Profinet-Eintrittskarte für die AIDA

Die deutsche Automobilindustrie hat sich schon häufig als Vorreiter bei der Einführung neuer Technologien hervorgetan. So waren die Automobilisten unter den ersten Anwendern, die in den frühen 90er-Jahren auf Profibus und Interbus als neue Kommunikationsstandards setzten. Derzeit vollzieht sich ein Trendwechsel von den Feldbussen hin zu Industrial Ethernet. Zukünftig soll in neuen Anlagenteilen konsequent auf Profinet als neuem Kommunikationsstandard gesetzt werden. Die wichtigsten Kommunikationsanforderungen der Automobilhersteller an Automatisierungsgeräte Profinet erfüllt die Kommunikationsanforderungen der Automobilisten und bietet gute Echtzeiteigenschaften in Kombination mit der Übertragung von IT-Funktionen (Webseiten und Dateien) sowie sichere Kommunikationsfunktionen. Echtzeitdaten, IT-Funktionen und sichere E/A-Signale können über ein einziges Kabel übertragen werden. Darüber hinaus kann Profinet aufgrund der in den Automatisierungsgeräten integ­rierten Switches in Linientopologie verdrahtet werden. Durch die Linientopologie können externe Verbindungselemente (Switche) komplett eingespart werden. Dabei gilt es nicht nur die Anschaffungskosten für den Switch einzusparen, vielmehr geht es auch darum, die Kosten für die interne Netzwerkadministration einzusparen. Diese Kosten belaufen sich typischerweise auf 500 bis 1.000E pro Switchport pro Jahr. Bei Profinet-Teilnehmern mit integriertem Switch entfallen sowohl die Anschaffungskosten für den externen Switch als auch die Kosten für die Netzwerkadministration pro Switchport. So kann bei einer Anlage mit nur zehn Profinet-Teilnehmern schnell eine jährliche Kostenersparnis von bis zu 10.000E erzielt werden. Kein Wunder, dass angesichts dieser Kostenvorteile nur Profinet-Geräte mit integriertem Switch zum Einsatz kommen sollen. Mit Netzwerkmanagement-Funktionen für die Nachbarschaftserkennung, Redundanzumschaltung und Schnellstart sowie umfangreichen Diagnosefunktionen bietet Profinet die besten Voraussetzungen für den Einsatz in der Automobilindustrie. In Zusammenarbeit mit den AIDA-Firmen hat die Profibus Nutzerorganisation die vielfältigen Profinet-Funktionen in Konformitätsklassen eingeteilt. Für den Einsatz in der Automobilindustrie muss eine Profinet-Anschaltung die Konformitätsklasse B oder C erfüllen. Der Weg zur Profinet-Geräteschnittstelle Die Realisierung einer AIDA-konformen Profinet-Geräteschnittstelle in Eigenregie ist sehr aufwendig und nur dann zu empfehlen, wenn die Profinet-Schnittstelle die Kernfunktion des Automatisierungsgerätes bildet. In allen anderen Fällen ist es sinnvoll, auf Profinet Basistechnologie-Komponenten zurückzugreifen. Für die Realisierung der Profinet-Geräteschnittstelle bietet HMS ein breites Spektrum zertifizierter Basistechnologie an (Tabelle oben). Ergänzt wird das Angebot durch entwicklungsbegleitende Dienstleistungen. Allen Lösungen gemeinsam ist, dass sich der Gerätehersteller nicht mit den Details der Profinet-Protokolle und -Stacks beschäftigen muss, sondern seine Kommunikationsschnittstelle auf der Basis der bewährten Anybus-Technologiekomponenten realisiert. Aufgrund der modularen Bauform entsteht eine universelle Kommunikationsschnittstelle, bei der in einem Entwicklungsschritt Anschlussmöglichkeiten an viele industrielle Netzwerke geschaffen werden. Einbaufertige Kommunikationsmodule Für die die geräteinterne Realisierung der Profinet-Schnittstelle bietet HMS einbaufertige Kommunikationsmodule (Bild 2). Sie wickeln das gesamte Profinet-Protokoll selbständig – ohne Belastung des Geräteprozessors ab. Auf dem Modul befinden sich alle Hardware-Komponenten der Profinet-Schnittstelle einschließlich dem integrierten Zwei-Port-Switch. Die Entwicklung reduziert sich auf die Anbindung des Moduls an die Geräteelektronik, die über eine serielle oder parallele DualPortRam-Schnittstelle erfolgt. Die modulare Lösung hat geringe Entwicklungskosten und kurze Entwicklungszeiten. Die typische Entwicklungszeit liegt bei zwei Wochen. Ein weiterer Vorteil ist, dass neben Profinet auch funktionskompatible Module für fast alle anderen Industrial-Ethernet-Varianten und Feldbusse zur Verfügung stehen. Alle Module haben eine einheitliche Hard- und Software-Schnittstelle sodass die Gerätesoftware weitgehend unabhängig vom jeweils eingesetzten Bussystem realisiert werden kann. Einbaufertige Anybus-Kommunikationsmodule vereinfachen die Realisierung einer Profinet IO Geräteschnittstelle. Der Einsatz erspart bis zu 70% Entwicklungskosten und verkürzt die Time-to Market (Bild 3). HMS Industrial Networks bietet mit seinen einbaufertigen Profinet-Kommunikationsmodulen mit integriertem Switch allen Automatisierungsgeräteherstellern eine fertige Lösung, die den Anforderungen der Automobilhersteller entspricht. Je nach Modulfamilie realisiert das Kommunikationsmodul ein vollständiges Profinet IO-Device gemäß Konformitätsklasse B oder C. Es bietet eine Reihe von Komfortfunktionen wie z.B. Netzwerkmanagement (SNMP) für eine bessere Diagnose oder Topologieerkennung (LLDP) für die einfache Instandhaltung und schnelle Inbetriebnahme komplexerer Applikationen. Zusätzlich verfügt das Zwei-Port-Modul über einen integrierten Web- und FTP-Server, einen E-Mail-Client sowie über ein voll funktionsfähiges TCP/IP Socket-Interface. Durch die Profinet-Funktionalität können Feldgeräte einfach und ohne zusätzliche Engineering-Tools ausgetauscht werden. Typische Einsatzgebiete für das Modul sind Automatisierungssysteme mit hohen Anforderungen an die Maschinensteuerung, die z.B. einen deterministischen Datenaustausch erfordern. Die Zwei-Port Profinet-Module sind die jüngsten Mitglieder der Anybus-Familie, die Kommunikationsschnittstellen für alle wichtigen Feldbusse und Industrial-Ethernet-Varianten wie Profibus, Devicenet, CC-Link, CANopen, Ethernet/IP und Modbus-TCP enthält. Alle Anybus-Module bieten geräteseitig eine standardisierte Hardware- und Software-Schnittstelle und sind so einfach untereinander austauschbar. Anybus-Module kommen typischerweise in intelligenten Automatisierungsgeräten wie Bedienterminals, Robotern, Umrichtern, Schweißsteuerungen, Schraubersteuerungen, Messgeräten und Waagen zum Einsatz. Anwendungsspezifische Lösungen auf Basis der Anybus-Technologie Als Ergänzung zu den Standardmodulen bietet HMS anwendungsspezifische Lösungen auf Basis des Anybus NP30-Prozessors an. Die individuellen Lösungen basieren auf der bewährten Anybus-Technologie und kommen immer dann zum Einsatz, wenn es gilt Anforderungen zu erfüllen, die ein Standardmodul nicht bietet, z.B. hohe Schutzklassen (IP65), individuelle Bauformen, besondere Anschlüsse, spezielle Spannungsversorgung. Kundenspezifische Module haben dieselbe Software-Schnittstelle wie die Standardmodule. Durch den Einsatz bewährter Technologie profitieren Kunden von einer kurzen Entwicklungszeit, geringem Entwicklungsrisiko und fixen Entwicklungskosten, die auch die kontinuierliche Software-Pflege seitens HMS einschließen. Beratung und Support in allen Phasen der Entwicklung HMS ist akkreditiertes Profinet-Kompetenzzentrum und unterstützt Gerätehersteller partnerschaftlich in allen Phasen der Entwicklung. Das Dienstleistungsangebot umfasst Entwicklerschulungen, Beratungen, Entwicklungsbegleitung, Anpassung der GSD-Datei sowie vorbereitende Tests für die Zertifizierung. HMS steht in engem Kontakt mit den Automobilherstellern und kann so sicherstellen, dass zukünftige Anforderungen rechtzeitig in die Weiterentwicklung der Anybus-Module einfließen können.