PROFINET Systembeskrivning 2009 - Profibus
PROFINET Systembeskrivning 2009 - Profibus PROFINET Systembeskrivning 2009 - Profibus
Följande intervall definieras medsina egenskaper i PROFINET:Rött intervallEndast RT_CLASS_3-telegram fårvidarebefordras i switcharna underdetta intervall. Reglerna i IEEE802.1D för vidarebefordran gällerinte här. I stället används reglerna iIEC 61158. Starttiden för det rödaintervallet är hela tiden synkroniserad.Den kronologiska ordningenför alla RT_CLASS_3 telegrambestäms vid konfigureringen. OmUDP/IP telegram anländer ellergenereras (för att applikationen inteär IRT-kapabel) under det rödaintervallet, så sparas de tillfälligt ien IRT-switch och sänds efter detreserverade intervallet avslutats.Telegram ID som används för attidentifiera olika telegram anges vidkonfigurationen i ingenjörsverktyget.Mottagandet av cykliska dataklockas exakt så att den synkronaapplikationen kan startas direktutan fördröjningar.Orange intervallEndast RT_CLASS_2 telegram fårvidarebefordras genom switchar idetta intervall. Reglerna i IEEE802.1D används. Det orange intervalletstartas (om det finns) direktvid starten av en "Send clock" ellerefter det röda intervallet.RT_CLASS_2 telegram kräveringen planering i förväg. Resultatetär att den tillgängliga bandbreddeninte utnyttjas optimalt. Mottagandetav de cykliska datan klockas inteexakt. Därför måste en säkerhetsmarginalinkluderas.6.1 Definition av en IRTdomänFokus för IRT är timing för kommunikationen,vilket kräver enexakt synkronisering av busscykeln.Eftersom IRT kommunikationställer maximala krav på isokrondrift är det absolut nödvändigt attalla IRT-enheter är synkroniserademed ett gemensamt klocksystem.Denna synkronisering sköts av enklockmaster.6.2 Klocksynkroniseringför IRT kommunikationI ett nätverk med applikationer medhög precision måste alla noder,med en konfigurerad IRT-port, varasynkroniserade med yttersta precision.För att synkronisera nodernatill en gemensam klocka måstekabelfördröjningen mellan närliggandenoder och den aktuellasynkroniseringen bestämmas.6.3 Flexibel RT_CLASS_2kommunikationFör kommunikation under orangeintervall i switchanslutnaEthernetnät räcker det medkonfiguration av ändnoder.Under uppstartsfasen listas allanätverkskomponenter (switchar),mellan de angivna adresserna,som kan användas för att skickavidare mottagna telegram till rättdestination. Kommunikationen lärsin med hjälp av MAC-adressernaför källa och destination. Reglerna iIEEE 802.1D tillämpas.I orange intervall måste alltid datautbytas enligt synkroniseringen(synkron RT_CLASS_2). Telegramskickas inom ett SendClockintervalli orange intervall, därkommunikationen flexibelt kanimplementeras. Det behöver barasäkerställas att alla IRT-telegramkan sändas inom det orangeintervallet. Den synkroniserade"Send Cycle" gör att alla nodersom deltar i IRT-kommunikationenstartar sändningen av ingångs-/utgångsdata vid starten av orangeintervall. Resultatet blir att allaväntetider reduceras till ett minimum,liksom i osynkroniserad kommunikationGrönt intervallReglerna i IEEE 802.1D gäller förvidarebefordran i switcharna.Prioritering kan ske enligt IEEE802.1Q (VLAN tag). Om IRTtelegram anländer under detgröna intervallet, raderas de ochett larm skapas. Det viktiga är attinga jobb är aktiva vid slutet avintervallet för att inte hindra attdet reserverade intervallet kanstartas. Ett grönt intervall behöverinte finnas i en fas.IRT enhetklockslavIRT enhetklockslavIRT domän 1 IRT domän 2IRT enhetklockslavIRT enhetklockmasterIRT enhetklockslavingen IRTkommunikationIRT enhetIRTklockslavklockslavIRT enhetklockmasterIRT enhetIRT enhetklockslavklockslavingen IRTIRT enhetkommunikationIRT enhetklockslavklockslavGult intervallFör att skicka telegram vidare iswitcharna får reglerna i IEEE802.1D sättas ur spel för attgarantera starten av nästareserverade fas. Prioritering kanske enligt IEEE 802.1Q (VLANtag).Bild 6.3: Varje IRT domän använder sin egen klocka för att synkroniseranoderna.18 PROFINET Systembeskrivning, Version April 2009
Datatelegrammen sänds vidare tillslutnoden via respektive destinationsportenbart med hjälp av derasMAC-adress (och tillhörande telegram-ID).Detta medger en mycketflexibel kommunikationsmetod utannågra speciella regler. Ändringar ianläggningstopologin har ingen inverkan.Dock, beroende på konceptet,resulterar den ökade flexibiliteten,och därmed den ökadeanpassningsförmågan för systemet,har gjorts möjlig på bekostnadav en fullt utnyttjad bandbredd. Idet orange intervallet måste det finnasviss reserv för att garantera attalla telegram hinner sändas. Telegrami orange intervall kan sändasmed eller utan VLAN tag.Fördelen med detta är att I/O-trafikensäkras mot annan datatrafik.6.4 RT_CLASS_3Denna kommunikation kan jämförasmed tunnelbanenätet i enstad. Många vägar kan användasför att nå destinationsstationen.Däremellan finns en eller flera mellanliggandestationer. Om denmest optimala färdvägen planeras iförväg, når man säkert slutmåletsnabbast. Detta gäller även IRTkommunikation i ett nätverk. Kommunikationsvägarnaplaneras därförvid konfigurationen.Kommunikation i det röda intervalletföljer ett schema som konfigureratsi förväg. D.v.s. förutom informationenför ändnoderna behövernoderna emellan informationför att skicka telegrammen vidare.Telegram skickas vidare helt baseratpå planeringsformeln i IEC61158. Resultatet av planeringenär att en Ethernet styrenhet (ellermer exakt, switchen i Ethernetenheten)vet exakt vilket telegramsom kommer till vilken port och närdet måste skickas vidare och vart.Om systemet kräver RT_CLASS_3kommunikation, måste busscykelndelas in i ett rött intervall och enUDP/IP del (grönt intervall). Dåspecificeras timing och längden förvarje telegram, som skall sändas,på en port-till-port bas. Anläggningstopologin,respektive telegramlängdoch kabellängdernamellan de olika noderna är kritiskafaktorer vid tidsplaneringen för optimaltutnyttjande. Om systemetändras måste planeringsformelnupprepas. Dataöverföring i IRTdelenär alltid schemalagd. Schematstyrs bara av ordningen avankommande telegram, vilketbestäms av deras Frame_ID ochtelegramlängden. Den tidsstyrdabearbetningen av jobben inom ettrött intervall hjälper till att eliminerade sista spåren av onoggrannhet.Eftersom RT_CLASS_3 kommunikationendast styrs av tidsplaneringenär genomströmningstiden ien switch för ett telegram väsentligtkortare. På samma sätt kanprestanda i förgrenade nätverkökas genom optimerad planeringav användningen av samma kommunikationsgren.Topologiinformationen sänds tillrespektive IO_Comtroller undersystemuppstarten. Den kan därefterkontrollera den verkliga konfigurationeni ett automationssystem.Varje IO-enhet känner sinakonfigurerade grannar på enportspecifik nivå. Kännedom omnätverktopologin bildar grund förschemaläggningen av telegramöverföringen.En IRT-nod jämfördenna information med granneinformationenden själv hämtar(enligt LLDP protokollet) i varjecykel.Detta ger en mycket högt utnyttjandeav den tillgängliga bandbreddenoch det kan aldrig uppstå väntetiderför telegrammen. RT_CLASS_3 telegram sänds alltidutan VLAN tag eftersom desskronologiska position alltid är denbestämmande faktorn för överföringen.6.5 Systemstart med IRTSystemuppstart med IRT kommunikationbetraktas på samma sättsom uppstart med realtidskommunikation.För detta behövs 1 ARoch 2 IOCR. Dessutom behövsfortfarande att IO-Controllernsänder följande:• Nedladdning av synkroniseringsdataför de röda ochorange intervallen• Vidarebefordringsinformationför det röda intervallet• Om nödvändigt även nedladdningav information för existerandeisokrona applikationerInnan den egentliga uppstarten kanbörja beräknar de individuella fältenheternarespektive kabelfördröjning"Line delay" på en port-tillport-nivå.Genom att sända utminst två "Line delay" telegram irad kan noderna bestämmaskillnaderna i kvartsfrekvensen ochkompensera tiden i RTSynctelegrammet.Vid början av uppstartenbefinner sig alla anslutnafältenheter i det gröna intervallet.Under den följande uppstartensätts IOCR för ingångar/utgångarupp i "Connect frame" inom det ARsom skall etableras. Ingång-/utgångsdata utbyts sedan medproducentstatusen "bad" eftersomsynkronisering ännu inte uppnåtts irespektive fältenhet. När de olikaIOCR har satts upp, parametrerarIO-Controllern de individuellamodulerna/submodulerna (´Writeframes´) i IO-enheterna och överfördata för att parametrera IRT-delen iIO-enheterna. Sedan följer överföringenav synkroniseringsdata förde IO-enheter som tillhör IRTområdet.I dessa telegram överförIO-Cotrollern data för synkroniseringen.PROFINET Systembeskrivning, Version April 2009 19
- Page 3 and 4: HMIPLC/DCSSäkerhetFelsäkerhet (PR
- Page 5 and 6: 1. PROFINETöversiktPROFINET är en
- Page 7 and 8: 1.5 Komponentmodellen(PROFINET CBA)
- Page 9 and 10: 2. PROFINET IOgrunderPROFINET IO f
- Page 11 and 12: 2.4 Principen med realtidskommunika
- Page 13 and 14: 3. Diagnostikkonceptför PROFINET I
- Page 15 and 16: 5. SystemstartEfter spänningstills
- Page 17 and 18: Bild 5.5: Representation av anlägg
- Page 19: 6. IRT Kommunikationmed PROFINET IO
- Page 23 and 24: 7. PROFINET IOControllerPROFINET IO
- Page 25: 4. Den bekvämaste lösningen fårm
- Page 28 and 29: Station 2RStation 1nRnRStation 3 St
- Page 30 and 31: 12. Applikationsprofilerför PROFIN
- Page 32 and 33: 14. Tool Calling Interface(TCI)I PR
- Page 34: Om modulerna definieras alltfördet
- Page 37 and 38: Applikation(t.ex. PLC)Applikationsi
- Page 39 and 40: 17. WebbintegrationWebbintegration
- Page 41 and 42: 18. PROFINET och MESIntegrationen a
- Page 43 and 44: 19.3 MiljöklassningPROFINET har de
- Page 45 and 46: 20. PROFINET IOteknologi ochcertifi
- Page 47 and 48: 21. PI - organisationenFör dess un
- Page 49 and 50: 22. OrdlistaAR Application Relation
- Page 51 and 52: PROFINETSystembeskrivningVersion ap
Följande intervall definieras medsina egenskaper i <strong>PROFINET</strong>:Rött intervallEndast RT_CLASS_3-telegram fårvidarebefordras i switcharna underdetta intervall. Reglerna i IEEE802.1D för vidarebefordran gällerinte här. I stället används reglerna iIEC 61158. Starttiden för det rödaintervallet är hela tiden synkroniserad.Den kronologiska ordningenför alla RT_CLASS_3 telegrambestäms vid konfigureringen. OmUDP/IP telegram anländer ellergenereras (för att applikationen inteär IRT-kapabel) under det rödaintervallet, så sparas de tillfälligt ien IRT-switch och sänds efter detreserverade intervallet avslutats.Telegram ID som används för attidentifiera olika telegram anges vidkonfigurationen i ingenjörsverktyget.Mottagandet av cykliska dataklockas exakt så att den synkronaapplikationen kan startas direktutan fördröjningar.Orange intervallEndast RT_CLASS_2 telegram fårvidarebefordras genom switchar idetta intervall. Reglerna i IEEE802.1D används. Det orange intervalletstartas (om det finns) direktvid starten av en "Send clock" ellerefter det röda intervallet.RT_CLASS_2 telegram kräveringen planering i förväg. Resultatetär att den tillgängliga bandbreddeninte utnyttjas optimalt. Mottagandetav de cykliska datan klockas inteexakt. Därför måste en säkerhetsmarginalinkluderas.6.1 Definition av en IRTdomänFokus för IRT är timing för kommunikationen,vilket kräver enexakt synkronisering av busscykeln.Eftersom IRT kommunikationställer maximala krav på isokrondrift är det absolut nödvändigt attalla IRT-enheter är synkroniserademed ett gemensamt klocksystem.Denna synkronisering sköts av enklockmaster.6.2 Klocksynkroniseringför IRT kommunikationI ett nätverk med applikationer medhög precision måste alla noder,med en konfigurerad IRT-port, varasynkroniserade med yttersta precision.För att synkronisera nodernatill en gemensam klocka måstekabelfördröjningen mellan närliggandenoder och den aktuellasynkroniseringen bestämmas.6.3 Flexibel RT_CLASS_2kommunikationFör kommunikation under orangeintervall i switchanslutnaEthernetnät räcker det medkonfiguration av ändnoder.Under uppstartsfasen listas allanätverkskomponenter (switchar),mellan de angivna adresserna,som kan användas för att skickavidare mottagna telegram till rättdestination. Kommunikationen lärsin med hjälp av MAC-adressernaför källa och destination. Reglerna iIEEE 802.1D tillämpas.I orange intervall måste alltid datautbytas enligt synkroniseringen(synkron RT_CLASS_2). Telegramskickas inom ett SendClockintervalli orange intervall, därkommunikationen flexibelt kanimplementeras. Det behöver barasäkerställas att alla IRT-telegramkan sändas inom det orangeintervallet. Den synkroniserade"Send Cycle" gör att alla nodersom deltar i IRT-kommunikationenstartar sändningen av ingångs-/utgångsdata vid starten av orangeintervall. Resultatet blir att allaväntetider reduceras till ett minimum,liksom i osynkroniserad kommunikationGrönt intervallReglerna i IEEE 802.1D gäller förvidarebefordran i switcharna.Prioritering kan ske enligt IEEE802.1Q (VLAN tag). Om IRTtelegram anländer under detgröna intervallet, raderas de ochett larm skapas. Det viktiga är attinga jobb är aktiva vid slutet avintervallet för att inte hindra attdet reserverade intervallet kanstartas. Ett grönt intervall behöverinte finnas i en fas.IRT enhetklockslavIRT enhetklockslavIRT domän 1 IRT domän 2IRT enhetklockslavIRT enhetklockmasterIRT enhetklockslavingen IRTkommunikationIRT enhetIRTklockslavklockslavIRT enhetklockmasterIRT enhetIRT enhetklockslavklockslavingen IRTIRT enhetkommunikationIRT enhetklockslavklockslavGult intervallFör att skicka telegram vidare iswitcharna får reglerna i IEEE802.1D sättas ur spel för attgarantera starten av nästareserverade fas. Prioritering kanske enligt IEEE 802.1Q (VLANtag).Bild 6.3: Varje IRT domän använder sin egen klocka för att synkroniseranoderna.18 <strong>PROFINET</strong> <strong>Systembeskrivning</strong>, Version April <strong>2009</strong>
Change language