Seminarium

Komputerowe sieci miejscowe

PROFInet

prowadzący

dr inż. Włodzimierz Solnik

Jacek Makowski

Wrocław 05.01.2011

PROFInet IO

•

Przeznaczony do integracji rozproszonych

urządzeń obiektowych

•

Podobna metoda działania jak Profibus-DP

•

Podobny opis modelu urządzenia w sieci (slot i

kanał)

•

Parametry urządzeń opisane w plikach GSD (XML)

•

Konfiguracja sieci podobna do Profibus-DP

•

Metoda dostępu dostawca-odbiorca

Klasy urządzeń w PROFInet

•

IO-Controller (master- Profibus)

-zarządzanie wymianą danych i wykonywanie

programu

•

IO-Device (slave- Profibus)

-urządzenie polowe, przypisane do IO-

Controllera

•

IO-Supervisor

-programowanie i diagnostyka

Klasy urządzeń w PROFInet

Komunikacja czasu
rzeczywistego

PROFInet pozwala na komunikację na trzech

poziomach wydajności:

•

Standardowa TCP/UDP, protokół
podstawowy TCP/IP

•

Real-time (RT)

•

Izochroniczny Real-time(IRT)

TCP/IP

•

transmisja przeznaczona do komunikacji
pomiędzy kontrolerami, serwerami, panelami i
klienckimi PC

•

pakiety tworzone w oparciu o TCP lub UDP

•

możliwy dostęp do SMTP, FTP, HTTP

•

opóźnienia rzędu 100ms

•

możliwość zgubienia pakietów lub zamiany
kolejności ich dostarczenia

•

służy do parametryzacji i konfiguracji stacji,
odczytu danych diagnostycznych i ruchu danych
uzytkowych

Real-time (RT)

•

czasy odświeżania i odpowiedzi rzędu 10 ms

•

Pakiety mają priorytet 6 według IEEE
802.1Q

•

pozwala na:

-wydajne przesyłanie
danych procesowych
-sterowanie i obsługę
alarmów i przerwań

Transmisja izochroniczna

• transmisja pomiędzy sterownikami, czujnikami i

urządzeniami wykonawczymi, okres 1ms

• odbywa się tylko w warstwie sprzętowej z

pominięciem wyższych protokołów (zwalnia
zasoby), dzięki specjalizowanym układom
scalonym

• w aplikacjach sterowania numerycznego

Wydajność komunikacji

Telegram PROFInet

•

Format telegramu zgodny z IEEE 802.3

•

ID ramki: transmisja cykliczna (wartości
procesowe), transmisja acykliczna (alarmy i
przerwania)

•

Informacje statusowe: statusy stacji i danych
(Run, Stop, Error)

Kanały komunikacji pomiędzy
stacjami

•

Cykliczne dane wej/wyj przez kanał RT

•

Alarmy i zdarzenia przez kanał RT

•

Parametryzacja, konfiguracja przez kanał

standardowy oparty na UDP/IP

Komunikacja przez UDP/IP

•

AR- powiązania aplikacyjne określane w

pierwszej fazie nawiązywania konfiguracji

•

CR- powiązania komunikacyjne

•

Record Data CR- dane konfiguracyjne i

parametry

•

IO CR- cykliczna wymiana danych wej/wyj

•

Alarm CR- zdarzenia acykliczne

Alarmy : odłączanie, przyłączanie,

diagnostyczny, statusu, odświeżania oraz

zdefiniowana przez użytkownika.

Alarmy mają przypisane poziomy priorytetów.

Adresowanie urządzeń

1) Nazwa urządzenia IO jest nadawana za

pomocą aplikacji

inżynierskiej
2) Kontroler inicjalizuje urządzenie poprzez

nazwę

Model urządzenia

•

Oparty na modelu Profibus DP:

moduły w slotach ,kanały w modułach,
kanały z przyporządkowanymi adresami I/O
•

IO Device mają

unikalne identyfikatory
32-bitowe
(16- producenta
16- urządzenia)

Opis stacji

Plik GSDML (General Station Description) zawiera:
•

Właściwości IO-Device (parametry komunikacyjne )

•

Moduły zainstalowane (numer i typ)

•

Dane konfiguracyjne modułów (np. wejścia

analogowe)

•

Parametry modułów (np. 4-20mA)

•

Teksty komunikatów błędów

XML to otwarty, szeroko
rozpowszechniony standard opisu
danych.
GSDML odpowiada ISO 15745

Diagnostyka w PROFInet IO

Wielopoziomowa diagnostyka, pozwala na

szybką lokalizację i usunięcie usterek. IO
Controller automatycznie konfiguruje
wymienione urządzenie.

Dane zawierają: urządzenie,slot (moduł), kanał i

jego typ, przyczynę błędu i dodatkowe
informacje.

Topologia sieci

Dowolność w budowie struktury sieci: gwiazda,

linia, drzewo, pierścień (redundancja), i ich
kombinacje

Okablowanie

Miedziane:
•

Skrętka kompatybilna z IEC 11801 do 100m

•

Hybrydowe (dane + zasilanie 24V)

•

Wtyki RJ45 (IP20)w szafach

M12 (IP65) poza szafami
Światłowody: jedno-(14km) i wielomodowe (2km)
Transmisja na dwóch włóknach wg 100BASE-FX
Interfejs optyczny zgodny ISO/IEC 9314-3

(wielomodowe) 9314-4 (jednomodowe)

Komponenty aktywne

•

Switche – aktywne elementy sieciowe

PROFInet

•

Regenerują i kierują sygnał,

•

Przeznaczone do warunków przemysłowych
(stopień ochrony IP, zasilanie
24V,kompatybilność EMC)

•

Pracują w trybie pełnego duplexu

•

Zmniejszają liczbę kolizji

•

Reaguja na pakiety priorytetowe

Integracja przez Proxy

Proxy pozwala na integrację z istniejącymi już

sieciami (Fundation Fieldbus, DeviceNet,
Interbus, CC-Link).

Dla Profibus proxy to master, koordynuje pracę;
urządzenie Ethernet do komunikacji.
Jako proxy mogą pracować:
sterowniki PLC, komputery PC,
specjalizowane urządzenia
gateway. Slave Profibusa to
urządzenia wej/wyj.