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10.06.2008

Profinet im Fokus

Die Nachfrage nach Automatisierungslösungen, die auf industriellen Ethernet-Systemen basieren, ist groß...

Die Nachfrage nach Automatisierungslösungen, die auf industriellen Ethernet-Systemen basieren, ist groß. Nicht jeder Gerätehersteller kann dabei intern das Know-how aufbauen, das zur Integration der entsprechenden Technologien notwendig ist. Die KW-Software GmbH bietet ein spezielles Portfolio an Produkten und Dienstleistungen an, die eine Integration der Profinet-Technologie ermöglichen. Die Redaktion der openautomation sprach mit Peter Fuchs, der bei KW-Software die Business Area Profinet leitet.

 

_openautomation:_ Seit kurzem ist KW-Software für die technische Integration der Profinet-Technologie der Phoenix-Contact-Gruppe verantwortlich. Was beinhaltet diese Verantwortung?

Peter Fuchs ist Leiter der Business Area Profinet der KW-Software GmbH

Peter Fuchs ist Leiter der Business Area Profinet der KW-Software GmbH

Peter Fuchs: Wir sehen uns als Technologielieferant, der die Profinet-Technologie der Phoenix-Contact-Gruppe in Komponentenform für den freien Markt verfügbar macht. Unser Geschäftsfeld Profinet unterstützt mit einem speziellen Portfolio von Produkten und Dienstleistungen Gerätehersteller und Anbieter von Automatisierungslösungen bei der Integration betriebsbewährter und zukunftssicherer Profinet-Technologie.

 

_openautomation:_ Was sind Ihre Leistungen in diesem Zusammenhang?

Peter Fuchs: Wir bieten Technologiekomponenten für die Integration von Profinet Controllern und Devices sowie für das Profinet-Engineering an. Dies sind aktuell reine Software-Komponenten, die wir auf Basis der speziellen Kundenanforderungen auf die jeweilige Zielplattform portieren und eventuell notwendige Anpassungen zur Integration durchführen. Perspektivisch werden zudem die für Profinet IRT notwendigen Hardware-Komponenten mit entsprechendem Implementierungs-Support angeboten. Zur sicherheitsgerichteten Kommunikation über Profinet unterstützt KW-Software auch die Integration von Profisafe in Profinet Controller und Devices.

 

_openautomation:_ Können Sie auf die Produkte, wie Controller Stack und Configurator, eingehen, die Sie in diesem Zusammenhang anbieten?

Peter Fuchs: Der Profinet IO Controller Stack bewährt sich bereits seit 2004 in anspruchsvollen Automatisierungsprojekten und wird kontinuierlich weiterentwickelt. Er bietet unter anderem ein komfortables Context-Management und eine umfassende Diagnosefunktionalität. Der Stack ermöglicht zum Beispiel den Austausch defekter Profinet-IO-Geräte im laufenden Betrieb ohne Zuhilfenahme eines Konfigurationswerkzeugs oder steckbarer Speichermedien. Ein skalierbarer Direktzugriff auf den Status der Ein-/Ausgabedaten ermöglicht jederzeit die Kontrolle über den Automatisierungsprozess. Das Hinzufügen oder Entfernen von Applikationsbeziehungen ist auch im laufenden Betrieb möglich. Zur Unterstützung von Profinet IRT kann der Controller Stack zukünftig durch entsprechende Hardware-Komponenten ergänzt werden. Dabei bleibt die Anwenderschnittstelle des Stacks kompatibel. Der Controller Stack ist auch mit einer zusätzlichen Profinet-IO-Device-Funktionalität lieferbar. Sie ermöglicht die schnelle Kommunikation zwischen den Profinet IO Controllern verschiedener Steuerungen, so dass diese zu redundanten oder hierarchisch aufgebauten Automatisierungsstrukturen vernetzt werden können.

 

Zur schnellen, einfachen und kostengünstigen Integration einer Profinet-IO-Device-Schnittstelle in Automatisierungsgeräte werden wir einen Profinet-IO-Device-Chip anbieten. Diese vielseitig konfigurierbare Single-Chip-Lösung unterstützt die Conformance Classes A, B und C und lässt sich damit generell für alle Leistungsklassen von Profinet IO Devices einsetzen. Eine integrierte CPU arbeitet die Profinet-IO-Funktionen ab, so dass der Gerätehersteller seine bestehende Hardware-/Software-Plattform beibehalten kann und sich nicht mit Profinet-spezifischen Kommunikationsstacks auseinandersetzen muss. Flexible Schnittstellen für externe Applikations-CPU und den direkten Anschluss von Ein-/Ausgabe- bzw. Diagnose-Signalen ermöglichen eine komfortable Umsetzung unterschiedlicher Gerätefunktionalitäten – so einfach wie von heutigen Feldbussystemen gewohnt. Durch die Bereitstellung spezieller taktsynchroner Ein-/Ausgabesignale können auch anspruchsvolle Synchronisierungsanforderungen erfüllt werden. Mit den Ethernet-Schnittstellen des Device-Chips lassen sich Linienstrukturen im Profinet-Netzwerk realisieren. Ein integrierter IRT-Switch und integrierte PHY sorgen für die entsprechende Netzwerkanbindung. Die für die Anforderungen von Profinet IRT optimierte interne Struktur des Profinet-IO-Device-Chips sorgt für eine niedrige Weiterleitezeit im integrierten Switch sowie den Aufbau von hohen Linientiefen bei einer Synchronisationsgenauigkeit von 1 µs. Lichtwellenleiter können direkt über Fiber Optic Diagnostic Transceiver angeschlossen werden. Dabei wird die Signalqualität auf den Lichtwellenleiterstrecken über spezielle Dia­gnoseschnittstellen überwacht. Im Zusammenhang mit der geringen Leistungsaufnahme und dem günstigen Preis ist der Profinet-IO-Device-Chip zum Beispiel für den Einsatz in Geräten geringer bis mittlerer Komplexität prädestiniert.

 

Zur Konfiguration von Profinet-IO-Netzwerken können heute die von Phoenix Contact angebotenen Engineering-Tools genutzt werden. Vor dem Hintergrund der skalierbaren Software-Plattform von KW-Software werden wir außerdem Engineering-Komponenten mit offenen Schnittstellen wie FDT/DTM anbieten. Profinet IO Devices werden zum Beispiel aus einem Gerätekatalog in die Netzwerkdarstellung eingefügt und über gerätespezifische Menüs konfiguriert. Neue Geräte importiert man einfach über das standardisierte GSD-Format in den Gerätekatalog. Der detaillierte Aufbau des Netzwerks wird in einer speziellen Topologieansicht dargestellt. Das fertige Projekt übergibt das Engineering-Tool dem Profinet IO Controller Stack. Dieser nutzt die Daten zur Parametrierung und Inbetriebnahme des Profinet-IO-Netzwerks. Darüber hinaus können unsere Kunden auch bereits vorhandene eigene Engineering-Werkzeuge mit unseren Profinet Stacks nutzen. Die entsprechenden Interfaces entstehen dann im Rahmen des Integrationsprojekts.

 

_openautomation:_ Ihre Aufgabe hängt sicher wesentlich von der Entwicklung eines eigenen Chips durch Phoenix Contact ab. Wie sieht hier der Stand der Dinge aus? Wann soll der Baustein fertig sein?

Peter Fuchs: In 2009 wird eine lauffähige Risc Production des Device-Chips zur Verfügung stehen. Ab Ende 2009 ist der Device-Chip in Stückzahlen ab Lager lieferbar. Aufgrund des starken Interesses an dieser leistungsstarken sowie einfach und vielseitig verwendbaren Single-Chip-Lösung sprechen wir bereits jetzt mit ersten Geräteherstellern über die zukünftige Integration des Bausteins.

 

_openautomation:_ Eine Verzögerung tritt hier sicher noch mal durch die Überarbeitung der Spezifikation von Profinet IRT ein. Warum war diese Überarbeitung notwendig? Welche Auswirkungen hat sie?

Peter Fuchs: Die Überarbeitung der aktuellen IRT-Spezifikation wurde bereits im November 2007 verabschiedet und führt insoweit nicht zu einer Verzögerung unserer Zeitplanung. Damit lassen sich zunächst nahezu alle denkbaren Anwendungen realisieren. Aktuelle Studien beschäftigen sich mit dem Ziel, welche Optimierungspotentiale noch in den aktuellen IRT-Ausprägungen stecken. Ziel ist es, Profinet auch bei der momentanen Datenübertragungsrate von 100 Mbit/s zum derzeit schnellsten Echtzeit-Ethernet-System und damit noch mehr in Richtung Zukunftssicherheit kompatibel weiter zu entwickeln. Einfach die Datenübertragungsrate weiter zu erhöhen, wäre nämlich zu kurz gedacht und ist vor allem in den Bereichen Installation, Übertragungsmedien und Verlustleistung auch mit deutlichen Nachteilen verbunden.

 

_openautomation:_ Haben Sie Sorge, aufgrund des dadurch entstandenen Zeitverlusts, Kunden an Mitbewerber aus dem Echtzeit-Ethernet-Umfeld zu verlieren?

Peter Fuchs: Aufgrund der vielen Vorteile, wie des skalierbaren Echtzeit-Verhaltens, der einfachen Integration vorhandener Feldbusse und der Kompatibilität zu den offenen Standards und Protokollen der Informationstechnologie, hat sich die Phoenix-Contact-Gruppe bewusst für Profinet entschieden. Diese umfassende Funktionalität, die letztendlich durch weitreichende informationstechnische Integration die Grundlage für die Optimierung von Geschäfts- und Fertigungsprozessen und damit weitere Produktivitätssteigerungen schafft, bietet kein anderes System am Markt. Am Beispiel des Themas IRT zeigt sich auch, dass Profinet bezüglich der Echtzeit-Performance noch lange nicht am Ende seiner Möglichkeiten ist und somit in absehbarer Zeit auch das schnellste System am Markt sein wird. Insofern habe ich bezüglich der zukünftigen Marktdurchdringung des Profinet keine Sorgen.

 

_openautomation:_ Wie sehen Sie den Markt für industrielle Ethernet-Systeme in ein paar Jahren?

Peter Fuchs: Heute existieren weit über 20 unterschiedliche industrielle Ethernet-Varianten mit unterschiedlichstem Verbreitungsgrad. Dabei gibt es aber deutliche Unterschiede. Es reicht nicht aus, zum Beispiel einfach ein Ethernet-Kabel als Übertragungsmedium zu verwenden und letztendlich einen mehr oder weniger proprietären weiteren Feldbus zu kreieren. Solche Systeme finden in wenigen speziellen Anwendungsbereichen durchaus ihre Berechtigung, haben aber mit Ethernet relativ wenig zu tun und leisten auch zukünftig mit höherer Performance lediglich das, was man heute bereits mit klassischen Feldbussen oder Speziallösungen für bestimmte Anwendungen erreicht. Profinet verfolgt hingegen einen integrativen und zukunftsorientierten Ansatz. Die auf IT-Standards aufbauende Kommunikation ermöglicht die Integration heutiger Kommunikationsinseln in den Unternehmen zu einem einheitlichen firmenweiten Netzwerk, das nicht nur für horizontale, sondern auch für vertikale Integration sorgt. Von der Fertigungsebene bis hin zur Produktionsplanung stehen damit Informationen zur richtigen Zeit an der richtigen Stelle bereit und können zur Produktivitätssteigerung genutzt werden. Auf Maschinen- und Betriebsdaten kann man im gesamten Unternehmen ohne Technologiebrüche zugreifen. Dadurch werden Fertigungsprozesse transparenter und die Verfügbarkeit steigert sich. Meine Einschätzung ist daher, dass Profinet sich in absehbarer Zeit zum weltweiten Marktstandard für industrielles Echtzeit-Ethernet entwickelt.

 

Ronald Heinze

 

Weitere Informationen unter www-kw-software.de.

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