_11_PROFInet

PROFInet Tecnologías de Control

Índice TEMA – PROFInet – Conceptos Básicos 1. – Introducción 2. – Fundamentos 3. – Sistemas de Transmisión en Tiempo Real 4. – Dispositivos Descentralizados de Campo 5. – Control de Movimientos 6. – Automatización Descentralizada 7. – Instalación de Red 8. – Seguridad Funcional en PROFInet 9. – Proceso

Ultimas Tendencias Tecnológicas en la Automatización Tendencias 9Paso de estructuras de control centralizadas a unidades descentralizadas localmente 9Uso de Ethernet en todos los niveles de automatización 9Incremento del uso de estándares IT en automatización 9IT y automatización, mundos que crecen paralelamente

Planificación de Redes Industriales Actual Nivel Planta

Ethernet/TCP/IP

Tiempo de Ciclo de Bus < 1000 ms

Nivel Campo Tiempo de Ciclo de Bus < 10 ms

MAP/MMS Ethernet

PC/VME

CNC

Nivel Célula Tiempo de Ciclo de Bus < 100 ms

Controlador de Área

PROFIBUS-FMS VME/PC

PLC

PROFIBUS-DP

DCS

PROFIBUS-PA

Planificación de Redes Industriales PROFInet Planificación ÖUna estructura de red uniforme 9Reduce el número de interfases 9Ingeniería para toda la planta 9Continuidad hasta el nivel de campo ÖUtiliza las ventajas de la tecnología IT en el área de producción 9Acceso remoto 9Servicios Web 9Actualizaciones de software ÖVentajas respecto a los sistemas actuales 9Alto rendimiento 9Cantidades ilimitadas de nodos 9Manejo sencillo

La Respuesta a los Requisitos y Tendencias: PROFInet

9

Es el estándar abierto de Ethernet Industrial de la asociación Internacional de PROFIBUS (PI) (según IEC 61784-2)

9

Está basado en Ethernet Industrial

9

Utiliza TCP/IP y los estándares IT

9

Es Ethernet en tiempo real

9

Permite una integración homogénea de los sistemas de bus de campo

PROFInet – Estándar de Ethernet Industrial

Proceso Comunicación en tiempo real

Seguridad

Estándares IT y seguridad de acceso a red

PROFInet

Instalación de red

Dispositivos descentralizados de campo

Control de movimiento Automatización descentralizada

PROFInet Utiliza Servicios IT Ampliamente Conocidos Ahorro en programación gracias al uso de servicios IT estándares

PROFInet utiliza los innovadores servicios IT...

HTTP

SNMP

OPC

PROFInet hace uso se hace fá fácil gracias a la integració integración homogé homogénea en las herramientas de automatizació automatización

PROFInet Ofrece Acceso Remoto Sencillo a Planta ÖPROFInet ofrece un acceso transparente a la planta con servicios estándares remotos incluyendo 9Mantenimiento 9Diagnóstico y parametrización 9Puesta en marcha 9Cambios de programa

ÖTiempos de parada menores y aumento de la eficiencia en el mantenimiento

ÖComparado con los sistemas de bus de campo actuales, PROFInet permite 9La conexión de más nodos 9Rendimiento hasta 100 veces mejor en control de movimiento 9Acceso a los datos con herramientas estándares de oficina 9Comunicación sin cable con Wireless LAN Industrial

PROFInet – Puntos Fuertes

ÖFlexibilidad gracias al uso de Ethernet y estándares IT probados en campo

ÖProtección de la inversión de equipos y aplicaciones en PROFIBUS

ÖAhorro en ingeniería y puesta en marcha gracias a la modularización

ÖRendimiento hasta 100 veces mejor en aplicaciones de control de movimiento

Modos de Transmisión Tres clases de rendimiento diferentes para la comunicación basada en la Ethernet 9Transmisión acíclica sin prioridad de tiempo (NRT) (TCP/IP) 9Transmisión de datos cíclica con prioridad de tiempo (RT) 9Transmisión de datos isócrona en tiempo real (IRT)

Internet

Tiempo real isócrono (IRT)

Ö Automatización en fabricación

ÖControl de movimientos

PROFINET

100ms

10ms

<1ms

Servicios IT

TCP/IP

Datos de proceso

Tiempo real

Rendimiento de la Comunicación PROFInet La velocidad y su dispersión determinan la calidad de la transmisión de los datos en la red

n PROFInet

PROFInet

PROFInet

IRT

RT

NRT (TCP/IP)

15 %

0,25...1,0 ms

10 ms

100 %

100 ms

t

Tiempos típicos de reacción

Comunicación TCP/UDP-IP en PROFInet

Aplicaciones IT

Aplicaciones PROFInet

• HTTP • SNMP • DHCP •…

• Configuración • Diagnóstico

TCP/UDP IP Ethernet

Comunicación en Tiempo Real en PROFInet

Aplicaciones IT


• HTTP • SNMP • DHCP •…

• Configuración • Diagnóstico

Datos de Usuario TCP/UDP IP Ethernet

RT Tiempo Real IRT

Comunicación en Tiempo Real

Proceso

Comunicación en tiempo real

Seguridad



PROFInet

Control de movimiento

Instalación de red Automatización descentralizada

Sistemas de Transmisión en Tiempo Real Comunicación uniforme y tiempos de reacción rápidos 9Tiempo real y servicios IT simultáneamente en un cable 9Comunicación escalable en tiempo real 9Comunicación TCP/IP ilimitada

Además en Tiempo Real Isócrono IRT: 9Capacidad de tiempo real mejor que las soluciones propietarias actuales 9Tiempos de ciclo <1ms con dispersión <1µs Internet

Tiempo real (RT)

Ö Automatización en fabricación

Tiempo real isócrono (IRT)

ÖControl de movimientos

PROFINET

100ms

Servicios IT

Datos de proceso

10ms

<1ms

TCP/IP

Tiempo real

Mejora de la Conducta en la Arquitectura de Comunicaciones Arquitectura basada en relación Productor-Consumidor 9El tiempo necesario para la captura y procesando de los datos es independiente de comunicación 9Solo es posible la mejora del cometido mediante la optimización de los plazos en el stack de comunicación 9La velocidad de la transmisión en la línea se puede considerar como insignificante (100 Mb/s)

Productor

Consumidor

ΔT1

Proveedor de datos

Procesamiento de datos

ΔT2

Proceso stack comunicaciones

Proceso stack comunicaciones

ΔT3 Transmisión

PROFInet Implica Tiempo Real en Ethernet Tiempo Real (RT) 9Utilización de componentes de red estándares (sólo necesitan tratar prioridades) 9Rendimiento similar a los sistemas de bus de campo (p.e. PROFIBUS) Ö 5 -10 ms 9Ámbito de aplicación: automatización en fabricación

Tiempo Real Isócrono (IRT) 9Comunicación determinista 9Tiempos de ciclo 1ms con dispersión <1µs 9Ámbito de aplicación: control de movimientos 9Todos los nodos incluyen en su conexión a Ethernet un ASIC especial que garantiza el isocronismo

Ambos modos se pueden usar al mismo tiempo

Comunicación en Tiempo Real PROFInet Ventajas para la comunicación en tiempo real: 9Se reduce la longitud de telegrama de un mensaje, puesto que el overhead de protocolo no se aplica 9Los datos a transmitir están disponibles con mayor rapidez 9La carga del procesador en el dispositivo se reduce, poniéndose más rendimiento a disposición del programa de aplicación.

Tiempo Real en la Automatización de Plantas Requisitos para la automatización de plantas 9Tiempo de reacción típico de 5 –10 ms 9Uso de componentes estándares 9Abierto a servicios IT

Tiempo real para la automatización de plantas con PROFInet 9Solución basada en software con componentes estándares 9Tecnología switch para evitar colisiones 9Tiempo real a través de etiquetado VLAN según IEEE802.1Q 9Compatible con los protocolos estándares

Tiempo Real Isócrono Ventajas de Ethernet en tiempo real isócrono 9Características de tiempo real para aplicaciones deterministas de control de movimientos 9Capacidad de tiempo real coherente independiente de la carga de la red 9Abierto a aplicaciones TCP/IP e IT 9Acceso a la red ilimitado para cualquier dispositivo 9Cualquier topología de red 9Integración del switch en el dispositivo 9Redundancia suave y homogénea 9Acceso de la ingeniería vía TCP/IP

Real-Time Ethernet La comunicación Ethernet realiza el control de la aplicación 9En la parametrización se generan ventanas de tiempo, en la cuales se insertan los datos de proceso a enviar. 9En cada ventana de tiempo se pueden incluir junto con los datos de proceso, datos TCP/IP (p.e. servicios IT) 9La suma de todas las ventanas de tiempo, para la transferencia de todos los datos de los equipos de campo se conoce con el nombre de tiempo de actualización

1

2

3

4

TCP/IP

Ventana de tiempo 1 p. e. 1ms

1

5

TCP/IP TCP/IP

Ventana de tiempo 2

Tiempo de actualización

1

2

3

4

TCP/IP

Ventana de tiempo 1

1

...

Real-Time Ethernet con Modo Isócrono La realización de la transmisión de datos isócronos se basa en hardware, debido a que es la única forma de lograr el rendimiento deseado

Canal abierto (TCP/IP)

Canal IRT

Canal abierto (TCP/IP)

Canal IRT

Ciclo 2

Ciclo 1

Ciclo n

P.e. ciclo de control de posición de 1 ms Sincronización

Comunicación determinista

Datos IRT

Comunicación abierta

Datos RT y TCP/IP

Comunicación Real-Time (RT) Características de la comunicación RT 9RT ofrece características Real-Time similares a PROFIBUS 9Tiempos de ciclos reales de bus desde 10 hasta 5 ms. 9PROFInet es totalmente compatible con el estándar TCP/IP sin limitaciones

RT

Controlador y HMI

100ms

Automatización

5 ... 10ms

Motion Control

<1ms

TCP/IP Real-Time

Opciones de Comunicación Real-Time (RT) Opciones de comunicación RT 9Comunicación RT en la misma red – Comunicación TCP/IP o UDP/IP eliminada. Ethertype 0x8892 9Comunicación RT entre redes – Requiere información de dirección. RT sobre UDP 9Comunicación Multicast con RT – Comunicación a varios nodos. RT sobre UDP

RT

Controlador y HMI

Automatización

5 ... 10ms

100ms

Motion Control

<1ms

TCP/IP Real-Time

Stack de Comunicaciones RT La comunicación RT puede realizarse con cualquier controlador Ethernet

Aplicaciones PROFInet 1 Datos Estándar Datos Real-Time Real-Time

Aplicaciones IT • HTTP • SNMP • DHCP...

TCP/UDP IP

2

Ethernet

RT

1 Canal abierto TCP/IP l Parametrización de dispositivos l Lectura de datos de diagnóstico l Carga de interconexiones l Negociación del canal de comunicación para datos de usuario 2 Canal Real-Time (RT) l Alta capacidad de transmisión l Datos cíclicos l Señales controladas por evento

Distribución de los Tiempos de Refresco Mejoras de RT respecto del estándar TCP/IP 9Optimización del tiempo absoluto de transmisión: factor 6-10 9Minimización de la varianza de los tiempos de transmisión: factor 5-8 9Mejor conducta en el valor de respuesta: factor 7

n

RT

TCP/IP

15%

100%

10 msec

t

100 msec

Estructura de los Telegramas de PROFInet La comunicación Ethernet realiza el control de la aplicación 9En la parametrización se generan ventanas de tiempo, en la cuales se insertan los datos de proceso a enviar. 9En cada ventana de tiempo se pueden incluir junto con los datos de proceso, datos TCP/IP (p.e. servicios IT) 9La suma de todas las ventanas de tiempo, para la transferencia de todos los datos de los equipos de campo se conoce con el nombre de tiempo de actualización

Trama Ethernet (máx. 1526 Bytes) Preámbulo

Sinc

MAC destino

7 Byte

1 Byte

6 Byte

MAC Marcado de Etherorigen Prioridad* type 6 Byte

4 Byte

Estándar Ethernet

2 Byte

ID de trama 2 Byte

Datos de proceso hasta 1440 Bytes

Información de estado 4 Byte

FCS 4 Byte

Específico de PROFINET * según la 802.1 Q

Trama RT

Trama RT – Aumentando la Prioridad con el tag VLAN Las tramas RT siempre están marcadas con el tag VLAN

*) Pueden ser 40 bytes porque algunos switches eliminan el tag VLAN

Comunicación Isócrona (IRT) Requisitos de Control de Movimientos 9Ciclo de bus menor de 1ms 9Sincronización de reloj incluyendo determinismo 9Dispersión (jitter) menor que 1µs 9Transmisión planificada en tiempo

IRT

Controlador y HMI

Automatización

Motion Control

5 ... 10ms

100ms

<1ms

TCP/IP Real-Time

Stack de Comunicaciones IRT La comunicación IRT requiere de hardware específico switch-ASIC

1 Aplicaciones IT • HTTP • SNMP • DHCP...

l


l l

1 Datos Estándar Datos Real-Time Real-time

TCP/UDP IP Ethernet

2 l l

2 SRT 3 IRT 3

Real-Time switch ASIC

l

l l

Canal Real-Time (RT) Alta capacidad de transmisión Datos cíclicos Señales controladas por evento

l

Real-Time

Canal abierto TCP/IP Parametrización de dispositivos Lectura de datos de diagnóstico Carga de interconexiones Negociación del canal de comunicación para datos de usuario

l

Canal Real-Time (IRT) Alta capacidad de transmisión

Datos en modo isócrono Dispersión <1μseg.

Distribución de los Tiempos de Actualización n IRT

RT

TCP/ IP - DCOM

15%

0.25...1.0 mseg

100%

10 mseg

t

100 mseg

IRT Ö “Movimiento en el carril de rápido” Camino HOV

IR T

9Camino reservado (Recursos) para IRT 9Garantía para Real-time independiente del tráfico (Carga de red) 9Acceso sin restricciones (TCP/IP, IT, ….)

IRT RT

Camino para IRT

TCP/IP

TCP/IP TCP/IP

P/ IP

RT

TC

TCP/IP

RT

TCP/IP

RT

RT

TCP/IP

CoTCP/IP ng es tió trá n de fic o

PROFInet e IRT Necesidades de IRT 9Segmentación Ö únicamente disponible dentro de 1 segmento 9Comunicación planificada en tiempo Ö ancho de banda reservado 9Sincronización en tiempo Ö Basada en IEEE 1588 9Necesario un reloj maestro (dispositivo o controlador) 9La comunicación debe planearse con antelación

ASIC’s de Tiempo Real: Puntos Clave El switch integrado reemplaza a los switches externos 9Solución económica para llegar a cada dispositivo de campo

La conmutación (switching) optimizada minimiza el tiempo de latencia 9Tiempos de ciclo más cortos o más nodos y mejores prestaciones 9Tiempo de latencia para IRT: aprox. 3 µs

Soporte de redundancia de medio para tiempo real 9Funcionalidad básica de los ASIC’s

Completa comunicación para tiempo real 9Desahogo del sistema host 9Los datos en tiempo real están disponibles para la aplicación instantáneamente 9Comprobación de coherencia soportada por hardware

Enhanced Real-Time Ethernet Controller (ERTEC) Funcionalidad

Aplicación

Tecnología ASIC

ERTEC 200

ERTEC 400

ÖPROFINET RT+ IRT ÖIEEE 1588

ÖPROFINET RT+ IRT ÖIEEE 1588

ÖProcesador ARM 9 ÖSwitch de 2 puertos

ÖProcesador ARM 9 ÖSwitch de 4 puertos

Öcon PHY

Ösin PHY

ÖAccionamientos individuales

ÖInterfase PCI ÖControladores MC de altas prestaciones

ÖDispositivos de campo comparables ÖTecnología 0.15 µm

ÖSwitches en tiempo real ÖTecnología 0.15 µm

ÖCarcasa sub-bastidor 19x19

ÖCarcasa sub-bastidor 19x19

Trama IRT – Tiempo Planificado Planificación sincronizada de Real Time Scheduling ÖTiempos de ciclo en el rango desde 156 µs ...... varios mseg.

Ethertype es 0x8892 No se incluye el tag VLAN

Planificación Real-Time No Sincronizada

RT = Real Time Communication aRT = acyclic Real Time Communication (p.e. alarmas) NRT = Non Real Time Communication


RT = Real Time Communication aRT = acyclic Real Time Communication (p.e. alarmas) NRT = Non Real Time Communication


Planificación Real-Time Sincronizada

Dispositivos Descentralizados de Campo


Seguridad



PROFInet

Instalación de red


Clases de Dispositivos PROFInet Controlador de Periferia: ÖIntercambio de señales de periferia con dispositivos de campo ÖAcceso a las señales de periferia mediante la imagen de proceso

Dispositivo de Periferia: ÖEl dispositivo de campo asignado al controlador de periferia

Supervisor de Periferia: ÖHMI y diagnóstico estación de diagnóstico Configuración Configuración Datos Datos de de proceso proceso Alarmas Alarmas

PLC Controlador de periferia

PG/PC Supervisor

Parameterización Parameterización Diagnóstico Diagnóstico Status/Control Status/Control Dispositivo de campo Dispositivo de periferia

Comunicación con los Dispositivos AR: Relación de aplicación entre el controlador de periferia y sus dispositivos de periferia asignados CR: Relación de comunicación para configuración, datos de usuario y diagnóstico

Canal estándar/UDP Configuración

Relación de aplicación

Canal de tiempo real

Canal de tiempo real

Datos de proceso

Alarmas/Diagnóstico

Registro de datos CR Datos de periferia CR

Controlador de periferia

Alarma CR

Dispositivo de periferia

IO AR

Integración en PROFInet de otros Buses de Campo Comunicación transparente entre Ethernet y otros buses de campo 9Proxy es el representante de los dispositivos de los buses de campo en Ethernet 9En el casos e la integración de PROFIBUS, el proxy es un dispositivo PROFInet en Ethernet y maestro DP en PROFIBUS

PROFInet

Proxy PROFIBUS

Configuración Gráfica Mismo aspecto de configuración en PROFInet que en PROFIBUS

STEP7 / Configuración HW GSDML

GSD + XML = GSDML

Descripción Estandarizada del Dispositivo Descripción de las propiedades del dispositivo en el GSDML (Descripción genérica de la estación): 9Módulos conectables (número, tipo) 9Datos de configuración del módulo (p.ej. entrada analógica) 9Parámetros del módulo (p.ej. 4..20mA) 9Información de diagnóstico (p.ej. rotura de hilo)

El GSDML está basado en XML 9Creación con cualquier editor XML 9El método XML estandarizado define el contenido y el formato 9La estructura del GSDML corresponde al estándar ISO 15745

GSDML

Asignación de Direcciones (MAC - IP)

Asignación de Direcciones El El nombre nombre del del dispositivo dispositivo se se asigna asigna aa una una dirección dirección MAC MAC

Configuración Configuración Offline Offline

Cada Cada dispositivo dispositivo recibe recibe un un nombre nombre dispositivo dispositivo (p.ej. (p.ej. 11 sample1) sample1) STEP STEP 77 automáticamente automáticamente define define una una dirección dirección IP IP


22

Online: Online: escribir escribir el el nombre nombre del del dispositivo dispositivo en en el el dispositivo dispositivo

Ethernet 33

Arranque: Arranque: El El controlador controlador de de periferia periferia asigna asigna al al Dir MAC 1 dispositivo dispositivo una una dirección dirección IP IP

Dir MAC 2

Asignación de Direcciones La asignación de direcciones IP mediante DHCP es adicionalmente/alternativamente posible 9Asignación de direcciones IP mediante un servidor DHCP central 9Comparación y actualización mediante herramienta (STEP7) 9Compatible con la actual asignación de direcciones a través del nombre de dispositivo

La información topológica acerca de la red permite una asignación de direcciones automática

Mecanismo Estandarizado de Diagnóstico Diagnóstico en el PLC

1

Ö El dispositivo de periferia envía el diagnóstico al controlador de periferia Ö Reacción al error directamente en el PLC

Diagnóstico en PG y HMI

Supervisor de periferia Controlador de periferia

2

2

Ö EL supervisor de periferia lee el diagnóstico directamente del dispositivo de periferia Ö Visualización del error en el HMI

1

Dispositivo de periferia

Modelo del Dispositivo El modelo del dispositivo PROFInet es similar a PROFIBUS 9Slots – Elementos físicos de inserción en el dispositivo de periferia (Módulos) 9Subslots – Nivel adicional de direccionamiento (agrupación de canales en los módulos) 9Index – Dato especifico de un subslot. Canal con direcciones de periferia asignada

Módulo 1

Módulo 2

Módulo 3

Canal 0

Canal 0

Canal 0

Canal 1

Canal 1

Canal 1

Canal 2

Canal 2

Canal 2

...

...

Canal n+x

...

Canal n+x

Canal n+x

Usando los módulos de periferia existentes se garantiza la protección de las inversiones de los fabricantes de dispositivos y de los usuarios

Estructura de la Información de Diagnóstico Diagnóstico del dispositivo PROFInet

Diagnóstico de red abierto Ö SNMP Ö Web

Ö En tres niveles: 9dispositivo 9slot 9canal Ö Para componentes de red: 9dirección 9localización de error

nivel 1: error en dispositivo

nivel 2: error en el módulo

Módulo 1

Módulo 2

Canal 0

Canal 0

Canal 0

Canal 1

Canal 1

Canal 1

Canal 2

Canal 2

Canal 2

(p.ej. estación de válvulas 2)

...

Diagnóstico de red abierto dirección IP, localización, estadísticas

Canal n+x

...

Canal n+x

(p.ej. módulo de entradas analógicas 3)

...

nivel 3: error en el canal (p.ej. rotura de hilo en el canal 2)

Diagnóstico de Red Abierto 9 El switch transmite el diagnóstico PROFInet de los dispositivos de periferia

9 El switch informa al controlador de periferia de las perturbaciones de la red como diagnóstico PROFInet (1) 9 Configuración del Switch como dispositivo de periferia en STEP 7 (GSDML) 9 Canal adicional SNMP para información estándar (2)



1

2 Dispositivo de periferia3

Dispositivo de periferia1



Control de Movimientos


Seguridad


PROFInet


Instalación de red Automatización descentralizada



Requisitos para el Control de Movimientos Requisitos 9Sincronización de los accionamientos 9Rendimiento 100 veces mejor que con las soluciones actuales 9Mismo procedimiento en PROFIBUS y PROFInet

Planificación de Tiempo con PROFInet

Tiempo de ciclo p.e. 1 ms Intervalo verde Intervalo rojo Área reservada IRT

Intervalo rojo

... Borde verde/rojo

Borde verde/rojo El bloque verde debe completarse aquí

Parámetros de Funcionalidad de IRT Tiempo de ciclo

1 mseg

250 µseg

Dispersión (Jitter)

<1 µseg

<1 µseg

Número de Nodos/Ejes Datos TCP/IP transferibles simultáneamente *)

70

150

35

9

6

6

MB/seg 75%

MB/seg 50%

MB/seg 50%

*) La longitud estándar de los paquetes TCP/IP varía desde 64 hasta 1536 bytes La velocidad de transmisión máxima en Fast Ethernet es de 12 MB/seg

PROFINET en Aplicaciones de Control de Movimientos Comunicación isócrona para aplicaciones de control de movimientos 9Tiempo de reacción corto y determinista < 1ms (IRT) 9Integración de los dispositivos de campo descentralizados 9TCP/IP para ingeniería, diagnóstico y conexión MES

Internet

PROFINET

PROFIdrive Controlador de movimientos

PROFIdrive Ö Es el perfil de aplicación para accionamientos conectados a PROFIBUS y PROFInet Ö Es independiente del fabricante y garantiza la interoperabilidad entre los accionamientos y los controladores de movimientos

PROFIdrive

Accionamientos

Automatización Descentralizada


Seguridad


PROFInet

Instalación de red



Automatización descentralizada

Automatización Basada en Componentes – PROFInet Cba “La Automatización Basada en Componentes es un concepto de automatización para la realización de aplicaciones modulares basado en estándares PROFInet” 9Sencilla modularización de plantas y líneas de producción usando inteligencia descentralizada 9Comunicación entre dispositivos a lo largo de la línea de producción 9Configuración gráfica de la comunicación entre módulos tecnológicos

Máquina 1 ON START STOP

Máquina 2 STARTING READY RUNNING

ON START STOP


ON START STOP


ON START STOP

STARTING READY RUNNING

HELD

HELD

HELD

HELD

Lifestate

Lifestate

Lifestate

Lifestate

El Módulo Tecnológico Combinación de: Mecánica

PLCs

Programa de usuario

El Módulo Tecnológico

Mecánica

Llenado

Dispositivos de campo inteligentes Software de control

El Módulo Tecnológico – Componentes Cba Un componente de software es un objeto reutilizable con interfases claramente definidas

Comp. de software " Módulo Tec. A"

FB FB FB FB Componentes PROFInet Cba Ö La funcionalidad del dispositivo se encapsula en un componente de software Ö La definición de la interfase del componente se hace desde el punto de vista tecnológico

Componentes PROFInet – Cba Un componente PROFInet es una unidad funcional reutilizable 9Encapsula la funcionalidad de automatización en un programa de software 9Define las interfaces del componente para el intercambio de datos con otros componentes

Componente PROFInet ExtemStop BOOL

BOOL StartNext

ExtemStart BOOL

BOOL Running

Cnt_In I4

BOOL Status I4 Cnt_Out UI1 Lifestate

Comunicación entre Módulos Tecnológicos La comunicación se configura, no se programa Componente SW "Módulo tec. A"

FB FB FB FB

Componente SW "Módulo tec. B"

FB FB FB FB

Componente SW "Módulo tec. C"

FB FB FB FB

Configuración de Enlaces Ö Configuración de los enlaces de comunicación entre los módulos Ö Uso de líneas gráficas en la vista tecnológica del proyecto Ö No se requieren conocimientos detallados de funciones de comunicación

Comunicación entre Módulos Tecnológicos Interfaz PROFInet estandariza 9La descripción de los módulos tecnológicos 9La comunicación implícita entre los módulos

Máquina 1 START BOOL

BOOL STARTING

STOP BOOL Cnt_IN BOOL

Máquina 3

BOOL READY BOOL RUNNING

START BOOL

I4 Cnt_OUT

STOP BOOL

UI1 Lifestate

Cnt_IN BOOL

BOOL STARTING BOOL READY BOOL RUNNING I4 Cnt_OUT UI1 Lifestate

Máquina 2 START BOOL STOP BOOL Cnt_IN BOOL

BOOL STARTING BOOL READY BOOL RUNNING I4 Cnt_OUT UI1 Lifestate

Comunicación : Configuración en lugar de programación

Ingeniería en PROFInet-Cba Concepto de ingeniería independiente del dispositivo

Herramientas de Ingeniería Cba Ö Comunicación en Ethernet entre distintos fabricantes Ö Configuración gráfica de la comunicación

Ö Navegación jerárquica Ö Sencillo diagnóstico de los dispositivos y la comunicación

Ingeniería en PROFInet-CbA Configuración de la comunicación Herramienta PROFInet CbA B

A1 A

C

A2

B C

Importación de componentes en librería Llenado A

2 Enlazado de componentes

Cierre Empaquetado B

C

Componente Componente Componente XML (PCD) XML (PCD) XML (PCD)

1 Creación de componentes

Fabricante A

Fabricante B

Fabricante C

programa

programa

programa

Ingeniería en PROFInet-CbA Descarga y comunicación Máquina 2

Máquina 3

Cierre

Empaquetado

Ingeniería 3 Decarga de enlaces

Ethernet Proxy

Máquina 1

PROFIBUS

Lavado

Llenado

Diagnóstico

Instalación de Red


Seguridad


PROFInet


Control de movimiento Instalación de red

Automatización descentralizada

Tecnología Basada en Switch PROFInet: tecnología switch escalable 9Ultimas tecnologías en el mundo de la comunicación 9Potencial para un posterior desarrollo 9Previene colisiones 9Transmisión de datos full duplex/paralelo 9Quality of service QoS (prioridad de telegramas de tiempo real) 9PROFInet permite la integración del switch dentro del dispositivo

Control

Control

Equipo

Equipo

Equipo

Equipo

Equipo

Equipo

Equipo

Topologías de red en PROFInet Se puede usar cualquier topología: anillo, estrella, árbol, lineal 9Típicamente el nivel de campo requiere una estructura lineal con ramas 9La red se puede ajustar a la máquina de manera óptima 9PROFInet también soporta estructuras de anillo redundante

Anillo Lineal

Estrella

Diferencias entre Redes de Oficina e Industriales Oficina

Industria

Instalación básica fija en edificios

Enrutamiento de cable especifico de planta extremo

Cajas de distribución de planta separadas

Enrutamiento de cable especifico de planta

Conexión de dispositivos variable

Puntos de conexión raramente cambiados

Cables de conexión pre-confeccionados

Montaje de las conexiones en campo

Estructura de red en árbol

Estructuras lineales frecuentes y/ o estructuras en anillo (redundantes)

Grandes paquetes de datos (p.e.imágenes)

Pequeños paquetes de datos (valores de proceso)

Requisitos de disponibilidad medios

Requisitos extremadamente altos

Temperaturas moderadas (de 0 a 50°C)

Temperaturas extremas (de -20 a +70°C)

Sin humedad

Condensación posible (IP65)

Sin cargas de vibración

Máquinas con vibraciones

Baja carga de EMC

Alta carga de EMC

Peligro mecánico insignificante

Peligro de daño mecánico

Peligro químico insignificante

Peligro de daño químico por aceites y ambientes agresivos

Tecnologías de Conexión Tecnología de transmisión basada en cobre conforme a 8802-3 Cables Ö Par trenzado conforme a IEC 11801/61156 Ö Versión híbrida (datos + energía)

Conector IP20 Ö RJ45 diseñado para entorno de oficina Ö Se puede confeccionar el conector en campo

Conector IP65 Ö Diseño compatible con el mundo IP20 Ö Versión híbrida (datos + energía) Ö Conector M12 circular (4 pines) Ö Se puede confeccionar el conector en campo

Tecnología de transmisión basada en fibra óptica conforme a 8802-3 Ö Cables de fibra óptica de vidrio conforme a IEC 60793 / 60794 Ö Cables de fibra óptica de plástico (en preparación) Ö Conector de bayoneta y de inserción-extracción

Estandares IT y Seguridad de Acceso a Red


Seguridad


PROFInet Instalación de red



Gestión de Red La gestión red contempla todo lo necesario para la administración y diagnóstico de la red 9PROFInet utiliza estándares IT establecidos como DHCP y SNMP 9PROFInet especifica mecanismos adicionales allí donde los estándares IT no proporcionan soluciones válidas para un entorno industrial

Stern

Asignación de Direcciones y Diagnóstico de Red Asignación manual de direcciones vía PROFInet DCP ÖDiscovery Configuración Protocol

Asignación automática de direcciones vía DHCP ÖDynamic Host Configuración Protocol

Diagnóstico de red con el estándar IT establecido SNMP ÖSimple Network Management Protocol Estación de gestión diagnóstico asignación dirección y nombre lógico

nombre dirección IP localización

nombre dirección IP localización estado estadísticas

estado estadísticas

MIB

MIB

Integración Web para Diagnóstico y Asistencia Acceso a la información del mundo de automatización 9Con independencia de la herramienta de ingeniería 9Posible desde cualquier buscador estándar 9Independiente de la localización

z Diagnóstico remoto z FAQs z Descarga documentación z Optimización de proceso z Actualizaciones de software

@

Seguridad de los Datos dentro y fuera de la Planta Seguridad ante Ö Asignación errónea de dirección Ö Acceso no autorizado Ö Espionaje Ö Manipulación

Seguridad

9 La solución de seguridad es escalable y no tiene repercusiones 9 No se requieren conocimientos especiales 9 Estándares de seguridad efectivos y certificados

Seguridad Funcional en PROFInet

Seguridad



PROFInet

Instalación de red



Evolución de la Seguridad Funcional

Unidad central estándar/PLC (Maestro DP, clase1)

E/S estándar (Esclavo DP

¿Ingeniería accesible?

Profibus DP

Nivel estándar

Diagnosis

Nivel de seguridad

Periferia estándar (DP-Slave)

Diagnosis

Bus de seguridad propietario

Técnica de seguridad convencional p. ej. PNOZ, 3TK

Relés

¿Cableado? PLC de seguridad

E/S de seguridad

¿Flexibilidad? ¿Volumen?

Comunicación Segura en PROFInet Automatización total con PROFInet

HMI

CPU 315F-2PN/DP CPU 317F-2PN/DP CPU 416F + CP 443-1 Adv.

Controlador

Comunicación segura con el perfil PROFIsafe Switching

Seguridad

Proxy Motion Control

ET 200S IM151-3 PN HF

ET 200pro IM154-4 PN HF

Sensores

Proxy

Wireless

HMI Otros equipos de campo

Periferia distribuida

Tecnología de Seguridad Integrada PROFIsafe como perfil de aplicación es independiente de la red que se esté usando

Seguridad hasta categoría 4 según EN 954-1

Ö La misma tecnología se usa sobre PROFIBUS y PROFInet

SIL3 conforme a IEC 61508

Reducción de costes de cableado y esfuerzo y de la variedad de módulos usados Ö Datos de seguridad y estándar en el mismo cable Ö Se pueden mezclar módulos de seguridad/estándares en una estación Ö Los programas de seguridad se programan con la misma herramienta de los otros programas

Programación de Seguridad Funcional Paquete opcional de STEP 7 Distributed Safety para la programación en KOP y FUP de los programas orientados a seguridad Bibliotecas F con programas ejemplo certificados por el TÜV Ö Control a dos manos Ö Muting Ö Parada emergencia Ö Librerías especiales

Stop 1 Arranque

STOP rápido

8

&

³1

S R

Stop

Valor tiempo 1

8

&

T1

Q

Proceso Proceso

Comunicación en tiempo real

Seguridad


PROFInet

Instalación de red



PROFInet en la Industria de Proceso Estándar para todas las aplicaciones de automatización Ö PROFIBUS ofrece hoy una solución para la industria de proceso Ö Interacción homogénea de PROFIBUS y PROFInet Ö Los requisitos de la industria de proceso están presentes en el estándar PROFInet

PROFINET Proxy

Integración de los Buses de Campo Existentes en PROFInet

Proxy

Proxy

_11_PROFInet

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