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Das PROFINET IO-Buch

Grundlagen und Tipps für den erfolgreichen Einsatz

Manfred Popp

Diese Publikation zitieren

Manfred Popp, Das PROFINET IO-Buch (2010), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800738007

Getrackt seit 05/2018

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Beschreibung / Abstract

Ethernet-basierte Kommunikationssysteme haben die Automatisierungstechnik erobert. PROFINET hat bereits viele Anlagen installiert und profitiert sicherlich in starkem Maße auch von den ca. 35 Mio. installierten Profibus- und Interbus-Knoten. Schwerpunkt dieses Buches ist PROFINET IO, das für den performanten, industriellen Datenaustausch von einfachen bis intelligenten Feldgeräten konzipiert ist. Die Inhalte dieses Buches basieren auf der PROFINET IO-Spezifikation Application Layer Definition & Application Layer Protocol Specification, Version 2.3.

Nach einem kurzen Überblick über Profinet und die Ethernet-Grundlagen folgt der Hauptteil zu Profinet IO mit
• der Modellierung von Profinet IO und Objekten und Diensten,
• dem Gerätemodell und der Arbeitsweise eines IO-Devices,
• den Applikations- und Kommunikationsbeziehungen,
• dem Systemhochlauf und dem Nutzdatenaustausch,
• den Alarmen, sowie deren sinnvoller Anwendung,
• den Read/Write-Diensten und der Arbeitsweise von IO-Controllern,
• der Adressvergabe und der Projektierung und
• der Gerätebeschreibung.

Weitere Abschnitte behandeln z. B.
• den zyklischen Datenaustausch mit Realtime- (RT) und Isochronous-Realtime-Kommunikation (IRT),
• die Performance Optimierung mit Dynamic-Frame-Packing-Technologie (DFP), Fast Forwarding und Fragmentation,
• das Redundanzkonzept,
• das Proxy-Konzept zur nahtlosen Integration von Feldbus-Systemen in Profinet und somit einfachen Erweiterung bestehender Feldbus-Anlagen,
• den Gerätetausch ohne Engineering-System und Topologie-Anzeige,
• Grundlagen der Installation und
• nützliche Tipps zur Vermeidung von Fehlern beim Zertifizieren, inklusive der am häufigsten festgestellten Fehler.

Das PROFINET IO-Buch vermittelt damit Anwendern und Entwicklern alle wesentlichen Grundlagen und zahlreiche wertvolle Tipps zu Profinet und dessem erfolgreichen Einsatz.

Kritik

„Dieses Buch eignet sich gut als Referenz für Anlagentechniker: Nützlich!" (DESIGN & ELEKTRONIK 05/2011)

„Das Buch vermittelt alle wesentlichen Grundlagen und bietet zahlreiche Tipps rund um PROFINET. Alle Themen werden verständlich beschrieben." (PROFIBUS & PROFINET JOURNAL 01/2011)

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

  • Das PROFINET IO-BUCH
  • Vorwort
  • Inhaltsverzeichnis
  • 1 Die Situation in der Automatisierungstechnik
  • 2 Die PROFIBUS Nutzerorganisation
  • 2.1 PROFINET-Competence Center
  • 2.2 PROFINET-Trainings-Center
  • 2.3 PROFINET-Prüflabore
  • 3 PROFINET im Überblick
  • 3.1 Die Einordnung von PROFINET im ISO-/OSI-Modell
  • 3.2 PROFINET und das Komponenten-Modell (PROFINET CBA)
  • 3.3 PROFINET und die dezentrale Peripherie (PROFINET IO)
  • 3.4 PROFINET-Support für die Feldgeräteentwicklung
  • 3.5 PROFINET-Software-Stacks
  • 4 Ethernet-Grundlagen
  • 4.1 Die sieben Schichten im OSI-Modell
  • 5 Der Weg zu PROFINET IO
  • 5.1 PROFINET IO im Detail
  • 5.2 Das Gerätemodell von PROFINET IO
  • 5.3 Die Dienste von PROFINET IO
  • 5.4 Die Kommunikationswege bei PROFINET IO
  • 5.5 Applikations- und Kommunikationsbeziehungen
  • 5.6 Vom Anlagen-Engineering zum Datenaustausch
  • 5.7 Das Anlagen-Engineering bei PROFINET IO
  • 5.8 Der Download der Projektierungsdaten in einen IO-Controller
  • 5.9 Adressauflösung durch den IO-Controller vor dem Systemhochlauf (Zuweisen der IP-Adressen an die IO-Devices)
  • 5.10 Der Systemhochlauf in einem PROFINET IO-Device
  • 5.11 PROFINET IO und die Real-Time-Kommunikation im Detail (Entwicklersicht)
  • 5.12 Das Diagnosekonzept (Alarme)
  • 5.13 Der azyklische Datenverkehr im Detail (Record Data-CR)
  • 5.14 Der PROFINET IO-Controller
  • 5.15 Die Funktionalität des iPar-Servers
  • 5.16 PROFINET IO und die IRT-Kommunikation
  • 5.17 PROFINET Communication Schedule
  • 6 Die Performance-Optimierungen bei PROFINET IO
  • 6.1 Das Fast Forwarding
  • 6.2 Das Data Frame Packing
  • 6.3 Der DFP System-Hochlauf
  • 6.4 Der Frameaufbau bei DFP
  • 6.5 Fragmentierung von Frames im offenen Intervall
  • 7 PROFINET IO und die Redundanz
  • 7.1 Medien- Redundanz
  • 7.2 Die System-Redundanz
  • 7.3 Configuration in Run (CiR)
  • 8 Die PROFINET IO-Gerätebeschreibung
  • 8.1 Einleitung
  • 8.2 Nutzung von Schemadateien zur Validierung
  • 8.3 Anwendung der Schemadateien im GSDML-Kontext
  • 8.4 Schemadateien der GSDML
  • 8.5 Die Validierung einer GSD-Datei
  • 8.6 Namensgebung bei GSD-Dateien
  • 8.7 Die Geräte-Identifikation
  • 8.8 Die Struktur einer GSD-Datei bei PROFINET IO
  • 8.9 Die Erstellung von GSD-Dateien
  • 8.10 XML-Editoren
  • 8.11 Der GSDML-Viewer
  • 8.12 Die Eindeutigkeit einer GSD-Datei
  • 9 Das Tool Calling Interface (TCI)
  • 9.1 Kurzübersicht über die Arbeitsweise von TCI
  • 10 Integration von Feldbus-Systemen in PROFINET IO
  • 11 PROFINET IO-Feldgeräteentwicklung
  • 11.1 Aufbau der Software
  • 11.2 Hardware für PROFINET IO
  • 12 Der schnelle Weg zu PROFINET IO
  • 12.1 Der Weg aus der Sicht eines Anlagenbetreibers
  • 12.2 Der Weg aus der Sicht eines Feldgeräteentwicklers
  • 13 PROFINET CBA-Einführung
  • 14 PROFINET-Profile
  • 14.1 Profil für die Antriebstechnik (PROFIdrive)
  • 14.2 PROFIsafe
  • 14.3 Das PROFIenergy-Profil
  • 14.4 Übersicht über die aktuellen Profile
  • 15 Security
  • 15.1 Das PROFINET Security-Konzept
  • 15.2 Die Schutzfunktionen der Security-Komponenten
  • 16 Die drahtlose Datenübertragung
  • 17 PROFINET-Installationen
  • 17.1 Netzstrukturen
  • 17.2 PROFINET-Verkabelung
  • 17.3 PROFINET-Steckverbinder
  • 17.4 Netzkomponenten für PROFINET
  • 17.5 Installationshinweise
  • 17.6 Das Schirmungskonzept
  • 18 PROFINET IO-Zertifizierungen
  • 18.1 Die Rolle eines Prüflabors
  • 18.2 Die Aufgabe der PI-Zertifizierungsstelle (PI-ZS)
  • 18.3 Was kann zertifiziert werden?
  • 18.4 Was kann nicht zertifiziert werden?
  • 18.5 Wo kann der Anwender sparen?
  • 18.6 Modultests
  • 18.7 Herstellererklärung
  • 18.8 Vorbereitung auf den Test
  • 18.9 Was sind typische Änderungen in einem Feldgerät?
  • 18.10 Die häufigsten Fehler, die beim Zertifizieren festgestellt wurden
  • 19 Die PROFINET IO-Conformance Classes
  • 19.1 Art der Kommunikation
  • 19.2 Übertragungsmedien
  • 19.3 Redundanzklassen
  • 19.4 Darstellung der Anlagentopologie
  • 19.5 Gerätetausch ohne Engineering-Tool
  • Anhang: Beispiel der Alarmanwendung (Meldehierarchie)
  • Literaturverzeichnis
  • Stichwortverzeichnis

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