profinet - siemens

Automation and Drives

ROFINETPO padrão Ethernet Industrial para automação

Marcelo Rodrigues – SIEMENS Ltda.


TecnologiaPROFINET

PROFINET Technology A&D AS/PT2/MC, 08/2005 2

Requisitos & Tendências

PROFINET

Comunicaçãoem tempo real

Periferiadistribuída

Motion Control

Automação distribuída

Instalação da rede

Padrões da TI & Segurança

Safety

Processo


Field bus Technology – Time LineHistoria da Tecnologia Fieldbus

2000: Profibus PA

1950: Analog (4-20 mA)

1979: Point to Point (Modbus)

1986: Hart

1987: Profibus

1969: RS-232-C


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Tendências na automação

Troca de estruturas de controle centralizadaspor periferia distribuída

Aumento do uso de padrões abertosda TI na automação

Uso de Ethernet em todos os níveis da automação

TI e automação estão

crescendo juntas


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Por que usar Ethernet em um ambiente industrial?

Uma estrutura de rede uniformizada

Continuidade até o chão de fábrica

Redução de interfaces Engenharia em qualquer ponto

da planta

Uso das vantagens da TI nasáreas de produção

Acesso remoto Serviços de Web Updates de Software

Melhorias em relação aos sistemas hoje existentes

Alta performance Quantidades ilimitadas Operação simples


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Requisitos específicos para Ethernet na automação industrial

Instalação industrial certificada

Engenharia em qualquer local

da planta

Alta disponibilidade

Tempos de reação

curtos

Diagnósticoseficientes

da rede e de seus componentes

Controle de acesso

configurável

Aplicações de Safety aprovadas

Integraçãode instalações

existentes

AutomaçãoIndustrial


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


PROFINET – a solução!

PROFINET é um padrão aberto de Ethernet Industrial para automação

PROFINET é baseado na Ethernet Industrial

PROFINET utiliza TCP/IP e padrões da TI

PROFINET é Ethernet em tempo real

PROFINET permite a integração com outras redes de campo


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Com PROFINET – Use um barramento para todas as tarefas!

IndustrialEthernet

Web/TCP/IP

Diagnostics

WLAN

HMI PLCPG/PC

Field device

Field device

Topologia convencional de automação

PLC

PROFINET

Field device


TecnologiaPROFINET



PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Field device

IndustrialEthernet

Web/TCP/IP

Diagnostics

IWLAN

üüü

Topologia de automação com PROFINET

HMIPG/PC PLC

Field device

Drive

MotionControl

Access-Pointü

Com PROFINET – Use um barramento para todas as tarefas!

PROFINET


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


IT-Standards

Security

VerteilteIntelligenz

DezentraleFeldgeräte

MotionControl

Echtzeit-Kommuni-

kation

Netzwerk-Installation

Safety PROFINETPROFINETPadrões da TI

& Segurança

Processo

Automaçãodistribuída


MotionControl

Comunicação em tempo real


Safety

PROFINET – Os tópicos

PROFINET – o padrão Ethernet industrial abrangente


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


DezentraleFeldgeräte

DezentraleFeldgerätePROFINETPadrões da TI

& Segurança

Processo



MotionControl



Safety



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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Tempo real (Real Time - RT) Uso de componentes padronizados Mesma classe de performance dos sistemas

Fieldbus atuais(por ex.: PROFIBUS)

Aplicação típica: automação industrial

Tempo real isócrono (Isochronous real-time - IRT)

Transmissão de dados isócrona Tempos de ciclo <1ms com variação (jitter) <1µs Aplicação típica: motion control

Para esta finalidade, PROFINET utiliza: Moderna tecnologia de rede Mecanismos de priorização

PROFINET é Ethernet em tempo real

• Mestre para Ciclo de Rede: é o circuito eleito para ser o responsável por fornecer o sinal de relógio que vai sincronizar a rede. Desta forma, vários

eventos na rede poderão ser realizados de forma isócrona, ou seja, sincronizados por um único relógioEstas duas modalidades podem ser utilizadas ao mesmo tempo


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


<1ms10ms100ms

InternetInternet

Automação industrialMotion Control

TCP/IP

Tempo realDados do processo

Comunicação padronizada com baixos tempos de reação

Serviços da TI e de tempo real simultaneamente, em um só cabo

Comunicação em tempo real escalonável, deste aplicações pouco críticas em relação ao tempo até aplicações de alta performance

Comunicação TCP/IP ilimitada

Serviços da TI

PROFINET Comunicação em tempo real


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Performance para Motion Control com IRT

Reserve capacity is an advantage, e.g. for dynamic transfer of cam discs Parallel and unrestricted IT communication...

Reserve PROFINET capacity is benchmark – and more than sufficient for the foreseeable future.

PROFINET

Real-Time communication

Performance values for Motion Control applications with PROFINET and IRT

*) Number of devices each with 40 bytes input data and 40 bytes output data on a controller with 4 portsThe limits of a specified controller regarding I/O area, cycle time and number of nodes must be considered

Cycle time 1 ms 500 ms 250 ms

Number of nodes*) 272 128 56

Jitter <1 ms <1 ms <1 ms

Reserved for open communication with standard IT protocols

50% 50% 50%


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Periferia distribuída

PROFINETPadrões da TI& Segurança

Processo



MotionControl


Safety Comunicação em tempo real


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


ET200 com conexão Ethernete comunicação PROFINET

Uso dos módulos de E/S existentessem modificações

PROFIBUS

Configuração dos dispositivos feita do modo usual

Programação do CLPcom comandos conhecidos

Uso flexível de periferia distribuída em PROFIBUSe Ethernet Industrial

Expansão do espectro de produtos


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Classes de dispositivos PROFINET

Controlador de E/S: Troca de sinais de E/S com os dispositivos no campo Acesso aos sinais de E/S via imagem do processo

Dispositivo de E/S: O dispositivo de campo alocado ao controlador de E/S

Supervisor de E/S: Estação de IHM e diagnóstico

PLC Controlador de E/S

PG/PCSupervisor

Dispositivo de campoDispositivo de E/S

Parametrização Diagnose Status/Controle

Parametrização Diagnose Status/Controle

Configuração Dados do processo Diagnose

Configuração Dados do processo Diagnose


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


Configuração em STEP7

A mesma tela de configuração para PROFIBUS e PROFINET

Início rápido na PROFINET através do uso do conhecimento já existente do usuário

GSDML

GSD + XML = GSDML

STEP7 / HW-Config


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Motion Control




Safety

Processo


Informação estruturada de diagnóstico

Diagnóstico do dispositivo PROFINET

Em três níveis: dispositivo slot canal

Para componentes de rede:

endereço localização do erro

Canal 0

Canal 1

Canal 2

Canal n+x

Módulo 1

...

Canal 0

Canal 1

Canal 2

Canal n+x

...

Canal 0

Canal 1

Canal 2

...

Módulo 2

Nível 3: erro no canal (por ex.: fio quebrado no canal 2)

Nível 2: erro no módulo(por ex.: entrada analógica 3)

Nível 1: erro no dispositivo

(por ex.: ilha de válvulas 2)

Diagnósticos Open Network

Endereço IP, Localização, Estatísticas

Diagnósticos Open Network

SNMP Web


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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


PROFINET- diagnose de dispositivos em STEP7

Diagnose detalhada

Localização e remoção eficiente do erro com ajuda de diagnósticos integrados ao sistema

A mesma tela de diagnósticos para PROFIBUS e PROFINET Diagnose geral


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Motion Control




Safety

Processo


Integração do PROFIBUS na PROFINET

Comunicação transparente entreEthernet e PROFIBUS

Proxy representa os dispositivos PROFIBUS na rede Ethernet

Proxy é um dispositivo PROFINET na rede Ethernet e DP-Master na rede PROFIBUS

Proxy

Abertura através da integração das redes de campo existentesProteção do investimento para fornecedores de dispositivos eclientes finais


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Motion Control




Safety

Processo



MotionControl


Processo






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PROFINET



Motion Control




Safety

Processo


O que éAutomação Baseada em Componentes ?

Máquina 1ON STARTING

START READY

STOP

Lifestate

RUNNINGHELD


START READY

STOP

Lifestate

RUNNINGHELD


START READY

STOP

Lifestate

RUNNINGHELD


START READY

STOP

Lifestate

RUNNINGHELD

Modularização simples de fábricas e linhas de produção utilizando inteligência distribuída

Comunicação entre dispositivos ao longo da linha de produção

Configuração gráficada comunicação entre os módulos tecnológicos

Coordenador da plantaON BOOL BOOL STARTING

START BOOL BOOL READY

STOP BOOL

UI1 Lifestate

BOOL RUNNING

BOLD HELD


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Motion Control




Safety

Processo

Automation and DrivesCom Automação Baseada em Componentes:configurar ao invés de programar, com iMap

Configuração gráfica dos links de comunicação

Máquina 1START BOOL BOOL STARTING

STOP BOOL BOOL READY

Cnt_IN BOOL

UI1 Lifestate

BOOL RUNNING

I4 Cnt_OUT



Cnt_IN BOOL

UI1 Lifestate

BOOL RUNNING

I4 Cnt_OUT



Cnt_IN BOOL

UI1 Lifestate

BOOL RUNNING

I4 Cnt_OUT

PROFINET padroniza A descrição dos módulos

tecnológicos

Comunicação implícita entreos módulos


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Motion Control




Safety

Processo



MotionControl


Processo



Instalaçãoda rede



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Motion Control




Safety

Processo


PROFINET utiliza o padrão Switched Ethernet, 100 Mbit/s

PROFINET utiliza componentes Ethernet Industrial baseados nas já bem conhecidas normas IEEE

Os componentes Ethernet Industrial superam e ampliam os padrões existentes com características especiais, para poder atender as crescentes exigências da comunicação industrial

Desde 1985, a Siemens e muitos outros usuários tem dependido da rede Ethernet para a comunicação de dadosna indústria

Infraestrutura de rede para PROFINET

Graças a rede PROFINET, a Ethernet Industrial está chegando até mesmo ao nível de chão de fábrica!


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Motion Control




Safety

Processo


Guia de instalação PROFINET

PROFINET

Operadores de rede:

Regras simples para a instalação da rede

Não é exigido conhecimento especializado de rede para a instalação da PROFINET

Fabricantes de dispositivos :

Definição de informações precisas para o desenvolvimento de dispositivos

Características mecânicas e elétricas das interfaces

O “Guia de instalação PROFINET“ complementa as normas de cabeamento estruturado predial para poder atender as exigências do setor industrial


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Motion Control




Safety

Processo


Ethernet Industrial - topologias

Nutzen:

Linha

Estrela

Anel

Todas as topologias podem ser utilizadas A estrutura em anel garante alta disponibilidade A estrutura em linha minimiza os custos de

cabeamento

Árvore

Estruturas otimizadas de rede para redução de custos em todas as aplicações


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Safety

Processo


Sistema de transmissão e de conexão

Tecnologia de transmissão baseada em fios de cobre conforme norma 8802-3Cabos

Par trançado, conforme norma IEC 11801/61156 Versão híbrida (dados + energia)

Conector IP20 Padrão RJ45 para ambiente de escritório Pode ser montado no campo

Conector IP65 Projeto compatível com o mundo IP20 Versão híbrida (dados + energia) Conector redondo M12 (4-pinos) Pode ser montado no campo

Tecnologia de transmissão baseada em fibra óptica conforme norma 8802-3

Cabos de fibra óptica de vidroconforme normas IEC 60793, 60794,

Fibra óptica de plástico está sob avaliação Conectores de encaixe e baioneta


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Motion Control




Safety

Processo


Componentes de rede ativos

Sistema PROFINET: uma solução integrada, inclusive na infraestrutura de rede

Ampla linha de switch‘s Ethernet Industrial (tipo de mídia, tipo de proteção, funcionalidade)

Configuração e diagnose simples com STEP 7

Funções abrangentes de diagnose via PROFINET, SNMP, Web

Suporte otimizado para os serviços PROFINET em tempo real RT e IRT


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Safety

Processo


Configurando e diagnosticando switch‘s em STEP 7

Configuração simples dos switch‘s SCALANCE X com STEP 7

A mesma tela de configuração e diagnóstico dos dispositivos de campo

Configuração da Porta

Diagnóstico


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Safety

Processo


Novas aplicações PROFINET com LAN Industrial sem fio

Comunicação Wireless: mobilidade para novas aplicações

Sistemas de veículos guiados automaticamente (AGV‘s)

Transportadores aéreos Locais de instalação inacessíveis Conexão entre prédios e ruas Terminais móveis

Características adicionais para a indústria

Redundante Determinística Robusta Norma Wireless

IEEE 802.11a/b & g SCALANCE WTão segura e confiável quanto as redes com fios!

SCALANCE W


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Motion Control




Safety

Processo


Confiabilidade IWLAN

Redundância Graças ao uso de “Access

Points” com duas placas de rádio: 2.4GHz e 5 GHz

IWLAN em tempo real A alocação de dados SCALANCE

W permite tempos de ciclo < 15 ms.

Roaming rápido Para aplicação em em

transportadores aéreos como alternativa aos trilhos condutores

Cliente Ethernet Industrial

Access Point

Novas possibilidades graças a PROFINET e IWLAN!


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Motion Control




Safety

Processo



MotionControl


Processo






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Motion Control




Safety

Processo


Integração na Web para diagnose e service

Acesso à informação do mundo da automação Independente de qualquer ferramenta de

engenharia Possível com qualquer navegador Independente da localização

@ Diagnóstico remoto

Dúvidas freqüentes (FAQs)

Download de documentação

Otimização do processo

Updates de Software


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Motion Control




Safety

Processo


Segurança, dentro e fora da planta

Segurança

Segurança da planta, contra erros de operação, manipulação e espionagem, baseada em padrões de segurança

Segurança contra Alocação errada de

endereços Acesso não autorizado Espionagem Manipulação

A solução de segurança é escalonável e é livre de repercussões

Não é necessário conhecimento especializado

Padrões de segurança eficazes e certificados


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Motion Control




Safety

Processo


Segurança da rede, graças ao SCALANCE S

O módulo de segurança tem 2 portas

Porta segura(para conexão de LAN protegida)

LED‘s de diagnóstico

Porta não protegida(para conexão de LAN ou WAN não protegida)

Uma porta "verde" Para conexão do

dispositivo ou segmento de rede a ser assegurado

Para autenticação pelo módulo de segurança

Uma porta "vermelha" Para conexão da rede

"não protegida" Túneis VPN para os

outros módulos de segurança

Solução integrada de sistema para a segurança industrial


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Motion Control




Safety

Processo


Safety (Segurança)

MotionControl


Processo




Safety



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Motion Control




Safety

Processo


Processo

Processo

MotionControl







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Motion Control




Safety

Processo


PROFINET na indústria de processo

Proxy

PROFIBUS oferece uma solução atual para a indústria de processo

Integração total entre redes PROFIBUS e PROFINET As exigências da indústria de processo são

atendidas pelo padrão PROFINET

PROFINET - o padrão para todas as aplicações em automação


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Motion Control




Safety

Processo


Resumo

PROFINET é a solução para todas as exigências da indústria

Um único fornecedor para nosso clientes PROFIBUS – líder mundial em rede Fieldbus PROFINET- o padrão inovador e abrangente de

rede Ethernet Industrial

A estratégia da Siemens A&D com a rede PROFINET é criar a tendência de usar Ethernet em todos os níveis da automação industrial

PROFINET – O padrão Ethernet Industrial para automaçãoDados E/S

Motion

Safety

Processo

A solução para um sistema inovador e abrangente

ROFINETPFilme

OBRIGADO....!!!!!

Marcelo do N. Rodrigues SIEMENS LTDA A&C - Automation and Control Regional Curitiba Skype: mnrodrigues34 E-mail: [email protected]

blocked::mailto:[email protected]

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