Abbildung 1 veranschaulicht die zu implementierende Topologie und die zugewiesenen IP-Adressen.
2. Untergeordneter Master
Auf der Registerkarte „IP-Einstellungen“ des Masters (ILC 330 PN, Abbildung 2) müssen der Name, die MAC-Adresse, die IP-Adresse und die Subnetzmaske der untergeordneten Master-SPS aktualisiert werden.
Für den Profinet-Master der unteren Ebene muss der Dienst „E/A-Gerät“ aktiviert werden, damit er vom Master der höheren Ebene als Profinet-E/A-Gerät erkannt wird. Dieser Dienst ermöglicht es Master-Geräten, E/A-Tabellen zu erstellen, um Informationen im Profinet-Netzwerk auszutauschen. Wählen Sie auf der Registerkarte „Erweiterte Konfigurationen“ im Abschnitt „E/A-Gerätestatus“ im Dropdown-Menü „Konfigurationen“ die Option „Verbunden“ aus, klicken Sie auf „Senden“ und wählen Sie die gewünschte SPS aus, um den Dienst zu aktivieren. Dies ist in Abbildung 3 dargestellt.
Wenn der IO-Gerätedienst ordnungsgemäß funktioniert, wird die Meldung „Dienst läuft erfolgreich“ auf dem Bildschirm angezeigt, und das Gerät wird im Bereich „Einstellungen“ als verbunden angezeigt. Abbildung 4 veranschaulicht dies.
Im Abschnitt „Ethernet“ der Registerkarte „Erweiterte Einstellungen“ (Abbildung 5) muss die Netzwerkkonfiguration durch Verwendung von „Steuerung zurücksetzen“ aktiviert werden, um Änderungen am Netzwerk anzuwenden und zu ermöglichen, dass der untergeordnete Profinet-Master von anderen im Netzwerk vorhandenen Mastern als E/A-Gerät (Slave) erkannt wird.
Im Fenster „Erweiterte Konfigurationen“ unter „Profinet-Gerät“ lässt sich die Größe der Eingangs- und Ausgangstabellen für den Datenaustausch mit anderen SPSen im Profinet-Modus konfigurieren. Diese Option ermöglicht die Optimierung des Datenflusses im Netzwerk entsprechend den Übertragungsanforderungen. Die in der ILC-330PN-SPS verfügbaren Tabellengrößen sind 512, 256, 128, 64 und 32 Byte (siehe Abbildung 6).
Über die Registerkarte „Kommunikation“ können Sie die Kommunikation mit der SPS testen. Sind die Parameter korrekt, wird die Meldung „ILC-330 PN Host-Typ“ grün auf dem Bildschirm angezeigt (Abbildung 7).
Nach der Aktivierung des BootP-Dienstes in PcWorx kann der Bus ausgelesen werden, um die an die SPS angeschlossenen Module hinzuzufügen. Die Aktivierung des BootP-Servers ist in Abbildung 8 dargestellt.
Bei aktiviertem BootP-Server können im Hauptmenü unter „Ansicht“ – „Bus verbunden“ die in der SPS installierten Module hinzugefügt werden (Abbildung 9).
Durch Auswahl von „PROFINET durch Lesen eingeben“ im Profinet-Kontextmenü der
Projektstruktur (Abbildung 10) wird der Phoenix-Contact Profinet Slave FL IL 24 BK - PN PAC angezeigt, den Sie in die Projektstruktur einfügen können, indem Sie das Gerät auswählen und auf „Einfügen“ klicken.
Nach Abschluss des oben beschriebenen Verfahrens kann die Anwendung und das Steuerungsprogramm für das untergeordnete Netzwerk entwickelt werden.
Im Bereich „Globale Variablen“ der SPS sind zwei Arrays der gewählten Größe (512 Byte) sichtbar: eines für Eingänge und eines für Ausgänge. Diese beiden Arrays dienen als Variablentabellen für den Informationsaustausch und sind für übergeordnete Master im Netzwerk zugänglich.
Zusätzlich ist im Programmierbereich unter „E/A-Konfiguration“ in der
Tabelle „E/A-Konfiguration“ der Profinet-Dienst (Gerät) aktiviert. Dies bedeutet, dass die SPS die Funktionalität besitzt, Informationen mit anderen Master-SPSen im Profinet-Modus auszutauschen. Dies ist in Abbildung 12 dargestellt.
3. Masterprojekt auf höherer Ebene
: Das neue Projekt wurde erstellt und gespeichert, die IP-Adresse der SPS wurde konfiguriert, der Adressbereich wurde festgelegt und die Konfigurationsparameter eines Profinet-IO-Controllers wurden eingerichtet.
Im nächsten Schritt fügen Sie das Mastergerät der unteren Ebene und alle weiteren E/A-Geräte, die Sie in den Profinet-Bus des Mastergeräts der höheren Ebene integrieren möchten, hinzu. Mit der Option „Profinet durch Lesen aufrufen“ (Abbildung 13) können Sie die Liste der erreichbaren Geräte im Netzwerk anzeigen (Abbildung 14).
Beachten Sie, dass das Mastergerät der unteren Ebene beim Anschluss als Slave-Gerät (E/A-Gerät) im Projektbaum, genauer gesagt am Profinet-Bus, hinzugefügt wird. Der Katalog der verfügbaren Module für das Mastergerät der unteren Ebene besteht aus Datenarrays mit an die Projektanforderungen anpassbaren Dimensionen. In diesem Fall wird das Modul EA512 (512-Byte-E/A-Array) hinzugefügt; die Arraygröße muss der im Projekt für das Mastergerät der unteren Ebene festgelegten Dimension entsprechen. Dies ist in Abbildung 15 dargestellt.
Im Datenzuordnungsbereich für das neue E/A-Gerät (Abbildung 16) sind sowohl die 512 Byte großen Eingangs- und Ausgangsarrays als auch die Diagnoseregister des Profinet-Headers des untersten Masters zu sehen.
4. Netzwerkintegrationstest.
Das Anwendungsprogramm in Abbildung 17 veranschaulicht die Verbindung interner Variablen mit dem I/O-Array des untersten Masters. Zunächst werden die Messwerte des Analogmoduls und der Status des Profinet-Headers des untersten Masters erfasst. Anschließend werden die vom untersten Master übertragenen Daten gelesen; in diesem Fall die Messwerte des Analogeingangs und der Status des Profinet-Headers des mit dem untersten Master verbundenen Slaves Phoenix FL IL 24-BK PN PAC.
Im Modus „Aktives Debuggen“ (Abbildung 18) kann der Status der verschiedenen Signale, die mit dem übergeordneten Master ausgetauscht werden, auf dem untergeordneten Master eingesehen werden.
Der Fluss der analogen Signaldaten wird in Abbildung 19 grafisch dargestellt.
5. Schlussfolgerungen
Aus den obigen Ausführungen lässt sich hervorheben, dass die Kommunikation zwischen speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) über Profinet eine einfach zu implementierende Technologie darstellt. Sie ermöglicht die
Dezentralisierung des Steuerungssystems und führt somit zu Systemen mit höherer Vielseitigkeit, Robustheit und Flexibilität als bisherige Protokolle.
Darüber hinaus bietet Profinet den Vorteil eines standardisierten Busses, weshalb zahlreiche Hersteller im Automatisierungsbereich Profinet-kompatible Produkte anbieten.
Hinsichtlich der Interoperabilität lässt sich feststellen, dass das Hinzufügen mehrerer Slaves verschiedener Hersteller zum Profinet-Netzwerk unabhängig von der verwendeten Master- und Integrationssoftware ein unkompliziertes Verfahren ist. Dies ermöglicht die Implementierung eines flexiblen Fertigungssystems, das in ein Profinet-Netzwerk mit Geräten verschiedener Hersteller integriert ist.
In Multi-Master-Topologien ist die Interoperabilität in der Profinet-Umgebung jedoch eingeschränkt, da Hersteller keine GSDML-Dateien für Master-Geräte bereitstellen.
Dies schränkt die Möglichkeit der Integration mehrerer Master verschiedener Hersteller in dasselbe Profinet-Netzwerk ein und erfordert den Einsatz anderer Kommunikationslösungen.
Autor:
Alfredo Gardel, Ignacio Bravo, José Luis Lázaro, Arley Vanegas
