PROFINET IO Complementi

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1 PROFINET IO Complementi Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 1

2 Ridondanza in PROFINET IO Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 2

3 PROFINET IO: Ridondanza La ridondanza in PROFINET viene usata per aumentare la disponibilità dell impianto La struttura per realizzare la ridondanza in PROFINET è l anello (ring) Con la struttura ad anello, ogni dispositivo può essere raggiunto con due percorsi differenti L anello può essere agevolmente creato a partire da una topologia lineare semplicemente aggiungendo un link Nelle reti Ethernet però non è sufficiente aggiungere il link, bisogna anche introdurre la figura del redundancy manager (RM) che si assicura che frame multicast non ricircolino all infinito Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 3

4 PROFINET IO: Rilevazione dei percorsi e gestione errori In Ethernet (802.1D) esiste un protocollo standard per la rilevazione dei percorsi multipli e la gestione del traffico nel caso degli errori Questo protocollo è l RSTP (Rapid Spanning Tree Protocol). Il tempo di commutazione tra un percorso e quello alternativo in caso di errori dipende dal numero di stazioni. Con RSTP il tempo di commutazione può arrivare ad alcune centinaia di millisecondi. Un tempo spesso troppo alto per l automazione In PROFINET è possibile utilizzare anche il protocollo MRP (Media Redundancy Protocol) descritto nella IEC61158 e nelal IEC62439 RSTP e MRP sono incompatibili tra loro! Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 4

5 PROFINET IO: Redundancy manager Il compito del Redundancy Manager è quello di controllare quali sono i percorsi disponibili e prevenire la circolazione infinita di messaggi nella rete Una stazione nell anello deve essere definita come redundancy manager (anche chiamato ring master) prima di avviare la ridondanza L RM testa la rete con dei frame speciali per verificare quali sono i percorsi disponibili S Normalmente le due porte dell RM sono una in forwarding mode e l altra in blocked mode. Se l anello si interrompe, le porte RM vengono messe tutte e due in forwarding mode L RM botifica i partecipanti all anello del cambio di topologia D Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 5

6 PROFINET IO: funzionamento MRP (Media Redunndancy Protocol) PROFINET per default usa l MRP Il tempo massimo per il switchover è 200 ms Managed Switch Attraverso LLDP ogni stazione conosce se i suoi vicini supportano la ridondanza e se è attivata I dati di processo viaggiano solo sul path selezionato dal RM Porte ridondate Stazione 2 Stazione 3 Sorgente Station 1 Process Data Stazione 8 Stazione 7 Test Frame I test frame hanno il tipo Ethernet 0x88E3 Stazione 4 Stazione 6 Redundnacy manager Stazione 5 Destinazione Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 6

7 PROFINET IO: MRRT (Media Redundancy for RT frames) L MRRT serve per gestire i frame PROFINET real-time di tipo RT_Class 1 e RT_Class 2. I dati di processo vengono inviati lungo entrambi i percorsi Porte ridondate Sorgente Station 1 Managed Switch La stazione di destinazione usa solo il frame che arriva prima Stazione 2 Process Data Stazione 8 Il RM controlla lo stato dell anello inviando i test frame e notifica lo stato di anello chiuso o aperto Stazione 3 Stazione 7 Test Frame Stazione 4 Stazione 6 Comparison old/new data Stazione 5 Destinazione Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 7

8 PROFINET IO: MRPD (Media Redundancy for Planned Duplication) MRPD è la base per ottenere una ridondanza con tempo di switching pari a zero nel caso di sistemi con traffico RT_Class 3 (IRT) Si basa sul fatto che il traffico di classe 3 è pianificato in anticipo. In questo caso vengono sempre spediti due frame nelle due direzioni possibili, seguendo due piani di scheduling diversi Alla stazione di destinazione arrivano due frame se tutto va bene oppure uno solo se un percorso è interrotto I frame non possono ricircolare perché seguono il piano di scheduling MRPD richiede MRP per la gestione dei frame di comunicazione relativi al traffico non schedulato (fase verde) Porte ridondate Stazione 2 Stazione 3 Sorgente Station 1 Process Data Stazione 5 Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 8 Stazione 8 Stazione 7 Stazione 4 Stazione 6 Destinazione

9 PROFINET IO: Ridondanza a livello di sistema Basta ridondare la connessione logica (AR) La rete può essere realizzata in modo arbitrario Collegamenti multipli alla stessa rete Rete ridondata (es. due reti separate) PNIO- Controller Host /Controller Link non è parte delle specifiche PROFINET PNIO- Controller PROFINET IO network 2 connessioni logiche PNIO-Device Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 9

10 PROFINET IO: Ridondanza a livello di sistema NAP: Network Access Point NAP S1: NAP singolo con una AR per ogni relazione System-Redundancy (1 totali) NAP S2: NAP singolo con due AR per ogni relazione System-Redundancy (2 totali) NAP R1: NAP ridondato con una AR per ogni relazione System-Redundancy (2 totali) NAP R2: NAP ridondato con due AR per ogni relazione System-Redundancy (4 totali) Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 10

11 PROFINET IO: Ulteriori dettagli AR in dettaglio Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 11

12 PROFINET IO: Ridondanza e CiR La logica CiR è utile per i sistemi ridondati Configuro un IO-Controller mentre lavoro con l altro Il meccanismo è uguale a prima solo che le due AR sono verso due IO-Controller diversi Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 12

13 Nuove architetture con PROFINET IO Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 13

14 PROFINET IO: Shared device Due o più controller possono gestire lo stesso device Ogni controller gestisce un gruppo di ingressi e uscite Non è necessario che siano fisicamente raggruppati IO-Controller 1 IO-Controller 2 Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 14

15 PROFINET IO: Dettagli sullo Shared device E una logica estensione di quanto visto per la ridondanza Ogni controller configura una AR differente Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 15

16 PROFINET IO: Funzionamento di LLDP Ogni dispositivo è connesso ai suoi vicini. LLDP tiene costantemente aggiornato il database locale con i nomi dei vicini neighborhood 2 neighborhood 5 Computer-1 P-1 P-1 Switch-1 P-3 P-2 neighborhood 4 P-1 P-1 Laptop-3 P-2 Switch-2 P-3 neighborhood 1 neighborhood 3 P-1 Laptop-1 P-1 Laptop-2 Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 16

17 PROFINET IO: Funzionamento di LLDP Le informazioni sono raccolte in un database centrale utilizzando SNMP e i MiB dedicati Accesso ai dati con SNMP Protocollo LLDP tra i nodi di rete Data in topologyinfo MIB Top. Info Top. Info Top. Info Top. Info Top. Info Controller IO Device IO Device IO Device Top. Info Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 17

18 PROFINET IO Engineering Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 18

19 PROFINET IO: tool di configurazione Processa i file GSD e mantiene un catalogo dei dispositivi che devono essere configurati sul bus Permette di specificare il nome e l indirizzo dei dispositivi PROFINET Permette di specificare i dati di input e di output che devono essere trasferiti tra Controller e Device Permette di selezionare i parametri che attivano modi operativi specifici o caratteristiche dei dispositivi Controllo e comando di variabili online Genera il file di database che verrà utilizzato dal Controller Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 19

20 PROFINET IO: progettazione rete Modello di engineering identico per PROFIBUS e PROFINET GSD (XML) GSD Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 20

21 PROFINET IO: progettazione rete Ogni dispositivo Ethernet ha la stessa priorità nella rete Le periferiche decentrate sono assegnate ad un controller durante la fase di configurazione della La descrizione del dispositivo è data attraverso un GSD-file GSD 1 Configurazione con un Engineering-Tool Controller 2 1 Caricamento GSD e configurazione della rete con un tool di Engineering 3 Ethernet 2 Configurazione device e download nel Controller 3 Scambio dati automatico tra Controller e Device decentralizzati Decentral Field Device Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 21

22 PROFINET IO: Assegnamento indirizzi con DCP Gerätename Il nome del device wird einer è associato al MAC-Adresse MAC-Address zugeordnet 1 Configurazione Offline Ogni device riceve un nome (es. Pult2) I tool di configurazione assegnano automaticamente un indirizzo IP IO-Controller C0 IM151-3 Pult2 2 Online: Scrive il nome del device nel device Start up: IO-Controller assegna l IP-Address al device 3 PROFINET MAC Addr 1 MAC Addr 2 Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 22

23 PROFINET IO: Regole per l assegnamento del nome Questo campo è una OctetString di lunghezza da 1 a 240 byte La sintassi è la seguente 1 o più label, separate da [. ] Lunghezza totale è da 1 a 240 byte Lunghezza label da 1 a 63 byte I caratteri ammessi per una label sono [ a-z ] (non ammesso formato n.n.n.n con n=0 999) Le label non iniziano per [ - ] (non ammesso iniziare per port-xxx ) Le label non terminano per [ - ] Esempio device-1.machine-1.plant-1.vendor Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 23 Ogni NameOfStation deve essere unico nel caso un device sia equipaggiato con più di un modulo di interfaccia. Se non si usano le label la lunghezza massima del nome è 63 byte. Alcuni controllori potrebbero avere un limite all alunghezza del nome. Per esempio i controllori S7 hanno come limite 127 byte. Standard: Coding of the field NameOfStationValue (page: 10073)

24 I file GSD per PROFINET IO Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 24

25 I file GSD per gli IO-Device PROFINET IO I file GSD (General Station Description) contengono la descrizione delle proprietà dell IO-Device Parametri e proprietà della comunicazione GSD Descrizione dei Moduli (numero e tipo) Dati di configurazione dei moduli Parametri dei moduli Informazioni di diagnostica dell IO-Device e dei Moduli Il file GSD è scritto in GSDML basato su XML È possibile usare qualunque editor XML Uno Schema XML standardizzato definisce il contenuto e i formati La struttura del file corrisponde alla ISO15745 Header according to ISO Application Layer with device properties e.g. Configdata + Parameter Transport Layer with communication properties e.g. Number + Type of interfaces Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 25

26 Struttura delle informazioni e dei parametri Bus Bus Interface Interface RT RT Class Class Protocols Protocols (SNMP, (SNMP, LLDP, LLDP, MIBs) MIBs) FSU FSU supported supported y/n y/n RT RT Class Class 3 3 Properties Properties Max Max bridge bridge delay delay Supported Supported send send clock/reduction clock/reduction ratios ratios Mod ID = 0x300 Sub Id = 1 Subslot 1 Subslot 0x8000 Sub Id = 2 Subslot 0x8001 Sub Id = 3 Mod ID = 0x30 Sub Id = 1 Subslot 1 IO IO subslot subslot Supported Supported API API IO IO data data length length IO IO data data consistency consistency Optional Optional IRT IRT properties properties IRT IRT required required Ti/To Ti/To delays delays Ethernet Ethernet port port MAU-type MAU-type (e.g. (e.g. 100BASETXFD) 100BASETXFD) Max Max port port delay delay for for Rx/Tx Rx/Tx Port Port deactivation deactivation supported supported Link Link state state diagnosis diagnosis (up,down,...) (up,down,...) Bus interface (DAP) Slot 0 Slot 1 Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 26

27 Struttura dei file GSD DeviceIdentity: DeviceIdentity: VendorID VendorID Device_ID Device_ID Family: Family: MainFamily MainFamily = = IO IO ProductFamily ProductFamily = = Devkit Devkit DeviceAccessPointItem list of all DAPs DAP1, DAP2,... and its properties ISO Profile Profile Header Device Identity DeviceFunction DeviceAccessPointList ModuleList SubmoduleList ValueList ChannelDiagList UnitDiagListList Nel tool di egineering GraphicsList CategoryList ExternalTextList Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 27

28 PROFINET IO: identificazione del dispositivo Ogni PROFINET IO-Device ha un identificativo unico a livello mondiale (Device-Ident-Number) I 32 bit del Device-Ident-Number sono divisi in: 16-bit Manufacturer Identification (es. 002A per Siemens) 16-bit Device Identification (es per ET200S) Il Manufacturer Identification è assegnato dal PNO Il Device Identification può essere assegnato dal produttore 002A 0301 Manufacturer Identification (e.g. Siemens) Device Identification (e.g. ET200S) Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 28

29 Centro di competenza italiano PROFIBUS E PROFINET Cavi e Connettori PROFINET Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 29

30 Ethernet: livello fisico 100BASE-TX usa codifica dei segnali di tipo MLT-3 per ridurre la banda utilizzata e quindi poter usare cavi di categoria inferiore Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 30

31 Ethernet: livello fisico I bit da trasmettere vengono raggruppati in gruppi da 4 bit (16 possibilità) e trasformati in simboli da 5 bit (codifica 4B/5B) (32 possibilità) Oltre a simboli che trasportano informazione ci sono quindi anche altri simboli che vengono usati per controllare l inizio e la fine dei frame Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 31

32 Ethernet: livello fisico Segnale fisico PROCENTEC End Cable delay ~380 ns 75 m Start Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 32

33 Tipologie di cavi PROFINET (rame) 100 BASE-TX: trasmissione elettrica su doppino twistato e schermato Due doppini in cavo di categoria 5(e) - CAT 5e FTP Filo di rame Isolante del filo Guaina interna Pellicola plastica Elemento centrale (trazione) Pellicola di schermatura Schermo Guaina esterna TD+ Transmission Data + giallo TD- Transmission Data - arancione RD+ Receive Data + bianco RD- Receive Data - blu Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 33

34 Caratteristiche dei cavi PROFINET in rame Colore: Verde RAL6018 Schermatura: calza in rame + foglio in alluminio Diametro esterno del cavo: mm Design: Due coppie oppure star-quad Colori: white&blue, yellow&orange Diametro esterno filo singolo: 1.4 ± 0.2 mm Area rame filo singolo: AWG22 = mm 2 Lunghezza massima 100 metri MHz 100 Ω ±15 Ω Tipo cavo A B C Istallazione Fissa nessun movimento Flessibile, movimenti occasionali o vibrazioni Altamente flessibile, permanentemente in movimento o torsione Sezione ramo/trefoli AWG22 / 1 AWG22 / 7 AWG22 / 19 Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 34

35 Altre caratteristiche da controllare sempre Attenuation: attenuazione del segnale dovuta alla resistenza elettrica serie o ad altri fattori (valori tipici 24dB/100m) Return Loss: potenza riflessa da disadattamenti (tipico 10 db/100m) NEXT: Near End CrossTalk Attenuation, attenuazione del crosstalk al trasmettitore, deve essere alto. ACR: Attenuation to CrossTalk Ratio, rapporto tra l attenuazione e il CrossTalk, servono parecchi decibel per stare sicuri. Propagation delay: ritardo introdotto nel propagare il segnale (solitamente circa 5ns/1m) Attenzione: il segnale Ethernet dopo una tratta di 100 m è attenuato di quasi 40dB! Questo significa che l ampiezza è stata ridotta di un fattore 100! Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 35

36 Esempi di caratteristiche di cavi PROFINET Star-Quad Typical Values Frequency (MHz) Attenuation (db/100m) Next (db) ACR (db) Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 36

37 Tipologie di connettori PROFINET I connettori PROFINET sono specificati secondo un modello inside / outside : Inside si riferisce ai connettori all interno della zona di controllo o negli armadi di distribuzione Outside si riferisce ai dispositivi esposti sul campo Questi due tipi di connettori hanno diversi requisiti di robustezza: Connettori e dispositivi inside sono generalmente IP20 Connettori e dispositivi outside devo essere almeno IP65 o più IP65 RJ45 IP65 Hybrid RJ45 IP20 RJ45 IP65 M12 Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 37

38 Tipologie di connettori PROFINET RJ45 (rame) IP65 RJ45 IP65 Hybrid RJ45 IP20 RJ45 Segnale Nome Colore Contatto numero TD+ Transmission Data + giallo 1 TD- Transmission Data - arancione 2 RD+ Receive Data + bianco 3 RD- Receive Data - blu 6 Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 38

39 Tipologie di connettori PROFINET M12 (rame) Segnale Nome Colore Contatto numero TD+ Transmission Data + giallo 1 TD- Transmission Data - arancione 3 RD+ Receive Data + bianco 2 RD- Receive Data - blu 4 Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 39

40 Cablare PROFINET: uso dello stripper 1. Afferrare lo stripper con la mano destra 2. Allineare il cavo utilizzando il template. 3. Inserire l estremo del cavo nello stripper, utilizzando l indice sinistro come limitatore e garantire la lunghezza corretta 4. Bloccare a fondo il cavo nello stripper 5. Ruotare lo stripper intorno al cavo per 4 volte 6. Tirare lo stripper dall estremo del cavo mantenendo lo stripper chiuso 7. Rimuovere l isolante rimasto nello stripper. 8. Rimuovere la pellicola protettiva Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 40

41 Connettori Fast Connect 1. Allargare i cavi secondo la sequenza dei colori presente sul connettore FC RJ45 2. Inserire i cavi nel connettore FC RJ45 fino al raggiungimento del fondo 3. Premere l elemento di contatto del connettore 4. Chiudere la copertura e girare il meccanismo di bloccaggio manualmente nella direzione della freccia 5. Inserire un cacciavite da 2.5 mm attraverso il foro nel meccanismo di bloccaggio e girare fino al limite di stop Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 41

42 Tipologie di cavi PROFINET (fibra ottica) 100 BASE-FX: trasmissione ottica su coppia di fibre ottiche Insensibile ai disturbi elettromagnetici Di solito connessioni punto a punto Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 42

43 Tipologie di cavi in fibra ottica Caratteristiche principali delle tecnologie disponibili per la 100 BASE-FX Parametro Multimode Singlemode Diametro del core 62,5/125 µm oppure 50/125 µm Da 8,7 a 10/125 µm Massima distanza *) 2,000 m Fino a circa 14 km Connettore SC-D BFOC/2.5 SC-D BFOC/2.5 *) Questa specifica può variare da costruttore a costruttore Si possono usare anche fibre ottiche plastiche (POF) che hanno caratteristiche ottiche peggiori (max circa 50 m) ma sono molto robuste Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 43

44 Connettori PROFINET per fibra ottica ST (BOFC/2.5): sia per fibre Singlemode or Multimode. Inserimento e bloccaggio del connettore a baionetta SC : formato molto compatto. Nella versione a doppia fibra evita l inversione accidentale. Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 44

45 Schermatura e messa terra Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 45

46 Schermatura e messa a terra Influenze esterne (disturbi) sulla comunicazione Crosstalk Correnti di loop sulle masse EMI EMI Sender Receiver Currents Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 46

47 Schermatura e messa a terra Riduzione dei disturbi elettrostatici La schermatura riduce i disturbi elettrici Mettere a massa in molti punti Usare schermature spesse Uno schermo non messo a terra non ha effetto Sorgente di interferenza Es. Cavo di potenza Rs Rs Rs High Voltage Il disturbo catturato dallo schermo va a terra Pickup Rs = Shield resistance Nei cavi Ethernet è importante anche limitare il crosstalk tra le coppie di trasmissione. Esistono cavi SSTP/PIMF (Pair In Metal Foil) dove ogni coppia è schermata Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 47

48 Collegamenti dello schermo I cavi PROFINET sono solitamente schermati. Questo significa che bisogna controllare dove collegare lo schermo a terra Le linee guida suggeriscono di connettere lo schermo a terra a entrambi gli estremi del cavo Le linee guida suggeriscono di collegare lo schermo a terra all entrata e all uscita di ogni cabinet I dispositivi PROFINET hanno prese con contatti metallici che permettono ai connettori PROFINET di collegare lo schermo a terra Per assicurarsi che lo schermo sia a terra e ci sia continuità di terra Usare connettori di metallo Usare sempre cavi schermati (FTP), evitare cavi UTP Se necessario usare un cavo di terra aggiuntivo in parallelo al cavo PROFINET Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 48

49 Collegamenti dello schermo Mancanza di continuità dello schermo implica una parte di impianto non schermata Cavo non schermato UTP = Schermo interrotto Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 49

50 Schermatura e messa a terra Collegamenti di terra tra diversi cabinet Le norme di installazione PROFINET prevedono che il cavo PROFINET sia messo a terra all ingresso e all uscita di ogni cabinet Cabinet 1 Cabinet n Cabinet 2 Cavo di terra in parallelo Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 50

51 PROFINET IO Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 51

52 PROFINET IO: La sequenza di avvio (Start Up) Connect frame (richiesta connessione) Write frame (scrittura parametri) Dcontrol frame (end parametrization) Ccontrol frame (application ready req) Setup della relazione provider-consumer Setup della macchina a stati degli allami Avvio del Provider (dati con bad status) Avvio consumer con monitoring IO-Controller Connect.res Connect.req Write_record.req Write_record.res(+) Write_record.res(+) Write_record.req IO-Device Setup della relazione provider-consumer Setup della macchina a stati degli allami Avvio del Provider (dati con bad status) Avvio consumer conmonitoring Input e output con status bad Avvio macchina stati allarmi DControl.res DControl.req CControl.req Input Output CControl.res Avvio macchina stati allarmi Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 52

53 PROFINET IO: La sequenza di avvio rapida (Fast Start Up) Nessuna negoziazione della direzione dei cavi Indirizzo IP non riassegnato Parametri già salvati in memoria DCP.Hello (Address info) Connect.res Connect.req IO Controller Write.req (FSParamUUID) Write.res 2 End of Par.req End of Par.res Appl. Ready.req da PN-ALprotocol_2722_d23_Mar10. pdf PI international Appl. Ready.res Outputs Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 53 Inputs IO Device

54 PROFINET IO: Il ciclo Real-Time non-sincronizzato Solo l intervallo di tempo è definito, non l inizio di un ciclo sul bus! IO Controller PROFINET IO Devices 1ms 2ms 4ms Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 54

55 PROFINET IO: Monitoraggio della connessione - watchdog In PROFINET IO lo scambio dati ciclico viene tenuto sotto controllo sia dal consumer. Per una IO-CR si definiscono Watchdog Time: tempo dopo il quale l applicazione lato consumer viene informata della mancanza di comunicazione DataHold Time: per quanto tempo le uscite vengono mantenute all ultimo valore inviato prima di essere messe nello stato failsafe. Ha senso nelle strutture ridondate come tempo di switching tra due IO-controller. Nelle sitazioni normali coincide con il watchdog. Il tempo di watchdog deve essere sempre inferiore a 1.92 s. Unica eccezione nelle comunicazioni PROFINET over UDP può arrivare a s Attenzione: in PROFINET non esistono i retry! Quindi se un pacchetto va perso il tempo di aggiornamento di quella stazione raddoppia! Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 55

56 Esempio di configurazione e startup Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 56

57 PROFINET IO: fase di avvio IO - Controller IO - Device Distribuzione degli indirizzi IP L IO-Controller distribuisce gli indirizzi IP a tutti gli IO-Device basandosi sui loro nomi. Set-up delle Application Relation L IO-Controller avvia le AR con tutti gli IO- Devices Scambio ciclico degli IO data L IO-Controller spedisce le uscite e riceve gl iingressi dagli IO-Device Gestione degli Allarmi L IO-Controller è pronto per ricevere imessaggi di allarme dagli IO-Device Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 57

58 PROFINET IO: distribuzione degli indirizzi IP Source Destination Protocol Info :0e:cf:00:00:00 PN-DCP Ident Req, Xid:0x1, NameOfStation IO Controller verifies that his name is not already in use Broadcast ARP Who has ? Gratuitous ARP Broadcast ARP Who has ? Gratuitous ARP Broadcast ARP Who has ? Gratuitous ARP IO Controller verifies that his IP address is not already in use :0e:cf:00:00:00 PN-DCP Ident Req, Xid:0x2, NameOfStation PN-DCP Ident Ok, Xid:0x2, NameOfStation, Dev-Options(5), TypeOfStation, Dev-ID, Dev-Role, IP The name of the IO Device is verified Broadcast ARP Who has ? Tell The IO Controller verifies, that the IP address of the IO Device is not already in use PN-DCP Set Req, Xid:0x1, IP, End-Trans PN-DCP Set Ok, Xid:0x1, Response(Ok), Response(Ok) The IO Device is given his IP address Broadcast ARP Who has ? Tell ARP is at 08:00:06:6b:f6:23 The IO Controller verifies if the IO Device has now its IP address assigned Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 58

59 PROFINET IO: set up delle Application Relation Source Destination Protocol Info PNIO-CM Connect request, ARBlockReq, IOCRBlockReq, IOCRBlockReq,... (10 blocks) PNIO-CM Connect response, OK, ARBlockRes, IOCRBlockRes, IOCRBlockRes,... (5 blocks) Establish the Application Relation with specification of the Connection Relation PNIO-CM Write request, Api: 0, Slot: 0/1, 7 bytes PNIO-CM Write response, OK, Api: 0, Slot: 0/1, 7 bytes PNIO-CM Write request, Api: 0, Slot: 1/1, 3 bytes PNIO-CM Write response, OK, Api: 0, Slot: 1/1, 3 bytes Write Parameters for the different moduls PNIO-CM Control request, IODBlockReq, Command: "Parameter End" PNIO-CM Control response, OK, IODBlockRes, Command: "Done The IO Controller signals that he is ready PNIO-CM Control request, IOXBlockReq, Command: "Application Ready" PNIO-CM Control response, OK, IOXBlockRes, Command: "Done The IO Device signals that he is ready also Copyright CSMT Gestione Scarl tutti i diritti riservati PROFIBUS & PROFINET Competence Center Italy -Brescia 59

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