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PROFINET in der Prozessautomation
Dr. Matthias Römer
Endress+Hauser Process Solutions AG
Industrial Networks Forum 2PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Inhalt
Bewertung von PROFINET in der Prozessautomation
Einsatzszenarien von PROFINET
Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA und HART-Kommunikation in PROFINET
Langfristszenario: PROFINET-Geräte für die Prozessautomation neben konventionellen PROFIBUS PA-Geräten
Anforderungen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET-Geräte für die PA
Aktuelle Spezifikationsarbeit in der PNO
Ausblick
Industrial Networks Forum 3PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Bewertung PROFINET in der Prozessautomation
Nutzen und Vorteile von PROFINET
Integrierbarkeit in etablierte Ethernet-Infrastrukturen
Einfache Integration in unternehmensweite IT
Nutzen von Ethernet-basierten IT-Diensten in Automatisierungskomponenten
Höhere Performance und erweiterte Funktionalität gegenüber Feldbussystemen
Hohe Bedeutung von PROFINET aus Sicht von Anwendervereinigungen und Feldbusorganisationen
Offen für die Integration existierender Feldbussysteme in PROFINET
PROFINET ist der Ethernet-basierte Kommunika-tionsstandard für die Automatisierungstechnik
Industrial Networks Forum 4PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Bewertung PROFINET in der Prozessautomation
Allgemeine Anforderungen für den Einsatz digitaler Kommunikation in der Prozessautomation
Lebenszyklus von Prozessanlagen (bis zu mehrere Jahrzehnte) ist deutlich länger als in der Fertigungsautomation
Hohe Anforderungen bezüglich Anlagenverfügbarkeit
Eher konservatives Verhalten beim Einsatz neuer Automatisierungstechnologien
Trotzdem sind über 500.000 PROFIBUS PA-Geräte in der Prozessautomation eingesetzt (insgesamt über 15,4 Millionen PROFIBUS-Knoten, Stand Ende 2005)
Einsatz von PROFINET wird zunächst in der Fertigungsautomation erfolgen
Investitionsschutz bei PROFIBUS PA-Installationen auch in zukünftigen Ethernet-Infrastrukturen
Industrial Networks Forum 5PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Bewertung PROFINET in der Prozessautomation
Anforderungen an Installation und elektrische Übertragungstechnik in der Prozessautomation
Kommunikation und Energiespeisung über gleiches Kabel (Manchester Bus Powered-Übertragung)
Anforderungen bezüglich Installation in explosionsgefährdeten Bereichen (z. B. durch Explosionsschutzart „eigensicher“)
Anforderungen bezüglich Flexibilität der Netzwerktopologie (PROFIBUS PA: Kombination von Linien-, Stern- und Baumstruktur möglich)
Anforderungen bezüglich Robustheit und niedriger Installationskosten
Für den Einsatz in der Prozessautomation muss PROFINET um Eigenschaften ergänzt werden, damit Anforderungen der Prozessautomation an Installa-tion und elektrische Übertragung erfüllt werden.
Industrial Networks Forum 6PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Bewertung PROFINET in der Prozessautomation
Anforderungen aus der Integration von Prozessgeräten in Prozessleitsysteme
Anforderungen an die Behandlung von
Parametrierdaten
Prozessdaten
Diagnosedaten
in Feldgeräten und Leitsystem
Anforderungen an den Engineeringprozess (z. B. Verwendung standardisierter Funktionsblöcke)
Das einheitlich bei Prozessgeräten implementierte PROFIBUS-Profil für PA-Geräte erlaubt eine einfache Integration von Prozessgeräten in Leitsysteme
PROFINET muss für den Einsatz in der Prozess-automation um die spezifischen Anforderungen der Prozessautomation hinsichtlich Systemintegration ertüchtigt werden.
Industrial Networks Forum 7PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Bewertung PROFINET in der Prozessautomation
Anwendung von HART-Kommunikation in der Prozessautomation
HART-Kommunikation ist etabliert in der Prozessautomation für die Geräteparametrierung
Mit Remote IO-Technologie können HART-Geräte einfach in PROFIBUS-basierte Leitsysteme integriert werden
Remote IOs mit PROFIBUS-Schnittstelle und HART-Ein-/Ausgängen sind in der Prozessautomation weit verbreitet
Spezifikationen für die HART-Kommunikation über PROFINET müssen erarbeitet werden.
Industrial Networks Forum 8PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Bewertung PROFINET in der Prozessautomation
Vorteile von PROFINET in der Prozessautomation
Prozesstechnische Anwendungen haben meist auch fertigungstechnische Anlagenteile („Hybridapplikationen“)
PROFINET ist die zukünftige Standardschnittstelle für Automatisierungskomponenten der Fertigungs-automation (z. B. Steuerungen, Antriebe, etc.)
Schlussfolgerung
Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA und HART in PROFINET-Systeme
Langfristszenario: PROFINET-fähige Geräte für die Prozessautomation neben bestehenden PROFIBUS PA-Geräten
Industrial Networks Forum 9PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Einsatzszenarien von PROFINET in der PA
Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET
Erfüllen der branchenspezifischen Anforderungen durch PROFIBUS PA einerseits
Nutzen der PROFINET-Vorteile andererseits
Für existierende PROFIBUS PA-Installationen ist aus Gründen des Investitionsschutzes die durchgängige Integration zwingend erforderlich
Die durchgängige Integration erlaubt die Migration von PROFIBUS PA nach PROFINET
PROFINET wird zukünftig zusätzlich die Rolle des offenen Systembusses in Leitsystemen (Kommunikationsbackbone) einnehmen
Aufgrund der branchenspezifischen Eigenschaften wird PROFIBUS PA auch zukünftig seine bedeutende Rolle in der Prozessautomation behalten
Industrial Networks Forum 10PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Einsatzszenarien von PROFINET in der PA
Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET
ProxyPROFINET/
PROFIBUS PA
Industrial Networks Forum 11PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Einsatzszenarien von PROFINET in der PA
Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von HART in PROFINET
HART-fähige Remote IOs mit PROFINET-Schnittstelle
Vergleichbar mit den etablierten PROFIBUS-Remote Ios mit HART-fähigen Ein-/Ausgängen
Spezifikationen zur Übertragung von HART-Kommandos über PROFINET ist zu erarbeiten (vergleichbar dem PROFIBUS-Profil „HART on PROFIBUS“)
Industrial Networks Forum 12PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Einsatzszenarien von PROFINET in der PA
Langfristszenario: PROFINET-Geräte für die Prozessautomation neben PROFIBUS PA-Geräten
Die Verfügbarkeit von PROFINET-Geräten für die Prozessautomation hängt von der Anpassung der PROFINET-Technologie an die branchenspezifischen Rahmenbedingungen ab
Verfügbar werden in erster Linie PROFINET-Geräte sein,
die heute mit RS 485-Übertragung ausgestattet sind
die aufgrund ihres Funktionsumfangs eine höherperformante Schnittstelle erfordern
bei denen sich aufgrund ihrer Preisposition eine PROFINET-Schnittstelle nur marginal auf den Gerätepreis auswirkt
Ein Trend zur Ausrüstung von Low-Cost-Prozessgeräten mit PROFINET ist nicht erkennbar
Industrial Networks Forum 13PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Anforderungen für die PROFIBUS PA-Integration
Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET (Kurzfristszenario) erfordert Erweiterung des Proxy-Konzepts
Abbilden des PROFIBUS-Kommunikationsprotokolls auf das PROFINET-Protokoll
Verankerung eines geeigneten Gerätemodells im Proxykonzept
Netzwerkübergang PROFINET IO und PROFIBUS PA wird durch PROFINET IO-Device gebildet
PROFINET IO-Device beinhaltet PROFIBUS-Masterfunktionalität
Offene Engineeringkonzepte für die Unterstützung der bei PROFIBUS PA etablierten Integrationstechniken sollen unverändert gelten (GSD, EDDL, FDT).
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Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Anforderungen für die PROFIBUS PA-Integration
PROFINET IO Device
PROFIBUS Master C1
MBP
PROFINET IO Device
PROFIBUS Master C2
MBP
PROFINET IO Device
PROFIBUS SlaveMBP
Ethernet
Unterschiedliche Konzepte der Integration von PROFIBUS PA in PROFINET:
Ethernet Ethernet
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Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Anforderungen an PROFINET-Geräte für die PA
Die Entwicklung von PROFINET-Geräten für die Prozessautomation (Langfristszenario) erfordert:
Die Spezifikation von PROFINET-Profilen, die zu den existierenden PROFIBUS-Profilen für PA-Geräte korrespondieren
Die Möglichkeit zur Weiterverwendung der etablierten Geräteintegrationsmethoden EDDL und FDT
Dazu sollten in einem PROFINET-Profil für PA-Geräte
die Bedeutung von Profilparametern
Längen von Parametern und Datentypen
Zugriffsrechte und Speicherverhalten von Parametern
identisch dem PROFIBUS-Profil für PA-Geräte sein
Industrial Networks Forum 16PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Aktuelle Spezifikationsarbeit in der PNO
Arbeitsgruppe Feldbusintegration:
Aufgabe: Spezifikation der Integration unterschiedlicher Feldbussysteme in PROFINET
PROFIBUS DP/PROFIBUS PA
Device NET, AS-i, IO-Link, HART
CC-Link, FF H1, CANopen
Modbus RTU, ControlNet
Alle Spezifikationen werden einen einheitlichen Rahmen mit den verwendeten Inegrationsprinzipien haben
Spezifikationsarbeiten für PROFIBUS, AS-i stehen kurz vor Abschluss, Spezifikation für Interbus sind abgeschlossen.
Arbeitsgruppe DCS Requirements (in Gründung)
Aufgabe: Behandlung von Aspekten PROFINET-basierter Leitsysteme mit Feldbusintegration (Geräteparametrierung, Engineering, Redundanz, etc.)
Industrial Networks Forum 17PROFIBUS International
Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation
Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA
Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration
Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA
Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten
Ausblick
Ausblick
PROFINET wird in der Prozessautomation kommen, etablierte PROFIBUS PA-Technologie wird nicht ersetzt
Aufgrund
fertigungstechnischer Anlagenteile in fast allen prozesstechnischen Anlagen
Investitionsschutz von PROFIBUS PA-Installationen
Migrationsmöglichkeiten von PROFIBUS PA nach PROFINET
ist die durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET von zentraler Bedeutung
Langfristig werden auch PROFINET-Geräte in der Prozessautomation verfügbar sein
Die diesbezüglichen Spezifikationen entstehen aktuell innerhalb der Arbeitskreise der PNO.