IO Kernel

Application Interface

Real-Timechannel

RPC

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Application (e.g. PLC)

PROFINET IO Kernel

Application Interface

Real-Timechannel

RPC

Abbildung 11.1: Struktur eines PROFINET IO Stacks


Lösung von Hilscher Um eine hohe Flexibilität zu ge-währleisten wurde durch die Fa. Hilscher auf Basis eines System-on-Chip-Design die Produktfamilie netX definiert.

Der netX basiert auf einer ARM 926 EJ-S CPU, die mit 200 MHz betrieben wird. Die zwei 10/100 MBaud Ethernet-Schnittstellen ver-fügen über IEEE 1588-Zeitsynchro-nisierung und haben sowohl HUB- als auch Switch-Funktionalität in-tegriert. Auch die PHYs mit auto-matischer Cross-Over-Detektierung sind Bestandteil des netX.

Das zentrale Element im netX ist der Data-Switch, der die 32-Bit ARM CPU und die anderen Bus-Master mit dem Speicher und der internen Peripherie verbindet.

Die Eigenschaften des netX er-möglichen den Betrieb von Stan-dard-Betriebssystemen wie Win-dows® CE und Linux. Außerdem steht ein lizenzfreies, für den netX optimiertes Betriebssystem rcX zur Verfügung.

Die netX-Produkte unterstützten RT und in Kürze auch IRT.

Eine besondere Eigenschaft vom netX ist die Unterstützung ver-schiedener Ethernet-basierter und konventioneller Feldbusse, die durch entsprechende Konfiguration der Kommunikationskanäle akti-viert wird.

Detaillierte Informationen zu den netX-Produkten stehen auf den Website www.hilscher.com zur Verfügung.

Lösung von Softing Die Fa. Softing bietet Implementie-rungen von PROFINET IO für hy-Net32 Prozessoren oder andere Hardware an.

Bei der hyNet32 Prozessorfamilie handelt es sich um verschiedene, hoch-integrierte Netzwerkprozes-soren, die den selben 32 bit RISC/DSP Kernel verwenden. Die einzelnen Prozessoren sind auf un-terschiedliche Einsatzfälle hin op-timiert. Die Bandbreite reicht vom hyNet32 LS als Einstiegsversion bis zum High-end Prozessor hy-Net32 EXS. Der hyNet32 EXS wird über 4 Ethernet MACs, 2 PHYs sowie Hub und Switch-Funktionalität verfügen. Damit las-sen sich anspruchvollste Lösungen umsetzen. Seine kleineren Brüder verfügen über eine geringere An-zahl von MACs und PHYs.

Zusammen mit den Prozessoren können die Betriebssysteme Linux, 4NetOS und Nucleus mit entspre-chender Toolchain genutzt werden. Zusätzlich steht eine mächtige DSP Library zur Verfügung.

HyNet32 Prozessoren eignen sich sowohl als Hardware-Plattform für PROFINET IO Devices als auch für PROFINET IO Controller. Es ste-hen diverse Evaluation-Boards mit entsprechender Software und Trei-ber zur Verfügung.

Weitere Information zu den hy-Net32 Prozessoren und den Proto-col Stacks finden Sie unter www.hyperstone.com und www.softing.com.

11.2 Implementierung von PROFINET CBA

Für die PROFINET-Komponenten-Technologie steht wie bei PROFI-NET IO eine detaillierte Spezifikati-on zur Verfügung. Die Spezifikation beschreibt die Kommunikation, Ge-rätemodell, Engineering, Netzwerk-mangement, Web-Integration und Feldbusanbindung.

Ergänzend zur Spezifikation bietet PI für die Komponententechnologie eine PROFINET-Software in Form eines Source Codes an. Diese PROFINET-Runtime-Software ist modular aufgebaut und besteht aus verschiedenen Schichten, die je-weils an die Systemumgebung an-zupassen sind. Die Anpassungen beschränken sich auf die Portie-rungsschnittstellen zu den unter-schiedlichen funktionalen Teilen der Umgebung, dem Betriebsystem z.B. WinCE und der Geräteapplika-tion, z.B. SPS. Als Unterstützung bei den Portierungsarbeiten steht zusätzlich eine umfangreiche An-wenderbeschreibung inklusive Bei-spiel-Applikation zur Verfügung.

Die PROFINET-Software umfasst die gesamte Run-Time-Kommuni-kation. Mit dieser Kombination aus Spezifikation und Betriebssystem unabhängiger Software als Source Code wurde eine Möglichkeit für eine aufwandsarme Integration von PROFINET in die unterschiedli-chen Betriebssystem-Umgebungen der Geräte geschaffen. Die PRO-FINET-Runtime-Software ist so strukturiert, dass sie eine einfache Integration bestehender Applikati-onssoftware in das Runtime-Objektmodell unterstützt. Beispiel-portierungen stehen zur Verfügung.


12. Zertifizierung und Tools

Damit PROFINET-Geräte unter-schiedlicher Typen und Hersteller Aufgaben im Automatisierungspro-zess korrekt erfüllen, müssen sie über den Bus Informationen fehler-frei austauschen. Voraussetzung dafür ist eine normkonforme Imp-lementierung der Kommunikations-protokolle und Anwendungsprofile durch Gerätehersteller.

Zur Sicherung der Qualität von PROFINET-Produkten hat PI ein Zertifizierungsverfahren eingerich-tet. Ein PROFINET-Zertifikat be-scheinigt das normkonforme Ver-halten nach IEC 61158 innerhalb eines PROFINET-Netzwerkes.

Ein Zertifizierungstest ist eine standardisierte Testprozedur, die von Fachleuten in durch PI akkredi-tierten Testlaboren durchgeführt wird. Nur zertifizierte Geräte ga-rantieren eine weltweite Konformi-tät eines PROFINET-Produkts in einer Automatisierungsanlage mit Teilnehmern unterschiedlicher Her-steller. Deshalb darf nur ein zertifi-ziertes Feldgerät den Namen PROFINET tragen.

12.1 Ablauf einer Zertifizie-rung

Der Ablauf einer Zertifizierung, wie in Bild 13.1 dargestellt läuft in glei-cher Weise ab wie bei PROFIBUS. Der Zertifizierungstest bei PROFI-NET überprüft u. a. das Einhalten der Hardware-Vorschriften gemäß PROFINET-Spezifikation. Der Hauptteil konzentriert sich auf das Einhalten der PROFINET-Funktio-nalität.

Die definierten Testcases, die bei einem Zertifizierungstest durchlau-fen werden, sind ausschließlich praxisorientiert und spiegeln sich an den industriellen Anforderun-gen. Es werden daher nur Testfälle abgeprüft, die täglich in jeder Anla-ge auftreten können, um allen An-wendern von vornherein eine opti-male Sicherheit beim Einsatz ihres Gerätes in einer Automatisierungs-anlage zu geben.

Der Zertifizierungstest ist folgen-dermaßen strukturiert:

• Überprüfung der Hardware

• Automatisierter PROFINET-Statemachine-Test

• Stimulation von Diagnosen und Alarmen

• Interoperabilitäts-Tests

• Überprüfung der GSD-Datei

Als Anlagenbetreiber können Sie sicher sein, dass die Automatisie-rungsanlage über Jahre hinweg ein stabiles Verhalten aufweist.

12.2 Zertifikatserteilung

Hat ein Gerät alle Tests erfolgreich durchlaufen, kann der Hersteller ein Zertifikat bei PI beantragen. Jedes zertifizierte Gerät erhält eine Zertifizierungsnummer als Refe-renz. Das Zertifikat hat eine Gültig-keit von 3 Jahren und kann nach einer erneuten Prüfung auch ver-längert werden.

Tests, die zum Zertifikat führen, können nur durch akkreditierte Testlabore durchgeführt werden. Adressen der Testlabore können der Website www.profinet.com entnommen werden.

12.3 Tools

XML-Viewer Für den Anwender ist es oftmals wichtig, sich die Funktionalität ei-nes PROFINET-Feldgerätes anzu-schauen, ohne Detailwissen über den Inhalt der Beschreibungsdatei zu haben. Dies leistet der unter www.profinet.com verfügbare XML-Viewer.

Mit dem XML-Viewer können GSD-Dateien für PROFINET IO und PCD-Dateien für PROFINET CBA eingesehen werden.

Der XML-Viewer interpretiert eine solche Datei und ist in der Lage, sie auf Richtigkeit zu überprüfen.

Zum Erstellen einer GSD bzw PCD kann jeder handelsübliche XML-Editor verwendet werden.

Ethereal Mit dem unter www.ethereal.com ladbaren Busmonitor kann der Anwender sich alle PROFINET- und Ethernet-Frames anschauen und formatiert darstellen lassen. Durch die vielseitigen Trigger-Möglichkeiten ist dieses Tool Ent-wicklungs begleitend unerlässlich.

Testtool für PROFINET CBA Um neu entwickelte Produkte auf die Zertifizierung vorbereiten zu können, steht ein Testtool für PROFINET CBA-Geräte zum Download von www.profinet.com zur Verfügung. Das Testtool ermöglicht dem Gerätehersteller, vor der Zertifizierung statische Tests durchzuführen.

Component Editor Für die Erstellung von PROFINET-Komponenten steht ein hersteller-unabhängiger Component Editor zum Download zur Verfügung. Dieses Tool ist für alle gedacht, die vor der Aufgabe stehen, PROFI-NET-Komponenten zu erstellen. Das Tool generiert automatisch alle notwendigen Informationen einer Komponente, die der anlagenweite PROFINET-Verschaltungseditor benötigt.

Test passed?

Application for a certificate

yes

no

Development of PROFINET device and

registration to test

Test of PROFINET device

Test passed?

Application for a certificate

yes

no

Development of PROFINET device and

registration to test

Test of PROFINET device

Abbildung 12.1: Der Ablauf einer PROFINET-Zertifizierung


13. PI – Die Organisation

Eine offene Technologie bedarf zu ihrer Pflege, Fortentwicklung und Verbreitung am Markt einer Unter-nehmens unabhängigen Institution als Arbeitsplattform. Zu diesen Zwecken wurde im Jahre 1989 die PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. (PNO) als eine nonprofit Inter-essensvertretung von Herstellern, Anwendern und Instituten gegrün-det. Die PNO ist Mitglied im 1995 gegründeten internationalen Dach-verband PROFIBUS/PROFINET International (PI). Mit 24 regionalen Nutzerorganisationen (Regional PROFIBUS/PROFINET Associati-ons, RPA) und ca. 1300 Mitglie-dern, darunter in den USA, China und Japan, stellt PI die weltweit größte Interessengemeinschaft auf dem Gebiet industrieller Kommuni-kation dar. Die RPAs organisieren Messeauftritte und In formations-veranstaltungen und sorgen auch dafür, dass neue Anforderungen der Märkte bei Weiterentwick-lungen berücksichtigt werden.

13.1 Aufgaben

Wesentliche Aufgaben von PI sind:

• Pflege und Weiterentwicklung der Technologien PROFIBUS und PROFINET.

• Förderung der weltweiten Verbreitung der Technologien.

• Investitionsschutz für Anwen-der und Hersteller durch Ein-flussnahme auf die Standardi-sierung und Normung.

• Interessensvertretung der Mit-glieder gegenüber Normungs-gremien und Verbänden.

• Weltweite technische Unter-stützung durch Competence und Training Center.

• Qualitätssicherung durch Ge-rätezertifizierung.

Mitgliedschaft Die Mitgliedschaft ist regional or-ganisiert. Sie steht allen Unter-nehmen, Verbänden, Instituten so-wie Personen offen, die sich in konstruktiver Weise an der Ent-wicklung und Verbreitung der Technologien PROFIBUS und PROFINET beteiligen wollen. Durch das gemeinsame Wirken der oft sehr unterschiedlichen und aus verschiedenen Branchen stam-menden Mitglieder wird ein erhebli-cher Synergieeffekt und ein breiter Informationsaustausch generiert. Das führt zu innovativen Lösungen, effektiver Ressourcennutzung und letztlich zu Wettbewerbsvorteilen am Markt.

13.2 Organisation der Technologie-Entwicklung

Die Aktivitäten zur Technologie-entwicklung werden durch den Bei-rat (Advisory Board) gesteuert.

Die Entwicklungsteams sind orga-nisiert in Fachausschüssen (Tech-nical Committees, TC) mit über 50 festen Arbeitskreisen (Working Groups, WG). Dazu kommt eine wechselnde Zahl von Ad Hoc WGs, die spezifische zeitlich begrenzte Themen aufnehmen.

Die WGs erarbeiten neue Spezifi-kationen und Profile, kümmern sich um Qualitätssicherung und Stan-dardisierung, arbeiten in Nor-mungsgremien mit und führen wir-kungsvolle Marketingmaßnahmen (Ausstellungen, Präsentationen) zur Verbreitung der Technologien durch. Die Geschäftsstelle (PI Support Center) koordiniert alle an-fallenden Aktivitäten.

An der Entwicklung und Verbrei-tung der Technologie sind in den Arbeitskreisen mehr als 500 Ex-perten aktiv.

Die Unterteilung in die über 50 WGs erlaubt eine sehr effiziente Entwicklungsarbeit mit Konzen-tration auf bestimmte Themen und Branchen.

Alle Mitglieder haben das Recht zur Mitarbeit in den Arbeitskreisen und können damit auf die Weiter-entwicklung Einfluss nehmen. Alle neuen Arbeitsergebnisse werden den Mitgliedern zur Kommentie-rung vorgelegt, bevor sie durch den Beirat freigegeben werden.

13.3 Technischer Support

PI unterhält weltweit über 30 Com-petence und Training Center und hat 7 Testlabore für Zertifizierungs-arbeiten akkreditiert. Diese Einrich-tungen beraten, schulen und unter-stützen die Anwender und Herstel-ler vielfältig bzw. führen Tests zur Zertifizierung von Geräten durch. Als Einrichtung von PI bieten sie ih-re Dienste im Rahmen des verein-barten Regelwerkes firmenneutral an. Sie werden regelmäßig auf ihre Eignung hin in einem der jeweiligen Gruppe zugeschnittenen Akkredi-tierungsprozess überprüft. Aktuelle Adressen finden sich auf der Web-site der Organisation.

Abbildung 13.1: PI-Organisation


13.4 Dokumentation

PI bietet als Support für Anwender und Hersteller eine sehr umfang-reiche Dokumentation an. Diese ist in englischer Sprache ausgeführt.

PROFINET Standard Beinhaltet die grundlegenden Spe-zifikationen von PROFINET CBA und PROFINET IO sowie eine Auswahl aus anderen Dokumenten wie die Gerätebeschreibung GSDML für PROFINET IO.

PROFINET Guidelines beinhalten Festlegungen über z. B. Implementierungen, Testab-läufe, sowie Installationen.

PROFINET Profiles beinhalten die verabschiedeten Profilspezifikationen. Hier wird zwi-schen branchenspezifischen und allgemeinen Anwendungsprofilen unterschieden.

Broschüren und Bücher Wesentliche Themen werden aus Marketingsicht in Broschüren prä-sentiert. Für PROFINET steht eine entsprechende Broschüre zur Ver-fügung.

Die Dokumente können von der Website www.profinet.com herun-tergeladen werden. Bei Bedarf können sie auch auf elektroni-schem Wege bzw. als CD-ROM bezogen werden. Eine Liste der verfügbaren Dokumentation ist e-benfalls auf der Website erhältlich.

13.5 Website

PI unterhält für die beiden Techno-logien PROFIBUS und PROFINET eine gemeinsame Website in engli-scher Sprache (www.profibus.com bzw. www.profinet.com). Die RPAs stellen darüber hinaus Websites in lokalen Sprachen zur Verfügung, die über die PI-Website erreicht werden können.

Auf dieser werden aktuelle Themen /Ereignisse (News/Events, Press Releases) präsentiert, stehen Infor-mationen zur Technologie zur Ver-fügung (kurze technische Beschrei-bung, FAQs, WBT), ist eine Reihe von Applikationsberichten zu finden und können durch die Mitglieder al-le technischen und Marketing-Dokumente frei heruntergeladen werden.

Für die Diskussion von technischen Fragen stehen zwei offene Foren für PROFIBUS und PROFINET zur Verfügung.

Der Produktkatalog für PROFIBUS- und PROFINET-Produkte gibt ei-nen sehr guten Einblick in die Leis-tungsfähigkeit der Mitgliedsunter-nehmen.

Members Assembly

Board of Directors

Executive Directors

Business Office

Advisory Board

Certification Office

TC 3 FAFactory Automation

Profiles

TC 1Test and Certification

TC 2Communication Profiles

TC 3 PAProcess Automation

Profiles

TC 4System Integration

TC 1Marketing

Members Assembly

Board of Directors

Executive Directors

Business Office

Advisory Board

Certification Office

TC 3 FAFactory Automation

Profiles

TC 1Test and Certification

TC 2Communication Profiles

TC 3 PAProcess Automation

Profiles

TC 4System Integration

TC 1Marketing

Abbildung 13.2: Organisationsstruktur für die Technologie-Entwicklung


14. Glossar

AR Application Relation Logische Applikationsbeziehung zwischen zwei Teilneh-mern, die eine oder mehrere Kommunikationsbeziehungen umfassen kann.

Client/Server Prinzip der Verbindungsaufnahme Der Netzteilnehmer, der eine Verbindung aufnimmt, wird als Client bezeichnet. Ein Server dagegen ist der Teilneh-mer, zu dem eine Verbindung aufgebaut wird.

Component Generator

Funktionale Erweiterung eines Hersteller spezifischen Pro-jektierungstools zur Erzeugung der XML-basierten PROFI-NET Component Description (PCD).

CR Communication Relation Logische Kommunikationsbeziehung (Kanal) zwischen zwei Teilnehmern, die mit einem spezifischen Protokoll be-trieben wird.

CSMA/CD Carrier Sense Multiple Ac-cess/Collision Detection

Verfahren zur Regelung des Zugriffs der einzelnen Teil-nehmer auf den Bus

DCP Discovery and Basic Configuration Definiert die Vergabe der IP-Parameter mit Hersteller spe-zifischen Projektier-/Programmiertools oder im anlagenwei-ten Engineering, z.B. im PROFINET-Verschaltungseditor.

DHCP Dynamic Host Configuration Pro-tocol

De-facto-Standard zur dynamischen Vergabe und Verwal-tung von IP-Adressen aus einem vordefinierten Bereich

ERP Enterprise Ressource Planning

Ethernet Geschütztes Warenzeichen der Fa. Xerox (1975 vorgestellt)

Ethernet ist standardisiert und dient zur Beschreibung der physikalischen und Data Link Ebene eines Netzwerkes.

Ethertype

Bestandteil eines Ethernet-Telegramms, der den Protokoll-Typ anzeigt. Die Ethertypes werden von IEEE vergeben und sind deshalb ein eindeutiges Unterscheidungskriterium zu anderen Protokollen. RT-Kommunikation innerhalb ei-nes Netzwerks wird bei PROFINET durch den Ethertype 0x8892 gekennzeichnet.

FTP File Transfer Protokoll Protokoll zur Übertragung von Dateien; setzt auf TCP/IP auf

Gateway Verbindung zweier Netzwerke mit unterschiedlicher Soft- und Hardware

GSD General Station Description

Eine GSD (General Station Description) enthält die GSDML-basierte Beschreibung der Eigenschaften von IO-Devices wie Kommunikationsparameter sowie Anzahl, Art, Konfigurationsdaten, Parameter und Diagnoseinformatio-nen von Modulen.

GSDML General Station Description Markup Language

GSDML ist die Beschreibungssprache zur Erstellung einer GSD-Datei für PROFINET IO-Devices. Sie ist XML-basiert.

HMI Human Machine Interface Erscheinungsbild eine Systems auf der Bedien- und Beo-bachtungsplattform

HTML Hypertext Markup Language Dokumentenbeschreibungssprache HTTP Hypertext Transfer Protocol Applikationsprotokoll, das im Internet genutzt wird. I&M Func-tions

Identification and Maintenance Functions

I&M-Functions sind allgemeine Auskunftsfunktionen über Geräte wie Hersteller, Ausgabestand, Bestelldaten, u.s.w.

IO-Controller Gerät (typischerweise eine Steuerung), das den IO-Daten-verkehr initiiert.

IO-Device Dezentral zugeordnetes Feldgerät, das einem IO-Controller zugeordnet ist.

IO-Supervisor Programmiergerät/PC mit Inbetriebnahme- und Diagnose-funktionen bei PROFINET IO

IP Internet Protocol Verbindungsloses Protokoll zur Übertragung von Datente-legrammen. IP wird häufig in Zusammenhang mit TCP ge-nutzt, um eine sichere Datenübertragung zu gewährleisten.

IRT Isochronous Real-Time

Isochroner Echtzeitkanal für besonders anspruchsvolle An-forderungen von beispielsweise Motion Control-Anwen-dungen (taktsynchrone Anwendungen). Durch die Realisie-rung als Hardware sind Taktraten unter 1 ms und eine Jit-ter-Genauigkeit von 1 µs erreichbar.

Komponente Component

Software-Repräsentation eines technologischen Moduls mit definierter Funktionalität. Ein Automatisierungssystem be-steht aus verschiedenen PROFINET-Komponenten. Eine PROFINET-Komponente enthält im Allgemeinen eine tech-nologische Funktion, die durch ein Gerät oder Maschine erbracht wird.


MAC Adresse Media Access Control Adresse Wird auch als Ethernet-Adresse bezeichnet und dient zur Identifizierung eines Ethernet-Knotens. Die Ethernet-Adresse ist 6 Byte lang und wird von IEEE vergeben.

MES Manufacturing Execution System

Objekt Informationsträger, der einen zeitlich veränderbaren Zu-stand besitzt und für den definiert ist, wie er auf eingehen-de Nachrichten zu reagieren hat

OLE Object Linking and Embedding Mechanismus zum Erzeugen und Editieren von Dokumen-ten, die Objekte enthalten, die von verschiedenen Applika-tionen erzeugt wurden

OPC OLE for Process Control 1996 eingeführte und allgemein anerkannte Schnittstelle zum Datenaustausch zwischen Windows-basierten An-wendungen in der Automatisierungstechnik.

PCD PROFINET Component Descrip-tion

XML-basierte Datei, die Informationen über die Funktionen und Objekte von PROFINET-Komponenten enthält.

PROFINET Component Editor

Stand-alone Tool zur Erzeugung von XML-basierten PRO-FINET Component Description (PCD) Dateien; verfügbar zum Download auf der Website www.profibus.com.

Proxy

Im Objektmodel ein Stellvertreterobjekt, das die PROFI-NET-Sicht auf ein Feldgerät oder eine Feldgerätegruppe abbildet. Der Proxy ist am Ethernet der Stellvertreter für ein oder mehrere PROFIBUS-Geräte.

PTCP ...

RPC Remote Procedure Call Definierte Aufrufschnittstelle, um Programme in entfernten Geräten aufrufen zu können.

Runtime Laufzeit Bezeichnung für den Status einer Anlage "im Betrieb" im Gegensatz zum Status der Anlage "während des Eninee-rings"

SNMP Simple Network Management Pro-tocol

Ein TCP/IP basiertes Kommunikationsprotokoll zur War-tung und Überwachung von Netzkomponenten

RT Real-Time

Echtzeitkanal für die Übertragung von zeit-kritischen Pro-zess-Daten innerhalb der Produktionsanlage im Bereich Factory Automation. Die Realisierung kann als Software auf Basis vorhandener Controller erfolgen.

Switch-Technologie

Technologie zur Aufteilung eines Ethernet-Netzwerkes in verschiedene Teilnetze; dient zur Vermeidung von Kollisio-nen und zur besseren Ausnutzung der Bandbreite.

TCP Transmission Control Proto-col/Internet Protocol

Kommunikationsprotokoll für den Datentransfer zwischen lokalen Netzwerken. TCP ist verbindungsorientiert und wird zur Kommunikation im Internet verwendet. TCP wird meis-tens in Zusammenhang mit IP genutzt (TCP/IP)

UDP User Datagram Protocol Transportprotokoll mit Broadcast-Eigenschaften; geeignet zur Übertragung zeitkritischer I/O-Daten

UIC Union Internationale des Chemins de Fer Internatonaler Eisenbahnverband

Verschal-tungseditor

Herstellerunabhängiges Engineeringtool zur Projektierung von anlagenweiten Anwendungen. Der Verschaltungseditor führt die einzelnen verteilten Anwendungen anlagenweit graphisch zusammen.

VLAN Tag Virtuelles Lokales Netz

Zur bevorzugten Übermittlung der RT-Daten wird ein soge-nanntes VLAN-Tag eingefügt, das im Wesentlichen eine Priorisierungsstufe des Frames enthält und dadurch die bevorzugte Weiterleitung in Switches bewirkt.

XML Extensible Markup Language Definition einer strukturierten Datenbeschreibung WTB Wire Train Bus

Weitere Informationen sowie die PROFIBUS und PROFINET Dokumente, Profile und die

PROFINET Runtime Software sind auf der Website www.profinet.com verfügbar.

PROFINET

Systembeschreibung Version April 2006 Bestellnummer 4.131 Herausgeber PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. Haid-und-Neu-Straße 7 76131 Karlsruhe Deutschland Tel. : +49 721 96 58 590 Fax : +49 721 96 58 589 [email protected] Haftungsausschluss Die PROFIBUS Nutzerorganisation hat den Inhalt dieser Broschüre mit großer Sorgfalt erarbeitet. Dennoch kön-nen Fehler nicht ausgeschlossen werden. Eine Haftung der PROFIBUS Nutzerorganisation, gleich aus welchem Rechtsgrund, ist ausgeschlossen. Die Angaben in dieser Broschüre werden jedoch regelmäßig überprüft. Not-wendige Korrekturen sind in den nachfolgenden Auflagen enthalten. Für Verbesserungsvorschläge sind wir dank-bar.

Die in dieser Broschüre wiedergegebenen Bezeichnungen können Warenzeichen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.

Diese Broschüre ist nicht als Ersatz der Standards IEC 61158 und IEC 61784 und der PROFIBUS Richtlinien und Profile gedacht, die in allen Zweifelsfällen unbedingt beachtet werden müssen.

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Australia & New Zealand PROFIBUS User Group Mr. John ImmelmannPO Box 797North Ryde Business CentreNSW 1670 North RydePhone: +61 2 8877 7007Fax: +61 2 8877 [email protected]

PROFIBUS BelgiumMr. Herman LoogheAugust Reyerslaan 801030 BrusselsPhone: +32 2 706 80 00Fax: +32 2 706 80 [email protected]

Ass. PROFIBUS Brazilc/o Siemens Ltda IND1 ASMr. Paulo CamargoR. Cel. Bento Bicudo, 11105069-900 Sao Paolo, SPPhone: +55 11 3833 4958Fax: +55 11 3833 [email protected]

Chinese PROFIBUS User Organisationc/o China Ass. for Mechatronics Technology and ApplicationsMrs. WangJun1Jiaochangkou Street Deshengmenwai100011 BeijingPhone: +86 10 62 02 92 18Fax: +86 10 62 01 78 [email protected]

PROFIBUS Association Czech Republic Mr. Zdenek HanzalekKarlovo nam. 1312135 Prague 2Phone: +420 2 2435 7610Fax: +420 2 2435 [email protected]

PROFIBUS DenmarkMr. Kim HusmerJydebjergvej 12A3230 GraestedPhone: +45 40 7896 36Fax: +45 44 9777 [email protected]

PROFIBUS Finlandc/o AEL AutomaatioMr. Taisto KaijanenKaarnatie 400410 HelsinkiPhone: +35 8 9 5307259Fax: +35 8 9 [email protected]

France PROFIBUSMrs. Christiane Bigot4, rue des Colonels Renard75017 ParisPhone: +33 1 42 83 79 13Fax: +33 1 42 83 79 [email protected]

PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. (PNO)Mr. V. Oestreich, Mr. P. WenzelHaid-und-Neu-Str. 776131 KarlsruhePhone: +49 721 96 58 590Fax: +49 721 96 58 [email protected]

Irish PROFIBUS User GroupUniversity of LimerickMr. Hassan KaghazchiAutomation Research CentreNational Technology Park - PlasseyLimerickPhone: +353 61 202 107Fax: +353 61 202 [email protected]

PROFIBUS Network ItaliaMr. Maurizio GhizzoniVia Branze, 3825123 BresciaPhone: +39 030 338 4030Fax: +39 030 396 [email protected]

Japanese PROFIBUS OrganisationMr. Shinichi MotoyoshiTakanawa Park Tower3-20-14 Higashi-Gotanda, Shinagawa-kuTokyo 141-8641Phone: +81 3 5423 8628Fax: +81 3 5423 [email protected]

Korea PROFIBUS AssociationMr. Cha Young-Sik#306, Sungduk Building1606-3, Seocho-dong, Seocho-guSeoul 137-070, KoreaPhone: +82 2 523 5143Fax: +82 2 523 [email protected]

PROFIBUS Nederlandc/o FHIMr. Dolf van EendenburgP.O. Box 20993800 CB AmersfoortPhone: +31 33 469 0507Fax: +31 33 461 [email protected]

PROFIBUS User Organisation Norwayc/o AD Elektronikk ASMr. Kai Atle MyrvangHaugenveien 21401 SkiPhone: +47 909 88640Fax: +47 904 [email protected]

PROFIBUS PolskaMr. Dariusz Germanekul. Konarskiego 1844-100 GliwicePhone: +48 32 371365Fax: +48 32 [email protected]

PROFIBUS User Org. Russiac/o Vera + AssociationMrs. Olga SinenkoNikitinskaya str, 3105037 Moscow, RussiaPhone: +7 095 742 68 28Fax: +7 095 742 68 [email protected]

PROFIBUS SlovakiaDept. of Autom. KAR FEI STU Mr. Richard BaloghSlovak Technical UniversityIlkovièova 3 812 19 BratislavaPhone: +421 2 6029 1411Fax: +421 2 6542 [email protected]

PROFIBUS Association South East AsiaMr. Volker Schulz60 MacPherson Road, 4th FloorSingapore 348615Phone: +65 6490 6464Fax: +65 6490 [email protected]

PROFIBUS User Organisation Southern AfricaMr. Dieter DilchertP.O. Box 168871612 DowerglenPhone: +27 11 201 3200Fax: +27 11 609 [email protected]

PROFIBUS i SverigeMr. Peter BengtssonKommandörsgatan 328135 HässleholmPhone: +46 4 51 49 460Fax: +46 4 51 89 [email protected]

PROFIBUS Nutzerorganisation SchweizMrs. Karin BeyelerKreuzfeldweg 94562 BiberistPhone: +41 32 672 03 25Fax: +41 32 672 03 [email protected]

The PROFIBUS GroupMr. Bob SquirrellThe New House1 Grove RoadEpsom, Surrey, KT17 4DEPhone: +44 20 7871 7413Fax: +44 870 141 [email protected]

PTOMr. Michael J. Bryant16101 N. 82nd Street, Suite 3BScottsdale, AZ 85260 USAPhone: +1 480 483 2456Fax: +1 480 483 [email protected]

PROFIBUS InternationalSupport Center Haid-und-Neu-Straße 7 76131 KarlsruhePhone: +49 721 96 58 590Fax: +49 721 96 58 [email protected] www.profibus.com

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