Change Language :
Was ist PROFINET? Alles, was Sie wissen müssen
PROFINET (Process Field Network) ist ein offenes Industrial-Ethernet-Kommunikationsprotokoll, das Echtzeitkommunikation zwischen Steuerungen und Geräten in der industriellen Automatisierung ermöglicht. Es ist ein ähnliches Protokoll wie PROFIBUS, wobei PROFIBUS auf einem Feldbusprotokoll basiert, während PROFINET Ethernet nutzt. Lesen Sie weiter, um mehr über PROFINET zu erfahren, seine Funktionen und warum es eine so wertvolle Lösung für die industrielle Automatisierung darstellt.
Geschichte von PROFINET
Die erste Version von PROFINET, PROFINET CBA (Component Based Automation), wurde 2001 eingeführt und 2014 eingestellt. Diese anfängliche Version konnte sich nicht durchsetzen, im Gegensatz zu ihrem Nachfolger, PROFINET IO (Input Output).
PROFINET IO wurde 2003 eingeführt und bildet die Grundlage für spätere PROFINET-Updates. Einer der bedeutendsten Updates erfolgte 2019, als Time-Sensitive Networking (TSN) hinzugefügt wurde.
Da PROFINET ein offenes Protokoll ist, konnten weltweit Hersteller PROFINET-fähige Geräte wie Roboter, SPS, IOs und mehr entwickeln.
Wie funktioniert PROFINET?
PROFINET-Systeme bestehen aus drei Komponenten: Supervisoren, Steuerungen und Geräten.
- IO-Supervisor: Supervisoren dienen dazu, PROFINET-Systeme zu konfigurieren, Geräteparameter festzulegen und Diagnosen durchzuführen. Supervisoren müssen nicht ständig mit dem Netzwerk verbunden bleiben, wenn sie nicht benötigt werden.
- IO-Controller: IO-Controller sind typischerweise programmierbare Steuerungen (PLC), die das Automatisierungsprogramm verwalten. Sie steuern IO-Geräte und sammeln die Daten, die von diesen Geräten zurückgesendet werden.
- IO-Geräte: IO-Geräte sind Feldgeräte, die zyklisch Daten mit einem oder mehreren IO-Controllern austauschen.
Jede der oben genannten Komponenten arbeitet über ein Ethernet-Netzwerk zusammen, um zuverlässig Echtzeitdaten auszutauschen, wobei eine Vielzahl von Kommunikationsstandards genutzt wird.
Ein PROFINET-Netzwerk erfordert mindestens einen IO-Controller und ein IO-Device. IO-Supervisoren können vorübergehend zur Einrichtung und Diagnose von IO-Devices verwendet werden, sind jedoch nicht entscheidend für die Funktion eines PROFINET-Netzwerks.
Kommunikationsstandards von PROFINET
Wenn es um die Kommunikationsstandards geht, die in PROFINET-Netzwerken verwendet werden, gibt es drei Hauptstandards, die man verstehen sollte: TCP/IP oder UDP/IP, PROFINET Real-Time (RT) und PROFINET Isochronous Real-Time (IRT).
- TCP/IP oder UDP/IP: Diese Protokolle werden in Anwendungen verwendet, die nicht zeitkritisch sind, wie etwa Diagnosen, Konfigurationen und Parametrierungen. Der Grund dafür liegt in der zusätzlichen Jitter und Latenz, die bei IP-basierter Kommunikation auftreten.
- PROFINET RT: PROFINET RT ist mit Abstand das am häufigsten verwendete Kommunikationsprotokoll für PROFINET-Netzwerke. Im Wesentlichen überspringt PROFINET RT die Netzwerk- und Transportschichten beim Datentransfer, wodurch die benötigte Zeit erheblich reduziert wird. PROFINET RT kann Zykluszeiten zwischen 250 µs und 512 ms erreichen.
- PROFINET IRT: PROFINET IRT geht einen Schritt über PROFINET RT hinaus, indem es den Jitter in Anwendungen mit hohem Datenverkehr minimiert. IRT erreicht Zykluszeiten von 31,25 µs und nur einen µs Jitter. Es wird am häufigsten in Materialverarbeitungsmaschinen (Keramik, Holz oder Glas), Kunststoffspritzgussmaschinen und Verpackungsmaschinen eingesetzt.
Vorteile der Verwendung von PROFINET
PROFINET bietet eine Reihe von Vorteilen, die es von ähnlichen Protokollen wie PROFIBUS abheben. Dazu gehören Skalierbarkeit, Flexibilität und die Integration in andere Systeme.
Skalierbarkeit: Aufgrund der Verwendung einer Ethernet-Physikschicht kann PROFINET in verschiedenen Topologien eingesetzt werden, darunter Stern-, Ring- und Baumstrukturen. Peer-to-Peer- und IO-Kommunikation sind ebenfalls möglich, was es einfach macht, PROFINET-Netzwerke an die Bedürfnisse Ihres Unternehmens anzupassen.
Flexibilität: Optionale Funktionen wie Redundanzen, Zeitstempel, IRT und Diagnosealarme machen PROFINET zu einem äußerst flexiblen und modularen System. Die spezifischen Anforderungen eines Unternehmens können mit PROFINET erfüllt werden, und das alles unter der Verwendung von Ethernet-Industrienormen.
Integration in andere Systeme: Da PROFINET industrielles Ethernet nutzt, ist es mit Standard-Ethernet kompatibel und kann bei Bedarf TCP/IP-Funktionen bereitstellen. Die Integration mit Standard-Ethernet ist einfach und ermöglicht es, globale Abläufe über PROFINET miteinander zu verbinden.
Integration von PROFINET und IIoT
PROFINET ist ein Ethernet-basiertes Protokoll mit offenen Standards und somit ideal für die Integration in das industrielle Internet der Dinge (IIoT). Alle Daten werden bereits erfasst; die Integration des IIoT ermöglicht es lediglich, Trends zu verfolgen und Schlussfolgerungen aus diesen Daten zu ziehen.
Die Integration von PROFINET-Netzwerken in das IIoT kann ungeplante Maschinenausfallzeiten eliminieren, indem Bediener frühzeitig auf Leistungsparameter außerhalb der festgelegten Benchmarks aufmerksam gemacht werden. Dadurch erhalten Bediener die Möglichkeit, Wartungsarbeiten im Voraus zu planen und die benötigte Ausfallzeit zu minimieren, während unerwartete Ausfälle oder Stillstände vermieden werden.
Schlussfolgerung
Wenn es um benutzerfreundliche Lösungen für die Fabrikautomatisierung geht, ist PROFINET der unangefochtene Marktführer. Blitzschnelle Datenübertragungsraten, außergewöhnliche Zuverlässigkeit und umfassende Funktionalität wirken zusammen und schaffen ein Protokoll, das noch jahrzehntelang Bestand haben wird.
Tipps & Tricks
Kostenlose Video-Anleitungen
Mit der drylin dryve Experience unterstützen wir Sie optimal bei der Auswahl und Inbetriebnahme Ihrer Motorsteuerung. In übersichtlichen Video-Tutorials lernen Sie alle Funktionen Schritt für Schritt kennen und erhalten praxisnahe Einblicke in bereits realisierte Anwendungen. Zusätzlich helfen Ihnen anschauliche Inhalte dabei, schnell die passende Motorsteuerung für Ihre individuellen Anforderungen zu finden. Auch bei Fehlermeldungen wird Ihnen geholfen.
Musterprogramme zum Download
Nutzen Sie unsere umfangreichen Musterprogramme für einen schnellen und einfachen Einstieg in Ihre Anwendung. Sie erhalten Download-Pakete mit Master- bzw. Steuerprogrammen sowie passenden Parametrierungsdaten für dryve. Die Lösungen sind kompatibel mit gängigen Industrie-Steuerungen wie Siemens, Beckhoff oder Wago und lassen sich ebenso problemlos mit Einplatinen-Computern wie Arduino, Raspberry Pi oder Beaglebone einsetzen.
Whitepaper zu Motorsteuerungen
Unsere Whitepaper bieten Ihnen fundiertes Wissen rund um igus Motorsteuerungen. Erfahren Sie mehr über Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Systeme, mögliche Sensor- und Signalgeberanbindungen sowie Integrationsoptionen auf Steuerungsebene. Ergänzend unterstützt Sie eine praxisorientierte Checkliste dabei, die wichtigsten Anforderungen und Eigenschaften für Ihre Anwendung klar zu definieren.
Noch eine Spur komfortabler gewünscht?
Dann empfiehlt sich direkt eine wartungsfreie drylin Linearachse mit einem igus Motor auszuwählen. Denn viele Motorparameter werden von der D1 automatisch übernommen. Dies spart jegliche Konfiguration des Motors.
Wofür brauche ich die D1?
Die D1 Motorsteuerung eignet sich u.a. für den elektrischen Betrieb:
- eines Einachssystems
- von Portalaufbauten (Linienportal/Flächenportal/Raumportal)
- eines Delta-Robotors
