Profinet die ultimative Lösung für industrielle Kommunikation

**Profinet: Die ultimative Lösung für industrielle Kommunikation**

In der Industrie 4.0 ist die Kommunikation zwischen Maschinen und Systemen von entscheidender Bedeutung. Profinet (PROFINET) ist ein industrielles Standard für Datenkommutation über Ethernet, das speziell für die Sammlung von Daten von und die Steuerung von Ausrüstung in industriellen Systemen entwickelt wurde. In diesem Artikel werden wir die Funktionalitäten, Vorteile und Herausforderungen des Profinet-Standards ausführlich beleuchten.

**Funktionalitäten**

Profinet ist ein komplexes System, das eine Vielzahl von Funktionen umfasst. Es definiert den Austausch zwischen Controllern (IO-Controllers) und Geräten (IO-Geräten), sowie Parameter setzen und Diagnose durchführen. IO-Controllers sind typischerweise PLCs, DCS oder IPC, während IO-Geräte I/O-Blöcke, Antriebe, Sensoren oder Aktuatoren sein können.

Der Profinet-Protocol ist für die schnelle Datenübertragung zwischen Ethernet-basierten Feldgeräten und folgt dem provider-consumer-Modell. Feldgeräte in einer untergeordneten Profibus-Linie können in das Profinet-System integriert werden, indem ein IO-Proxy (Vertreter eines untergeordneten Bussystems) eingesetzt wird.

**Conformance-Klassen**

Die Anwendungen können nach dem internationalen Standard IEC 61784-2 in vier Conformance-Klassen unterteilt werden:

* Conformance Class A (CC-A): Nur die Geräte sind zertifiziert. Ein Hersteller-Zeichen reicht aus für das Netzwerkinfrastruktur.
* Conformance Class B (CC-B): Die Netzwerkinfrastruktur beinhaltet zertifizierte Produkte und ist gemäß den Richtlinien des Profinet. Schutzkabel mit Isolierung erhöhen Robustheit und Switches mit Managementfunktionen ermöglichen Diagnose und erlauben die Topologie des Netzwerks zu erfassen.
* Conformance Class C (CC-C): Positionierungsanwendungen können mit zusätzlicher Bandbreite und Anwendungssynchronisierung implementiert werden. CC-C-Geräte kommunizieren zusätzlich über Profinet IRT.
* Conformance Class D (CC-D): Profinet wird über Time-Sensitive Networking (TSN) verwendet. Die gleichen Funktionen wie CC-C können durchgeführt werden, ohne dass die gesamte Kommunikation zwischen Controller und Gerät auf Ethernet-Layer 2 stattfindet.

**Geräte-Typen**

Ein Profinet-System besteht aus folgenden Geräten:

* IO-Controller: Steuert das Automatisierungsprojekt.
* IO-Gerät: Ein Feldgerät, das von einem IO-Controller überwacht und gesteuert wird. Ein IO-Gerät kann mehrere Module und Untermodule umfassen.
* IO-Supervisor: Softwaretypisch auf einer PC für Parameter-Einstellung und Diagnose einzelner IO-Geräte.

**Systemstruktur**

Ein minimales Profinet-IO-System besteht aus mindestens einem IO-Controller, der über ein oder mehrere IO-Geräte gesteuert wird. Eine optionalen IO-Supervisoren können aktiviert werden, um Individuen für die Programmierung von IO-Geräten einzuschalten.
Wenn zwei IO-Systeme in derselben IP-Netzwerk sind, können sich die IO-Controllers auch auf einen gemeinsamen Eingangs_signal setzen, über das sie Zugriff auf dasselbe Submodul in einem IO-Gerät haben. Dies vereinfacht die Kombination einer PLC mit einem separaten Sicherheitscontroller oder Motionskontrolle.
Ähnlich kann eine ganze IO-Device geteilt werden als gemeinsamer IO-Device für die gesamte Netzwerktopologie.