PROFINET in der Prozessautomation Dr. Matthias Römer Endress+Hauser Process Solutions AG

Industrial Networks Forum 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

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

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

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

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

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

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

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

Einsatzszenarien von PROFINET in der PA Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET Proxy PROFINET/ PROFIBUS PA Industrial Networks Forum

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

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

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). Industrial Networks Forum

Anforderungen für die PROFIBUS PA-Integration Unterschiedliche Konzepte der Integration von PROFIBUS PA in PROFINET: PROFINET IO Device Ethernet PROFINET IO Device Ethernet PROFINET IO Device Ethernet PROFIBUS Master C1 PROFIBUS Master C2 PROFIBUS Slave MBP MBP MBP Industrial Networks Forum

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

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

Industrial Networks Forum 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. Industrial Networks Forum