ProfiNET Realtime Master

ProfiNET Master Technologie

Aufgrund der zunehmenden Vernetzung des industriellen Umfelds, spielt die Ethernet Kommunikation eine immer wichtigere Rolle bei der Anbindung und Steuerung von Geräten. Heute stehen für die Feldbus-Kommunikation verschiedene Ethernet Standards zur Verfügung, u. a. SERCOS, Powerlink, EtherCAT und PROFINET. Das Kommunikationsprinzip beruht typischerweise auf einem deterministischen Prozessdatenaustausch und erfordert daher für Steuerung und Gerät deterministische Soft- und Hardware. Die direkte Ansteuerung der Feldbusgeräte mit einem PC und dem Betriebssystem Windows wurde erst mit der Einführung von sog. Echtzeit-Erweiterungssystemen möglich. Ein Beispiel hierfür ist die Echtzeit-Erweiterung der Fa. SYBERA, die Ethernet-Update-Zyklen bis 50 µsec ermöglicht.

ProfiNET Master Funktionalität

Die Ethernet Feldbus-Kommunikation unterscheidet sich nicht nur durch eine unterschiedliche Protokoll-Spezifikation, sondern auch durch die Bus-Topologie. So realisiert EtherCAT z.B. eine Ring-Topologie, während PROFINET eine Stern-Topologie umsetzt. Während bei EtherCAT das typische Master/Slave-Prinzip zwischen Steuerung und Geräten umgesetzt wird, besteht PROFINET aus einem Provider / Consumer - Modell, bei dem die Rollen vertauscht werden können. Die PROFINET Realtime Kommunikation setzt jedoch wiederum eine definierte Master / Slave - Beziehung voraus. Ähnlich wie schon bei EtherCAT, spricht SYBERA beim neuen PROFINET-Stack ebenfalls von einem PROFINET Master. Mit dem neuen Echtzeit PROFINET Master von SYBERA entfällt die Notwendigkeit einer separaten Controller-Hardware, da die PROFINET Steuerung vom PC mit Standard-Ethernet-Adaptern umgesetzt werden kann. Der PROFINET Master wird von SYBERA als offenes Echtzeit-Bibliothekssystem angeboten und ermöglicht dem Entwickler die Programmierung einer deterministischen Steuerung für PROFINET-Geräte.

ProfiNET Master Bibliothek

Mit Hilfe des ProfiNET Bibliothekssystems können eigenen Applikationen entwickelt (programmiert) werden. Der Entwickler soll die Möglichkeit haben, durch einfache Interface-Funktionen Steuerungsprojekte programmieren und eigene Anwendungen graphisch gestalten zu können. Wie bei den standardisierten Programmen muß der Entwickler durch Bibliotheksfunktionen die Möglichkeit haben, die Parametrierung und die logische Verknüpfung zu realisieren. Darüberhinaus muss auch gewährleistet werden, dass mit den zur Verfügung stehenden Bibliotheksfunktionen auch auf komplexe Vorgänge, wie z.B. Zustandswechsel der Geräte oder Fehlersituationen, Einfluss genommen werden kann. Das ProfiNET Protokoll-Management, die Fehlerbehandlung und Gerätelogistik sind in den s.g. Protokollstacks implementiert. Die Protokollstacks bilden somit die Verbindung zwischen der physikalischen Transportschicht (z.B. Ethernet-Treiber) und der Anwendungssoftware. Die Zielsetzung von Protokoll-Stacks ist bei allen Systemen gleich: Der Entwickler von ProfiNET Projekten soll sich nicht um das Protokoll-Management kümmern müssen, vielmehr um die Verarbeitung der entsprechenden Nutzdaten der angebundenen Stationen. Die Gerätelogistik und Parametrierung wird weitgehend durch implizite Vorgaben vereinfacht.

ProfiNET Master Technologie

SYBERA bietet die einzigartige Gelegenheit, ProfiNET direkt im Echtzeit-Simulator in Holzgerlingen zu erleben. Der Simulator vereint digitale und analoge Sensorik und Aktorik in einer komplexen Pneumatiksteuerung. Eine Fahrgastzelle kann mit Hub-, Roll-, Nick- und Drehbewegungen gesteuert werden. Die an die ProfiNET-Klemmen angeschlossenen Geräte umfassen Laserdistanzsensoren, induktive Sensoren, Drucksensoren, Inkrementalgeber, Regelventile und Wegeventile spiegeln somit das bekannte Umfeld der Steuerungstechnik wider. Die Simulatorsteuerung erfolgt mit der Logik-Software X-GO von SYBERA und den eingebundenen Echtzeit Master Bibliotheken für EtherCAT und ProfiNET. Der Fahrgast hat die Möglichkeit, die Parameter selbst zu verändern und somit Wiederholgenauigkeit und Jitter der Steuerung zu beeinflussen. Der Echtzeit-Simulator hilft allen Interessenten, ProfiNET für die Praxis besser einschätzen zu können.