La Figura 1 illustra la topologia da implementare e gli indirizzi IP da assegnare.
2. Master di livello inferiore
Nella scheda "Impostazioni IP" del master (ILC 330 PN, Figura 2), è necessario aggiornare il nome, l'indirizzo MAC, l'indirizzo IP e la maschera di sottorete del PLC master di livello inferiore.
Per il Master Profinet di livello inferiore, è necessario attivare il servizio "Dispositivo I/O" affinché possa essere trattato come un dispositivo Profinet-IO dal Master di livello superiore. Questo servizio consente ai dispositivi master di creare tabelle I/O per scambiare informazioni sulla rete Profinet. Nella scheda "Configurazioni estese", nella sezione "Stato dispositivo I/O", selezionare "Connesso" dal menu a tendina "Configurazioni", fare clic su "Invia" e selezionare il PLC di interesse per attivare il servizio. Questa procedura è illustrata nella Figura 3.
Se il servizio Dispositivo I/O funziona correttamente, sullo schermo verrà visualizzato il messaggio "servizio in esecuzione correttamente" e il dispositivo risulterà connesso nella sezione "Impostazioni". La Figura 4 illustra questo processo.
Nella sezione "Ethernet" della scheda "Impostazioni estese" (Figura 5), è necessario attivare la configurazione di rete utilizzando "Ripristina controllo" per applicare le modifiche alla rete e consentire al Profinet Master di livello inferiore di essere riconosciuto come dispositivo I/O (slave) dagli altri master presenti sulla rete.
Nella finestra “Configurazioni estese”, alla voce “Dispositivo Profinet”, è possibile configurare le dimensioni delle tabelle di input e output per lo scambio di dati con altri PLC in modalità Profinet. Questa opzione consente di ottimizzare il flusso di dati in rete in base alle esigenze di trasmissione. Le dimensioni delle tabelle disponibili nel PLC ILC-330PN sono 512, 256, 128, 64 e 32 byte, come illustrato nella Figura 6.
La scheda "Comunicazioni" consente di testare la comunicazione con il PLC. Se i parametri sono corretti, sullo schermo verrà visualizzato il messaggio "Tipo host ILC-330 PN" (Figura 7) in verde.
Dopo aver attivato il servizio BootP in PcWorx, è possibile leggere il bus per aggiungere i moduli collegati al PLC. L'attivazione del server BootP è illustrata nella Figura 8.
Con il server BootP attivato, nell'opzione "Visualizza" - "Bus connesso" del menu principale è possibile aggiungere i moduli installati nel PLC (Figura 9).
Selezionando "Inserimento in PROFINET tramite lettura" nel menu contestuale Profinet dell'albero del
progetto (Figura 10), viene visualizzato lo slave Profinet Phoenix-Contact FL IL 24 BK - PN PAC, che è possibile incollare nell'albero del progetto selezionando il dispositivo e facendo clic su "Incolla".
Una volta completata la procedura sopra descritta, è possibile sviluppare l'applicazione e il programma di controllo per la rete di livello inferiore.
Nell'area "Variabili globali" del PLC, sono visibili due array, uno per gli ingressi e uno per le uscite, della dimensione selezionata (512 byte). Questi due array rappresentano le tabelle delle variabili per lo scambio di informazioni e saranno accessibili dai master di livello superiore nella rete.
Inoltre, nell'area di programmazione, alla voce "IO_Configuration" nella
tabella "Configurazione I/O", è abilitato il servizio Profinet (dispositivo). Ciò significa che il PLC ha la funzionalità di condividere informazioni con altri PLC master in modalità Profinet. Questo è illustrato nella Figura 12.
3. Progetto Master di livello superiore
: Il nuovo progetto è stato creato e salvato, l'indirizzo IP del PLC è configurato, l'intervallo di indirizzi è impostato e i parametri di configurazione di un controller Profinet-IO sono definiti.
Il passo successivo consiste nell'aggiungere il dispositivo master di livello inferiore e qualsiasi altro dispositivo I/O che si desidera integrare al bus Profinet del master di livello superiore. Utilizzando "Accesso a Profinet tramite lettura" (Figura 13), è possibile visualizzare l'elenco dei dispositivi raggiungibili sulla rete (Figura 14).
Si noti che quando si collega il dispositivo master di livello inferiore, questo viene aggiunto come dispositivo slave (dispositivo I/O) nell'albero del progetto, in particolare sul bus Profinet. Il catalogo dei moduli disponibili per il dispositivo master di livello inferiore è costituito da array di dati con dimensioni adattabili alle esigenze del progetto. In questo caso, viene aggiunto il modulo EA512 (array di input/output da 512 byte); la dimensione dell'array deve corrispondere alla dimensione stabilita nel progetto per il master di livello inferiore. Questo è illustrato nella Figura 15.
Nell'area di allocazione dei dati per il nuovo dispositivo I/O (Figura 16), è possibile visualizzare sia gli array di input e output da 512 byte, sia i registri diagnostici dell'intestazione Profinet del master di livello più basso.
4. Test di integrazione di rete
Il programma applicativo in Figura 17 illustra la connessione delle variabili interne all'array I/O del master di livello più basso. Inizialmente, vengono acquisite le misurazioni del modulo analogico e lo stato dell'intestazione Profinet del master di livello più basso. Successivamente, vengono letti i dati trasmessi dal master di livello più basso; in questo caso, le misurazioni dell'ingresso analogico e lo stato dell'intestazione Profinet dello slave Phoenix FL IL 24-BK PN PAC collegato al master di livello più basso.
Nella modalità “Debug attivo” (Figura 18), lo stato dei vari segnali scambiati con il master di livello superiore può essere visualizzato sul master di livello inferiore.
Il flusso dei dati del segnale analogico è illustrato graficamente nella Figura 19.
5. Conclusioni
Da quanto detto finora, è opportuno sottolineare che la comunicazione tramite Profinet tra controllori logici programmabili (PLC) è una tecnologia facile e semplice da implementare, che consente la
decentralizzazione del sistema di controllo e si traduce quindi in sistemi con maggiore versatilità, robustezza e flessibilità rispetto ai protocolli precedenti.
Inoltre, offre il vantaggio di essere un bus standardizzato, motivo per cui numerosi produttori nel settore dell'automazione commercializzano prodotti compatibili con Profinet.
In termini di interoperabilità, si può concludere che l'aggiunta di più slave di diversi produttori alla rete Profinet è una procedura semplice, indipendentemente dal master e dal software di integrazione disponibili. Ciò consente l'implementazione di un sistema di produzione flessibile integrato in una rete Profinet con diversi produttori.
Nelle topologie multi-master, l'interoperabilità nell'ambiente Profinet è limitata, poiché i produttori non forniscono agli utenti file GSDML per i dispositivi master.
Ciò limita la possibilità di integrare più master di diversi produttori nella stessa rete Profinet e rende necessario l'utilizzo di altre soluzioni di comunicazione.
Autore:
Alfredo Gardel, Ignacio Bravo, José Luis Lázaro, Arley Vanegas
