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

PROFINET in der Prozessautomation

Dr. Matthias Römer

Endress+Hauser Process Solutions AG

Industrial Networks Forum 2PROFIBUS International

Bewertung von PROFINET in der Prozess-automation

Einsatz-szenarien von PROFINET in der PA

Anforderun-gen an die PROFIBUS PA-Integration

Anforderungen an PROFINET Geräte f. d. PA

Aktuelle Spezifika-tionsarbeiten

Ausblick

Inhalt

Bewertung von PROFINET in der Prozessautomation

Einsatzszenarien von PROFINET

Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA und HART-Kommunikation in PROFINET

Langfristszenario: PROFINET-Geräte für die Prozessautomation neben konventionellen PROFIBUS PA-Geräten

Anforderungen an die PROFIBUS PA-Integration

Anforderungen an PROFINET-Geräte für die PA

Aktuelle Spezifikationsarbeit in der PNO

Ausblick







Ausblick

Bewertung PROFINET in der Prozessautomation

Nutzen und Vorteile von PROFINET

Integrierbarkeit in etablierte Ethernet-Infrastrukturen

Einfache Integration in unternehmensweite IT

Nutzen von Ethernet-basierten IT-Diensten in Automatisierungskomponenten

Höhere Performance und erweiterte Funktionalität gegenüber Feldbussystemen

Hohe Bedeutung von PROFINET aus Sicht von Anwendervereinigungen und Feldbusorganisationen

Offen für die Integration existierender Feldbussysteme in PROFINET

PROFINET ist der Ethernet-basierte Kommunika-tionsstandard für die Automatisierungstechnik







Ausblick


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







Ausblick


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.







Ausblick


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.







Ausblick


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.







Ausblick


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







Ausblick

Einsatzszenarien von PROFINET in der PA

Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET

Erfüllen der branchenspezifischen Anforderungen durch PROFIBUS PA einerseits

Nutzen der PROFINET-Vorteile andererseits

Für existierende PROFIBUS PA-Installationen ist aus Gründen des Investitionsschutzes die durchgängige Integration zwingend erforderlich

Die durchgängige Integration erlaubt die Migration von PROFIBUS PA nach PROFINET

PROFINET wird zukünftig zusätzlich die Rolle des offenen Systembusses in Leitsystemen (Kommunikationsbackbone) einnehmen

Aufgrund der branchenspezifischen Eigenschaften wird PROFIBUS PA auch zukünftig seine bedeutende Rolle in der Prozessautomation behalten







Ausblick


Kurzfristszenario: Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET

ProxyPROFINET/

PROFIBUS PA







Ausblick


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“)







Ausblick


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







Ausblick

Anforderungen für die PROFIBUS PA-Integration

Durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET (Kurzfristszenario) erfordert Erweiterung des Proxy-Konzepts

Abbilden des PROFIBUS-Kommunikationsprotokolls auf das PROFINET-Protokoll

Verankerung eines geeigneten Gerätemodells im Proxykonzept

Netzwerkübergang PROFINET IO und PROFIBUS PA wird durch PROFINET IO-Device gebildet

PROFINET IO-Device beinhaltet PROFIBUS-Masterfunktionalität

Offene Engineeringkonzepte für die Unterstützung der bei PROFIBUS PA etablierten Integrationstechniken sollen unverändert gelten (GSD, EDDL, FDT).







Ausblick

Anforderungen für die PROFIBUS PA-Integration

PROFINET IO Device

PROFIBUS Master C1

MBP

PROFINET IO Device

PROFIBUS Master C2

MBP

PROFINET IO Device

PROFIBUS SlaveMBP

Ethernet

Unterschiedliche Konzepte der Integration von PROFIBUS PA in PROFINET:

Ethernet Ethernet







Ausblick

Anforderungen an PROFINET-Geräte für die PA

Die Entwicklung von PROFINET-Geräten für die Prozessautomation (Langfristszenario) erfordert:

Die Spezifikation von PROFINET-Profilen, die zu den existierenden PROFIBUS-Profilen für PA-Geräte korrespondieren

Die Möglichkeit zur Weiterverwendung der etablierten Geräteintegrationsmethoden EDDL und FDT

Dazu sollten in einem PROFINET-Profil für PA-Geräte

die Bedeutung von Profilparametern

Längen von Parametern und Datentypen

Zugriffsrechte und Speicherverhalten von Parametern

identisch dem PROFIBUS-Profil für PA-Geräte sein







Ausblick

Aktuelle Spezifikationsarbeit in der PNO

Arbeitsgruppe Feldbusintegration:

Aufgabe: Spezifikation der Integration unterschiedlicher Feldbussysteme in PROFINET

PROFIBUS DP/PROFIBUS PA

Device NET, AS-i, IO-Link, HART

CC-Link, FF H1, CANopen

Modbus RTU, ControlNet

Alle Spezifikationen werden einen einheitlichen Rahmen mit den verwendeten Inegrationsprinzipien haben

Spezifikationsarbeiten für PROFIBUS, AS-i stehen kurz vor Abschluss, Spezifikation für Interbus sind abgeschlossen.

Arbeitsgruppe DCS Requirements (in Gründung)

Aufgabe: Behandlung von Aspekten PROFINET-basierter Leitsysteme mit Feldbusintegration (Geräteparametrierung, Engineering, Redundanz, etc.)







Ausblick

Ausblick

PROFINET wird in der Prozessautomation kommen, etablierte PROFIBUS PA-Technologie wird nicht ersetzt

Aufgrund

fertigungstechnischer Anlagenteile in fast allen prozesstechnischen Anlagen

Investitionsschutz von PROFIBUS PA-Installationen

Migrationsmöglichkeiten von PROFIBUS PA nach PROFINET

ist die durchgängige Integration von PROFIBUS PA in PROFINET von zentraler Bedeutung

Langfristig werden auch PROFINET-Geräte in der Prozessautomation verfügbar sein

Die diesbezüglichen Spezifikationen entstehen aktuell innerhalb der Arbeitskreise der PNO.

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