Automation and Drives PROFINET Der Industrial Ethernet Standard

Automation and Drives PROFINET Der Industrial Ethernet Standard für die Automatisierung © Siemens AG 2007

Trends in der Automatisierung Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Trend von zentralen Steuerungsstrukturen hin zu verteilten Vor-Ort. Einheiten § Einsatz von Ethernet in allen Ebenen der Automatisierung § Verstärkter Einsatz offener IT-Standards in der Automatisierung § Process § IT- und Automatisierungswelt wachsen enger zusammen Seite 2 August 2008 § Safety © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Warum Ethernet im industriellen Umfeld? Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety Eine einheitliche Netzwerkstruktur § Reduzierung von Schnittstellen § Anlagenweites Engineering § Durchgängigkeit bis in die Feldebene Die Vorteile der IT-Technologie in der Produktion nutzen § Remote Access § Web-Services § Softwareupdates Verbesserungen gegenüber heutigen Systemen § Process § Hohe Performance § Unbegrenzte Mengengerüste § Einfaches Handling Seite 3 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Besondere Anforderungen an Ethernet in der Industrie-Automatisierung Anforderungen & Trends Hohe Verfügbarkeit PROFINET § Real-Time Kommunikation Anlagenweites Engineering § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz Industriegerechte Installation § Netzwerk. Installation Industrielles Umfeld Integration bestehender Anlagen § IT-Standards & Security Schnelle Reaktionszeiten Effiziente Netz- und Geräte. Diagnose Projektierbarer Zugangsschutz § Safety Sicherheitsgerichtete Anwendungen § Process Seite 4 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET – die Lösung! Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 5 PROFINET, der offene Industrial Ethernet Standard von PROFIBUS & PROFINET International (PNO in Dtl. ) PROFINET basiert auf Industrial Ethernet PROFINET nutzt TCP/IP und IT-Standards PROFINET ist Real-Time Ethernet PROFINET ermöglicht nahtlose Integration von Feldbus-Systemen August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET – Die Themenschwerpunkte Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz Flexibilität durch Nutzung von Ethernet und bewährten IT-Standards Einsparung bei Engineering und Inbetriebnahme durch Modularisierung Investitionsschutz für PROFIBUS-Geräte und Applikationen Leistungssprung bis Faktor 100 bei Motion Control Applikationen § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 6 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET von PROFIBUS International Anforderungen & Trends PROFIBUS & PROFINET International (PI) PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte 25 Regional Associations (RPA) 35 PI Competence Center (PICC) 8 PI Test Laboratories (PITL) § Motion Control Mehr als 1. 400 Mitglieder weltweit § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation Die Architektur erarbeiten § IT-Standards & Security § 12 Arbeitskreise § Safety § mit 140 Mitarbeitern § aus 60 Firmen § Process PROFINET - von der weltweit größten Feldbusorganisation Seite 7 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Mit PROFINET – einen Bus für alle Aufgaben nutzen! Anforderungen & Trends Herkömmliche Automatisierungsstrukturen PG/PC PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte HMI SPS WLAN Industrial Ethernet § Motion Control Diagnose SPS § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation Feldgerät § IT-Standards & Security Feldgerät Web/TCP/IP § Safety § Process Seite 8 Feldgerät August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Mit PROFINET – einen Bus für alle Aufgaben nutzen! Anforderungen & Trends Automatisierungsstrukturen mit PROFINET PG/PC PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte HMI SPS IWLAN Industrial Ethernet § Motion Control Diagnose § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Motion Control Drive ü ü ü Access. Point Feldgerät ü Web/TCP/IP Feldgerät Seite 9 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Mit PROFINET – einen Bus für alle Aufgaben nutzen! Anforderungen & Trends Nutzen und Mehrwert für unsere Kunden PROFINET § Beliebige Automatisierungsgeräte an beliebiger Stelle anschließen § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Alle Automatisierungsapplikationen über ein Kabel; Echtzeit und TCP/IP § Standard- und fehlersichere Automatisierung über ein Kabel, bei Bedarf auch drahtlos mit Industrial WLAN § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 10 Flexibilität und Kostenreduktion bei Engineering, Installation und Wartung August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Die Bestandteile von PROFINET Anforderungen & Trends Safety Netzwerk PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security IT-Standards Management Safety Process Motion Dezentrale Real-Time Control PROFINET Feldgeräte Kommuni. PROFINETkation IT-Standards PROFINETVerteilte Dezentrale Netzwerk Feldgeräte IT-Standards Dezentrale Intelligenz Verteilte Installation IT-Standards Motion Netzwerk. PROFINET & Security Feldgeräte Intelligenz Netzwerk. Control Installation Netzwerk- Verteilte Motion Installation Verteilte Automation Motion Installation Echtzeit. Netzwerk-Control Intelligenz Kommunikation. Control Installation Verteilte Intelligenz § Safety § Process PROFINET – der umfassende Industrial Ethernet Standard Seite 11 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Real-Time Kommunikation Anforderungen & Trends Process Safety PROFINET WEBProcess Safety Integration Safety § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control Netzwerk Management IT-Standards & Security § Verteilte Intelligenz Netzwerk Installation Feldbus Integration PROFINET Netzwerk. Installation Motion § Netzwerk. Installation Real-Time Echtzeit. Kommuni. Security Kommunikation Dezentrale Feldgeräte Motion Control Verteilte Dezentrale Feldgeräte Verteilte Automation Verteilte Control Intelligenz Echtzeit. Intelligenz Kommunikation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 12 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET Real-Time Kommunikation Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte Durchgängige Kommunikation und kurze Reaktionszeit § Real-Time- und IT-Kommunikation gleichzeitig auf einer Leitung § Skalierbare Real-Time Kommunikation bis hin zu hoch-performanten Anwendungen - Real-Time (RT) - Isochronous Real-Time (IRT) § Uneingeschränkte TCP/IP-Kommunikation § Motion Control Internet § Verteilte Intelligenz Factory Automation Motion Control § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 13 100 ms IT-Dienste RT August 2008 250µs TCP/IP IRT © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Aufbau eines PROFINET-Telegramms Anforderungen & Trends Standardisiertes Telegrammformat nach IEEE 802. 3 Ethertype nach IEEE für PROFINET-Real-Time Telegramme PROFINET § 0 x 0800: IP-Telegramm § 0 x 8892: PROFINET-Real-Time Telegramm § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation Zuordnung der empfangenen Daten über die Frame-ID § Zyklische Übertragung (Prozesswerte) § Azyklische Übertragung (Alarme und Events) Statusinformation § Geräte- und Datenstatus (z. B. Run, Stop, Störung) § IT-Standards & Security § Safety Ethernet Frame Preambel Sync Source MAC 7 Byte 1 Byte 6 Byte Dest. MAC Priority Tagging* Ethertype 6 Byte 4 Byte 2 Byte Frame ID 2 Byte Prozessdaten bis zu 1440 Byte Status Informationen 4 Byte FCS 4 Byte § Process Ethernet-Standard Seite 14 August 2008 PROFINET-spezifisch * nach 802. 1 Q © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Real-Time (RT) Anforderungen & Trends § Verwendung von Standard-Komponenten (z. B. Switches) oder Hardwareunterstützung PROFINET § Leistungsklasse wie heutige Feldbussysteme (z. B. PROFIBUS) § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Typisches Anwendungsfeld ist die Factory Automation § Hohe Performance durch Minimierung des Protokoll-Overheads in den Geräten § Netzwerk. Installation IT-Anwendungen z. B. n HTTP n SNMP n DHCP. . . PROFINET Anwendungen Konfiguration Diagnose TCP/UDP § IT-Standards & Security IP § Safety Nutzdaten Real-Time § Real-Time Kommunikation § Process Ethernet Seite 15 August 2008 Real-Time (RT) © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Isochronous Real-Time (IRT) Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Hardwareunterstützung für die Reservierung eigener Zeitslots für Real-Time Telegramme - Keine Beeinflussung der Echtzeiteigenschaften durch TCP/IP- bzw. Broad-/Multicast-Kommunikation - Hohe Performance auch bei hoher Switch-Kaskadierung - Zeitgenaue Datenübertragung § Basistechnologie für taktsynchrone Applikationen IRTIRTIRTIntervall TCP/IP Zyklus 1 § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security TCP/IP Intervall Zyklus 2 = Zeitfenster TCP/IP Zyklus n z. B. 1 ms Lageregeltakt § Safety Isochrone Kommunikation § Process IO-Daten Seite 16 Intervall August 2008 TCP/IP Kommunikation TCP/IP-Daten © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Hardwareunterstützung für IRT Anforderungen & Trends § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz und Konfigurierung IT-Anwendungen e. g. . n HTTP n SNMP n DHCP. . . PROFINET Anwendungen 1 Konfiguration Diagnose Nutzdaten TCP/UDP Real-time PROFINET 1 TCP/IP § Geräteparametrierung IP § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Ethernet § Safety ERTEC § Process 2 RT 3 IRT Real-time § Lesen von Diagnosedaten § Aushandeln des Nutzdatenkanals 2 Real-Time RT § Performante zyklische Nutzdatenübertragung § Ereignisgesteuerte Meldungen/Alarme 3 Isochronous Real-Time IRT § Taktsynchrone Nutzdatenübertragung § Hardwareunterstützung durch ERTEC § Jitter <1μsec Seite 17 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Isochronous Real-Time (IRT) im Einsatz Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Feste Bandbreitenreservierung für die IO-Nutzdatenkommunikation im gewohnten Engineering § Automatisches Lernen der Kommunikationswege durch die Geräte/Switches durch Standard-Switching-Funktionalität § Hohe Flexibilität beim Netzaufbau, dies auch bei Änderungen § Kurze Reaktionszeiten auch bei hohen Mengengerüsten STEP 7 / HW-Konfig § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 18 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Optimum an Performance: Planung bei PROFINET mit IRT Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Taktsynchrone Datenübertragung durch Bandbreitenreser-vierung und Planung der Kommunikation im Engineering - Projektierung der Topologie (Fahrtroute) - Automatische Optimierung des Telegrammverkehrs (Fahrplan) § Zykluszeiten bis zu 250µs mit Jittergenauigkeit <1µs § Uneingeschränkte TCP/IP-Kommunikation Fahrplan Switch § Motion Control § Verteilte Intelligenz Port 4 Port 2 Port 1 § IT-Standards & Security Port 1 § Netzwerk. Installation Switch Rec. Port 1 1 1 2 3*) 4 Arrive t 1 t 2 t 3 Frame 1 Frame 2 Dest. Port 4 4 2 - Frame 1 Port 1 Frame 1 Port 2 Port 1 Frame 3 Frame 2 Frame 3 *) 100% frei für TCP/IP Device x Seite 19 Departure t 1+∆t t 2+∆t t 3+∆t - Controller § Safety § Process Frame 1 2 3 - August 2008 Device y Device z © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Performance für Motion Control mit IRT Anforderungen & Trends PROFINET Performancewerte für Motion Control Applikationen mit PROFINET und IRT Zykluszeit 1 msec 500 msec 250 msec § Real-Time Kommunikation Anzahl der Teilnehmer*) 272 128 56 § Dezentrale Feldgeräte Jitter <1 ms Reserve für offene Kommunikation mit IT-Standardprotokollen 50% 50% § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 20 *) Anzahl Devices mit je 40 Byte Eingangsdaten und 40 Byte Ausgangsdaten an einem Controller mit 4 Ports Die Grenzen einer spezifischen Steuerung bezüglich IO-Bereich, Zykluszeit und Teilnehmeranzahl sind zu berücksichtigen Leistungsreserven sind von Vorteil z. B. für § Dynamische Übertragung von Kurvenscheiben § Parallele und uneingeschränkte IT-Kommunikation §. . . Leistungsreserven von PROFINET sind Benchmark – und für die absehbare Zukunft mehr als ausreichend August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security PROFINET mit RT (Real Time) PROFINET mit IRT (Isochronous Real Time) Taktsynchronisation Planung Performance / Aufwand Skalierbare Echtzeitlösungen von PROFINET § Safety § Process Seite 21 PROFINET ist die einzige Ethernet-Lösung, die durchgängig alle Anforderungen der Echtzeitkommunikation abdeckt, ohne dabei die Offenheit einzuschränken. August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Dezentrale Feldgeräte Anforderungen & Trends PROFINET Process § Real-Time Kommunikation Safety § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control IT-Standards & Security Real-Time Kommunikation Dezentrale Feldgeräte PROFINET § Verteilte Intelligenz Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Motion Control Verteilte Intelligenz § Safety § Process Seite 22 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET – Anbindung der dezentralen Feldgeräte an Industrial Ethernet Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § SIMATIC ET 200 mit integriertem 2 -Port Switch für Linienstrukturen § Bestehende E/A-Module ohne Änderung verwenden § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Geräte-Projektierung in gewohnter Sicht § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § SPS-Anwenderprogramm mit bekannten Befehlen § Safety § Process Seite 23 Flexibler Einsatz von dezentralen Feldgeräten an PROFIBUS und PROFINET August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET-Geräteklassen Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation PROFINET IO-Controller: § Austausch der Peripheriesignale mit zugeordneten Feldgeräten § Zugriff auf die Peripheriesignale über Prozessabbild PROFINET IO-Device: § Dem IO-Controller zugeordnetes Feldgerät PROFINET IO-Supervisor: § Engineering und Diagnose-Station § Diagnose § Status/Steuern § Parametrierung Steuerung IO-Controller PG/PC Supervisor § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 24 Feldgerät IO-Device August 2008 § Konfigurierung § Peripheriesignale § Alarme © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Projektierung in STEP 7 Anforderungen & Trends Gleiche Projektierungssicht bei PROFIBUS und PROFINET HW-Konfig § Real-Time Kommunikation GSDML § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security GSD + XML = GSDML § Safety § Process Seite 25 Schneller Einstieg in PROFINET durch Nutzung des bestehenden Anwender-Know Hows August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Standardisierte Gerätebeschreibung Anforderungen & Trends Beschreibung der Geräte-Eigenschaften in der GSDML (Generic Station Description): PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § § Steckbare Module (Anzahl, Typ) Konfigurationsdaten der Module (z. B. Analogeingabe) Parameter der Module (z. B. 4. . 20 m. A) Diagnoseinformationen (z. B. Drahtbruch) § Verteilte Intelligenz Die GSDML ist XML-basiert § Netzwerk. Installation § Process § Erstellung mit jedem verfügbaren XML-Editor § Standardisiertes XML-Schema definiert Inhalt und Format § Struktur der GSDML entspricht der Norm ISO 15745 Seite 26 August 2008 § IT-Standards & Security § Safety GSDML © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Adressvergabe mit SIMATIC STEP 7 Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz Offlineprojektierung § Jedes Gerät bekommt einen 1 Gerätenamen (z. B. Pult 2) § STEP 7 vergibt automatisch eine IP-Adresse Gerätename wird einer MAC-Adresse zugeordnet 2 § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety IO-Controller Anlauf: IO-Controller weist dem Gerät IP-Adresse zu § Process Online: Gerätename ins Gerät schreiben 3 MAC Adr 1 Seite 27 August 2008 MAC Adr 2 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Automatischer Hochlauf eines IO-Systems, z. B. für Serienmaschinen Anforderungen & Trends 2 1 PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control Programmiergerät Offlineprojektierung in HW-Config § Jedes Gerät bekommt einen Gerätenamen (z. B. Pult 2) § Verteilte Intelligenz Download auf Controller § Netzwerk. Installation § Vorgabe der IO-Konfiguration § Vorgabe der Verkabelung § IT-Standards & Security § Safety Automatischer Hochlauf (ohne weitere direkte Namensvergabe auf Devices) 4 Projektierung im Topologieeditor § Solltopologie mit Information über Verkabelung IO-Controller Geräteaufbau + Verkabelung § Verkabelung der Ports, wie projektiert 5 Pult 1 Pult 2 Pult 3 § Process Schnelle, einfache Inbetriebnahme Seite 28 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC 3

Gerätetausch im Wartungsfall Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz Optionales Wechselmedium (MMC) ermöglicht den schnellen und einfachen Gerätetausch ohne PG § Schneller und einfacher Austausch ohne erneute Konfiguration des Ersatzteiles Gerätetausch auf Basis der Solltopologie ohne Wechselmedium § Checkbox am Controller in SIMATIC STEP 7 setzen § Auszutauschendes Gerät an gleicher Stelle mit gleicher Verkabelung einbauen § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 29 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Gerätemodell nach bewährten Schema Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation Das PROFINET-Gerätemodell orientiert sich an PROFIBUS § Module auf Steckplätzen § Kanäle auf Modulen § Kanäle mit zugeordneter Peripherieadresse Modul 1 Modul 2 Modul 3 Kanal 0 Kanal 1 § Verteilte Intelligenz Kanal 2 § Netzwerk. Installation . . § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § IT-Standards & Security Kanal n+x § Safety § Process Seite 30 Nutzung bestehender E/A-Module garantiert Investitionsschutz für Gerätehersteller und Betreiber August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Strukturierte Diagnoseinformationen Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control PROFINET-Gerätediagnose Offene Netzwerkdiagnose § in drei Ebenen: - Gerät - Steckplatz - Kanal § für Netzkomponenten: - Adresse - Fehlerort § SNMP § Web § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Ebene 1: Fehler im Gerät (z. B. Ventilstation 2) § Safety § Process Offene Netzwerkdiagnose IP-Adresse, Standort, Statistik Seite 31 August 2008 Modul 1 Ebene 2: Fehler im Modul 2 Kanal 0 Kanal 1 Kanal 2 . . . Kanal n+x . . . (z. B. Analogeingabemodul 3) Ebene 3: Fehler in Kanal (z. B. Drahtbruch auf Kanal 2) © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET-Gerätediagnose in STEP 7 Anforderungen & Trends Gleiche Diagnosesicht bei PROFIBUS und PROFINET Übersichtsdiagnose PROFINET § Real-Time Kommunikation Detaildiagnose § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 32 Effiziente Fehlerlokalisierung und Behebung durch integrierte Systemdiagnose August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Diagnose des Netzwerks Anforderungen & Trends PROFINET § Der Switch leitet die PROFINETDiagnosen der IO-Devices durch § Auswertung in CPU, Step 7 oder HMI, auch mit System-Fehler-Melden § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control IO-Controller § Switch meldet Netzwerk-Störung als PROFINET-Diagnose an den IO-Controller (1) § Switch wird in STEP 7 als IO-Device projektiert (GSDML) § Zusätzlicher SNMP-Kanal für Standard. Informationen (2) IO-Controller § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation 1 § IT-Standards & Security § Safety 2 IO-Device 3 § Process IO-Device 1 Seite 33 August 2008 IO-Device 2 IO-Device 1 IO-Device 2 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Zugriff auf Diagnose Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte 1 Diagnose in der Steuerung § IO-Device sendet Diagnose an den IO-Controller § Reaktion auf Störungen direkt in der Steuerung § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety 2 IO-Supervisor IO-Controller 1 Diagnose auf PG und HMI 2 § IO-Supervisor liest Diagnose direkt vom IO-Device § Visualisierung von Störungen auf dem HMI IO-Device § Process Diagnoseinformationen dort, wo sieht benötigt werden Seite 34 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Topologieinformationen Anforderungen & Trends Nutzung der Topologieinformationen für. . . PROFINET § eine einfache IBS, da guter Anlagenüberblick § Wege-/Zeitprojektierung bei IRT § die umfassende Diagnose § den einfachen Tausch von Geräten § die Unterstützung bei der Dokumentation § mehr Transparenz in der Produktion § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety . . . in SIMATIC STEP 7 Basierend auf Standards § LLDP Protokoll nach IEEE 802. 1 AB § Process Kostenersparnis bei Inbetriebnahme, Wartung und Betrieb Seite 35 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Funktion der topologischen PROFINET-Sicht (1) Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation 1. Jedes PROFINET Gerät ermittelt die Nachbarn an seinen Ports mittels LLDP Protokoll (IEEE 802. 1 AB) HMI 1 (Port 1) Switch 1 (Port 1 … 4, v. l. n. r. ) Otto (Port 1, Port 2) CPU 1 (Port 1) § Dezentrale Feldgeräte Erna (Port 1, Port 2) § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Fritz (Port 1, Port 2) 2. Zentrales Tool (z. B. STEP 7) erfragt Nachbarschaftsbeziehung über SNMP (LLDP MIB) Gerätename Fritz Nachbarschaftsinfo (Teil der LLDP MIB) “Lokaler Port”: Peer. Chassis. ID. Peer. Port. ID IP oder MAC Adresse Port 1: Port-002. Erna "irgendeine" Port 2: "leer" "irgendeine" Port 1: Port-002. Otto "irgendeine" Port 2: Port-001. Fritz "irgendeine" Port 1: Port-004. Switch 1 "irgendeine" § Safety Erna § Process Otto Seite 36 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Funktion der topologischen PROFINET-Sicht (2) Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation 3. Topologische Darstellung mit Informationen wie Leitungsmedium, Adressen, Soll-/Istvergleich der Topologie § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security 4. Durchgängige Netzwerkdiagnose auf einem Blick (Geräte- und Leitungsdiagnose) § Safety § Process Seite 37 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Diagnosebaustein für PROFINET Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte FB 126 § § schnelle Fehlererkennung und Beseitigung Diagnoseermittlung beruht auf herstellerübergreifenden Standards Modulare Implementierung – jederzeit erweiterbar Zeigt verschiedene Zustände § Motion Control In Ordnung § Verteilte Intelligenz Gestört gewesen Gestört § Netzwerk. Installation Ausgefallen gewesen Ausgefallen § IT-Standards & Security Deaktiviert gewesen Deaktiviert § Safety § Process § Einfach bedienbar und leistungsfähig § Übersicht und detaillierte Information über Störung Schnelle Fehlerlokalisierung Seite 38 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Integration von PROFIBUS in PROFINET Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte Proxy § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 39 Transparente Kommunikation zwischen Ethernet und PROFIBUS § Der Proxy ist Stellvertreter für die PROFIBUS-Geräte am Ethernet § Der Proxy ist PROFINET-Teilnehmer (IO-Device) auf Ethernet und DP-Master auf PROFIBUS Offenheit durch Einbindung bestehender Feldbusse Investitionsschutz für Gerätehersteller und Anwender August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Motion Control Anforderungen & Trends Safety PROFINET WEBProcess Integration § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control Safety Netzwerk Management IT-Standards & Security § Verteilte Intelligenz Integration PROFINET Netzwerk Installation Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Verteilte Intelligenz Echtzeit- Dezentrale Feldgeräte Motion Verteilte Automation Control Kommunikation § Safety Motion Control § Process Seite 40 Security Real-Time Kommunikation Feldbus August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Anforderungen Motion Control an PROFINET Internet Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 41 § Synchronisierung von Antrieben über das Bussystem zwischen Controller und Antrieben § Schließen der Regelstrecke über Bussystem (konstante Totzeit) § Geringe, deterministische Zykluszeiten/Reaktionszeiten von bis zu 250µs, Jitter < 1µs § Interoperabilität durch PROFIdrive, dem Applikationsprofil für Antriebe an PROFIBUS und PROFINET § TCP/IP für Engineering, Diagnose und HMI–Anbindung August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Achssynchronisation Taktsynchronisation Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § § Synchronisation der Regelungstakte auf den Buszyklus Schließen der Regelkreise über den Bus Zeitgleiche synchrone Erfassung der Lage-Istwerte Zeitgleiche synchrone Aktivierung der Sollwerte § Dezentrale Feldgeräte Kommunikationszyklus § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Steuerung Feldgerät Antrieb § Safety § Process Seite 42 Optimal für verteilte Motion Control Aufgaben wie: Elektronische Welle, Gleichlauf, . . . Vielachsanwendungen August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Antriebsschnittstelle von PROFINET Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz PROFIdrive § ist das Applikations-Profil für Antriebe an PROFIBUS und PROFINET § Gleiche Applikationssicht bei PROFIBUS und PROFINET § ist hersteller-unabhängig und sichert die Interoperabilität zwischen Antrieben und Motion Controllern Motion Controller PROFIdrive § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Drives § Safety § Process Anlagenweite einheitliche Motion Control Technologie Seite 43 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Die Stärken von PROFINET mit IRT Zentrale Motion Control Anforderungen & Trends Typisch für PC-based Automatisierungsplattform Zentrale Steuerung mit Motion Control und Bedienfeld PROFINET offenes Fabriknetz § Real-Time Kommunikation Router § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 44 24 Achsen 1000 Byte I/O PROFIdrive Mehrachsantriebe Einzelachsantriebe Zykluszeit 1 ms, IRT-Phase < 200 µs 80 % für Standardkommunikation (von 100 Mbit/s) August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Die Stärken von PROFINET mit IRT Verteilte Motion Control Anforderungen & Trends Beispiel: Durchlaufende Warenbahn offenes Fabriknetz PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte Zentrale SPS Motion Controller Router § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation Zentrale Bedienung § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 45 100 Achsen 5000 Byte I/O Lokale Peripherie Hilfsantriebe Zykluszeit 1 ms, IRT-Phase < 200 µs 80 % für Standardkommunikation (von 100 Mbit/s) August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Verteilte Automation Anforderungen & Trends PROFINET Process § Real-Time Kommunikation Safety § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control IT-Standards & Security Real-Time Kommunikation PROFINET Dezentrale Feldgeräte § Verteilte Intelligenz § IT-Standards & Security § Safety Verteilte Intelligenz § Process Seite 46 Motion Control Netzwerk. Installation § Netzwerk. Installation August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Was ist Component Based Automation? Anforderungen & Trends Einfache Modularisierung PROFINET § von Anlagen und Produktionslinien durch verteilte Intelligenz § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control Plant Coordinator ON BOOL STARTING START BOOL STOP BOOL READY BOOL RUNNING BOLD HELD UI 1 Lifestate Maschine-Maschine Kommunikation § entlang der Produktionslinie § Verteilte Intelligenz Grafische Konfiguration § Netzwerk. Installation § der Kommunikation intelligenter Module § IT-Standards & Security Maschine 1 ON START STOP Maschine 2 STARTING READY RUNNING HELD Lifestate § Safety ON START STOP Maschine 3 STARTING READY RUNNING HELD Lifestate ON START STOP Maschine 4 STARTING READY RUNNING HELD Lifestate ON START STOP STARTING READY RUNNING HELD Lifestate § Process Seite 47 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Was ist eine Komponente? Anforderungen & Trends Eine PROFINET-Komponente ist eine wiederverwendbare Funktionseinheit PROFINET § Kapselung der Automatisierungsfunktionalität in einem Softwareprogramm § Eindeutige Komponenten-Interfaces für den Datenaustausch mit anderen Komponenten § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte Maschine § Motion Control § Verteilte Intelligenz HMI Mechanik Maschine § Netzwerk. Installation ON BOOL § IT-Standards & Security STOP BOOL STARTING BOOL READY BOOL RUNNING BOLD HELD § Safety UI 1 Lifestate § Process Steuerung Seite 48 August 2008 Funktion © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Bisher: Programmierung der Kommunikation Anforderungen & Trends § Detail-Kenntnisse nötig über Einbindung und Ablauf der Kommunikations-Funktionen PROFINET § Unterschiedliche Kommunikations-Aufrufe für unterschiedliche Bussysteme § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Bereits bei der Programmierung muss festgelegt werden, welche Geräte miteinander kommunizieren § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 49 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Mit Component Based Automation: Projektieren statt programmieren mit i. Map Anforderungen & Trends Maschine 1 PROFINET START BOOL § Real-Time Kommunikation Cnt_IN BOOL STARTING STOP BOOL READY BOOL RUNNING § Dezentrale Feldgeräte § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security START BOOL I 4 Cnt_OUT STOP BOOL UI 1 Lifestate Cnt_IN BOOL STARTING BOOL READY BOOL RUNNING I 4 Cnt_OUT UI 1 Lifestate § Motion Control § Verteilte Intelligenz Maschine 3 PROFINET standardisiert Maschine 2 START BOOL STOP BOOL Cnt_IN BOOL STARTING BOOL READY BOOL RUNNING I 4 Cnt_OUT UI 1 Lifestate § Safety § die Beschreibung von technologischen Modulen § die implizite Kommunikation zwischen den Modulen § Process Grafische Konfiguration der Kommunikation Seite 50 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Anlagenweites Engineering mit SIMATIC i. Map Anforderungen & Trends § Herstellerübergreifende Kommunikation am Ethernet PROFINET § Grafische Konfiguration der Kommunikation § Real-Time Kommunikation § Auch mit Real-Time-Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Hierarchische Navigation § Einfache Geräte- und Kommunikationsdiagnose § Process Schneller von der Planung zum Betrieb Seite 51 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Erzeugen und Verschalten von Komponenten mit STEP 7 und SIMATIC i. Map Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 52 3 SIMATIC i. Map: Kommunikation projektieren durch grafisches Verschalten der Komponenten Maschine 1 Maschine 2 2 STEP 7: Software-Komponenten erzeugen Maschine 1 Maschine 2 1 STEP 7: Geräte konfigurieren, Anwenderprogramme erstellen August 2008 Funktion Maschine 1 Funktion Maschine 2 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET CBA und PROFINET IO Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte PROFINET CBA: § Zyklischer und Azyklischer Datenaustausch zwischen PLCs PROFINET IO: § Zyklischer Datenaustausch zwischen einem PN Controller und den zugehörigen PROFINET CBA PN Devices § Motion Control PROFINET IO § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Intelligentes Feldgerät am Ethernet § Safety Komponente mit dezentraler Peripherie am PROFIBUS Komponente mit dezentraler Peripherie am Ethernet § Process PROFINET ist ein Konzept für die gesamte Anlage Seite 53 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Netzwerk-Installation Anforderungen & Trends PROFINET Process § Real-Time Kommunikation Safety § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control IT-Standards & Security Real-Time Kommunikation PROFINET Dezentrale Feldgeräte § Verteilte Intelligenz Motion Control § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Netzwerk. Installation Verteilte Intelligenz § Safety § Process Seite 54 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Netzwerkinfrastruktur bei PROFINET Anforderungen & Trends § PROFINET verwendet 100 Mbit/s switched Ethernet PROFINET § PROFINET nutzt Industrial Ethernet Komponenten, welche auf den bekannten IEEE-Standards basieren § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Die Industrial Ethernet Komponenten ergänzen bzw. erweitern den Standard um spezielle Eigenschaften, so dass die erhöhten Anforderungen an die industrielle Kommunikation erfüllt werden § Bereits seit 1985 setzt Siemens und viele Kunden auf Ethernet für die Datenkommunikation in der Industrie § Safety § Process Seite 55 Mit PROFINET dringt Industrial Ethernet bis in die Feldebene vor! August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET Installation Guide Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety Der „PROFINET Installation Guide“ ergänzt die bürogeprägten Verkabelungs-Standards um die besonderen Bedingungen des Produktionsbereiches Für Anlagenbauer/Betreiber: § Einfache Regeln für die Netzwerkinstallation § Netzwerkverkabelung ohne Expertenwissen Für Gerätehersteller: § Eindeutige Vorgaben für die Geräteentwicklung § Mechanische und elektrische Ausprägung von Schnittstellen § Process Seite 56 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Industrial Ethernet - Topologien Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation Alle Topologien können verwendet werden § Ringstruktur garantiert erhöhte Verfügbarkeit § Linienstruktur minimiert den Verkabelungsaufwand § Dezentrale Feldgeräte Ring Linie § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation Baum § IT-Standards & Security Stern § Safety § Process Optimierte Netzwerkstrukturen für jeden Anwendungsfall Nutzen: Seite 57 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Unterschiede Industrienetz/Büronetz Anforderungen & Trends Industrie Büro PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control Einsatzort Raue Umgebung Klimatisierte Büros § Verteilte Intelligenz Installation Anlagen-IBS-Personal Netzwerk-Fachpersonal § Netzwerk. Installation Topologie Anlagenspezifisch Sternförmig § IT-Standards & Security Verfügbarkeit Netzausfallzeiten < 300 ms Sekunden bis Minutenbereich akzeptiert § Safety Gerätedichte Niedrig, Switches mit weniger Ports Hoch, Switches mit hoher Portanzahl Netzüberwachung Bestandteil der Anlagenüberwachung Durch ausgebildete Fachkraft § Process Seite 58 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Verbindungs- und Anschlusstechnik (Kupfer) Anforderungen & Trends Übertragungstechnik Kupfer nach 8802 -3 PROFINET Leitungen § Real-Time Kommunikation § Twisted Pair nach IEC 11801/61156 § Hybrid Variante für Daten+Energie § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz Stecker IP 20 § RJ 45 Steckergesicht aus der Office-Welt § Feldkonfektionierbar durch Fast-Connect § Netzwerk. Installation Stecker IP 65 § IT-Standards & Security § § § Safety § Process Seite 59 Steckergesicht kompatibel zur IP 20 -Variante Push Pull Variante für Daten Hybrid Variante für Daten+Energie M 12 Rundstecker (4 polig) Feldkonfektionierbar August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Verbindungs- und Anschlusstechnik (LWL) Anforderungen & Trends Übertragungstechnik LWL nach IEC 8802 -3 PROFINET Leitungen § Real-Time Kommunikation § Kunststoff LWL (POF*/PCF*) § Glas-LWL nach IEC 60793, 60794 § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz Steckverbinder IP 20 § SC RJ Push/ Pull-Stecker für POF, PCF, Glas-LWL § SC Push Pull/ST-Stecker für Glas LWL § Netzwerk. Installation Steckverbinder IP 65/67 § IT-Standards & Security § Steckergesicht kompatibel zur IP 20 -Variante § Push/ Pull- Stecker mit integriertem SC RJ Stecker § Safety § Process * POF = Plastic Optical Fiber * PCF = Polymer Cladded Fiber Seite 60 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Aktive Netzkomponenten Anforderungen & Trends § Umfangreiches Produktspektrum an Industrial Ethernet Switches (Medienart, Schutzart, Funktionalität) PROFINET § Einfach konfigurieren und diagnostizieren mit STEP 7 § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Umfangreiche Diagnosefunktionen über PROFINET, SNMP, Web § Optimale Unterstützung der PROFINET Echtzeitdienste RT und IRT § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 61 Durchgängige PROFINET Systemlösung inkl. Netzwerkinfrastruktur August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Projektierung und Diagnose der Switches in STEP 7 Anforderungen & Trends Gleiche Projektierungs- und Diagnosesicht wie Feldgeräte Port-Konfigurierung PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte Diagnose § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 62 Einfache Konfiguration der Switches SCALANCE X mit STEP 7 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Optische PROFINET-Strukturen Anforderungen & Trends § Einsatz von PROFINET auch in Anwendungen mit hoher Anforderung an EMV PROFINET § Einfache Montage der Stecker, auch vor Ort § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit durch integrierte Diagnose § Einsatz von POF- oder PCF-Medien - Distanz bei POF: 50 m - Distanz bei PCF: 100 m § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 63 Erhöhung der Flexibilität durch optische PROFINET-Netzwerke August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Optische PROFINET-Strukturen Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 64 § Überwachung der empfangenen Lichtleistung in den FO-Ports § Vorbeugende Wartung möglich, da über Schwellenwerte „Maintenance. Bedarf“ gemeldet wird Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit durch vorbeugende Wartung August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Neue PROFINET-Applikationen mit Industrial Wireless LAN Anforderungen & Trends Drahtlose Kommunikation: Mobilität für neue Applikationen PROFINET § § § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety fahrerloser Transportsysteme Einschienenhängebahnen (EHB) unzugängliche Installationsorte Überbrückung von Gebäuden und Straßen Mobile Endgeräte Zusätzliche Highlights für die Industrie § § Redundanz Deterministik Robustheit Wireless Standard IEEE 802. 11 a/b/g & h SCALANCE W § Process So sicher wie der Draht! Seite 65 August 2008 SCALANCE W © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Zuverlässigkeit von IWLAN Anforderungen & Trends Redundanz PROFINET § dank Access Points mit 2 Funkkarten: 2, 4 GHz und 5 GHz § Real-Time Kommunikation IWLAN in Real-Time § Dezentrale Feldgeräte § Datenreservierung von SCALANCE W ermöglicht Zykluszeiten < 16 ms. § Motion Control Rapid Roaming § Verteilte Intelligenz § für Applikation Einschienenhängebahn (EHB) als Ersatz für Schleifleiter § Netzwerk. Installation Access Point IWLAN Client § IT-Standards & Security § Safety § Process Neue Möglichkeiten durch PROFINET und IWLAN! Seite 66 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

IT-Standards & Security Anforderungen & Trends PROFINET Process § Real-Time Kommunikation Safety § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz IT-Standards & Security PROFINET Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Real-Time Kommunikation Dezentrale Feldgeräte Motion Control Verteilte Intelligenz § Safety § Process Seite 67 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Netzwerk-Management Anforderungen & Trends Das Netzwerkmanagement umfasst alle Funktionen zur Konfiguration und Diagnose des Netzwerkes PROFINET § PROFINET nutzt etablierte IT Standards wie DHCP und SNMP § Wo IT-Standards für das industrielle Umfeld keine Lösungen bieten, spezifiziert PROFINET zusätzliche Mechanismen § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte Übersichtsdiagnose § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Stern Seite 68 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Adressvergabe und Netzwerkdiagnose Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Manuelle Adressvergabe über PROFINET DCP (Discovery Configuration Protocol) § Automatische Adressvergabe über DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) § Netzwerkdiagnose über den etablierten IT-Standard SNMP (Simple Network Management Protocol) Management Station § Motion Control § Verteilte Intelligenz Diagnose § Netzwerk. Installation Adress- und Namensvergabe § IT-Standards & Security § Safety § Process Name IP-Adresse Standort Status Statistik MIB Seite 69 August 2008 Name IP-Adresse Standort Status Statistik MIB © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Web-Integration für Diagnose und Service Anforderungen & Trends Ortsunabhängiger Zugriff auf Informationen aus der Automatisierungsebene PROFINET § unabhängig vom Engineering-Tool § mit jedem handelsüblichen Browser § von jeder beliebigen Stelle aus § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process § Ferndiagnose @ § FAQs § Download Dokumentation § Prozess. Optimierung § Software-Updates Seite 70 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Web-Integration Anforderungen & Trends PROFINET spezifiziert den Inhalt und den Aufbau von WEB-Seiten und den Zugriff auf die Daten PROFINET § Basis sind standardisierte PROFINET Geräte-Information wie z. B. Gerätename, Status, Statistik § Zusätzliche herstellerspezifische Geräte-Informationen wie z. B. SIMATIC Diagnosepuffer ergänzen die Ansicht § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation Internet § IT-Standards & Security Daten in HTML-Seiten und über Applets § Safety § Process Seite 71 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Zugriffschutz innerhalb der Anlage und von außen Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 72 Schutz vor § § Fehladressierungen Unberechtigten Zugriffen Security Spionage Manipulation Security-Lösung ist skalierbar und rückwirkungsfrei Security anwendbar ohne spezielles Expertenwissen Ve. Rwendung bewährter und zertifizierter Security-Standards Anlagen-Schutz vor Fehlbedienung, Manipulation und Spionage basierend auf Security-Standards August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Netzwerksicherheit durch SCALANCE S Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Das Security Modul hat 2 Ports § Ein „Grüner“ Port: - Zum Anschluss des sichernden Geräts bzw. Netzsegments. - Zur Authentifizierung durchs Security Modul § Ein “Roter” Port: - Zum Anschluss des “unsicheren” Netzes - VPN-Tunnels zu anderen Security Modulen § Safety Unsicherer Port (zum Anschluss an unsicheres LAN oder WAN) Sicherer Port (zum Anschluss an geschütztes LAN) Diagnose-LEDs § Process Durchgängige Systemlösung für Industrial Security Seite 73 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Safety Anforderungen & Trends PROFINET Safety Process IT-Standards & Security PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control Real-Time Kommunikation Dezentrale Feldgeräte § Verteilte Intelligenz Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Motion Control Verteilte Intelligenz § Safety § Process Seite 74 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET setzt auf bewährtes, sicherheitsgerichtetes Kommunikationsprofil Anforderungen & Trends Sicherheitsgerichte Kommunikation via PROFIsafe PROFINET PROFIsafe § Technologie einsetzbar für die layer offenen Standardbusse Standard. PROFIBUS und PROFINET Busprotokoll - „Wireless“-Technologie nutzbar § Spezifiziert durch PROFIBUS International PROFIBUS PROFINET § Einsetzbar für - Bis Kategorie 4 nach EN 954 -1 - Bis SIL 3 nach IEC/EN 61508 § Verfügbar seit 1999 - Eingesetzt in über 40. 000 Systemen mit über 410. 000 PROFIsafe. Knoten § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 75 Standard Daten Fail-safe Daten Standard Daten PROFINET - erster, offener Ethernet-Standard mit verfügbarer Sicherheitslösung August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC “Schwrzer Kanal" § Real-Time Kommunikation Fail-safe Daten

Fehlersichere Kommunikation, auch drahtlos! Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Sichere und Standard-Daten über Funk § Hohe Güte der Funkverbindung mit extrem kurzen Reaktionszeiten durch Industrial Wireless LAN und Rapid Roaming (RR) Seite 76 IWLAN Access point mit RR § Perfektes Zusammenspiel von Automatiserungs- und Netzkomponenten aus einer Hand § Drahtgebundene und drahtlose Übertragungstechnik in einer Kommunikationsverbindung 2 x IWLAN Client mit RR + ET 200 mit Failsafe § Safety § Process F-CPU Controller 4 x IWLAN Client mit RR + ET 200 Sicherheitstechnik auch drahtlos für neue Applikationen für Nutzen: mobile, abgesetzte oder schwer zugängliche Einheiten August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Integrierte Sicherheittechnik Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Höchste Sicherheitsstufe - IEC 61508 (bis SIL 3) - EN 954 (bis Kategorie 4) § Koexistenz von Standard- und fehlersicherem Programm auf einem IO-Controller § Ein Engineering-System für die Standard- und fehlersichere Programmerstellung § Ein Peripheriesystem (bis IP 67) mit Standard- und fehlersicheren Modulen Factory Automation: Mensch und Maschine Controller § F-CPU für ET 200 S § 3 S 7 -300 F-CPUs § CPU 416 F-3 PN/DP Engineering § FUP, KOP § Zertifizierte F-Bibliotheken § Standardfunktion (ESTOP, …) § Pressen & Brenner PROFINET mit PROFIsafe-Profil Aktoren, Sensoren ET 200 pro ET 200 S Peripherie § Process Seite 77 Sicher Automatisieren mit einer CPU, einem Engineering, Nutzen: einer Peripherie mit PROFINET August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Steigerung der Produktivität durch. . . Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § Nutzung von Standardbussen auch für die sicherheitsgerichtete Kommunikation § Schnelle Fehlerdiagnose und -behebung durch einheitliche und durchgängige Diagnose § Hohe Flexibilität durch busbasierte Sicherheitstechnik Umfassende Automatisierung mit PROFINET Fehlersichere Controller HMI Switching Security Proxy Fehlersichere Peripherie Sensors Drahtlos Motion Control HMI Andere Feldbusse Fehlersichere Antriebe Fehlersichere Peripherie § IT-Standards & Security § Safety Reduzierter Installationsaufwand , reduzierte Ersatzteilvorhaltung § Process Investitionsschutz duch Migration bestehender Lösungen Innovative Lösungen mit drahtloser Kommunikation Seite 78 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Process Anforderungen & Trends Process PROFINET § Real-Time Kommunikation Safety § Dezentrale Feldgeräte § Motion Control IT-Standards & Security PROFINET Dezentrale Feldgeräte § Verteilte Intelligenz Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security Motion Control Verteilte Intelligenz § Safety § Process Seite 79 August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET in der Prozessindustrie Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte PROFINET § Motion Control § Verteilte Intelligenz § Netzwerk. Installation § IT-Standards & Security § Safety § Process Seite 80 § PROFIBUS bietet heute eine Lösung für die Prozessindustrie § Nahtloses Zusammenspiel von PROFIBUS und PROFINET § Die Anforderungen der Prozessindustrie fließen in den PROFINET Standard ein Proxy PROFINET – der Standard für alle Anwendungen in der Automatisierung August 2008 © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

Zusammenfassung Anforderungen & Trends PROFINET § Real-Time Kommunikation § Dezentrale Feldgeräte PROFINET - Der Industrial Ethernet Standard für die Automatisierung Data I/O Motion Alles aus einer Hand für unsere Kunden § Verteilte Intelligenz § PROFIBUS, den weltweit führenden Feldbus § PROFINET, den innovativen und umfassenden Industrial Ethernet Standard § IT-Standards & Security Process PROFINET ist die Lösung für alle Anforderungen in der Automatisierungstechnik § Motion Control § Netzwerk. Installation Safety § Process Die Strategie von Siemens A&D ist mit PROFINET den Trend zum Einsatz von Ethernet in allen Ebenen der industriellen Automatisierung zu treiben Seite 81 August 2008 § Safety © Siemens AG 2007 Industry Sector / IA AS/SC/SE DT SD/MC

PROFINET Der Industrial Ethernet Standard für die Automatisierung © Siemens AG 2007

Vielen Dank © Siemens AG 2007