Integrazione di rete di campo PROFIBUS in reti di fabbrica di tipo Ethernet

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1 1 Integrazione di rete di campo PROFIBUS in reti di fabbrica di tipo Ethernet Paolo Ferrari Dipartimento di Ingegneria dell Informazione, Università di Brescia Via Branze Brescia (Italy) CSMT Gestione Scarl Centro di Competenza PROFIBUS e PROFINET - Brescia profilab@csmt.it Tel: fax: paolo.ferrari@unibs.it

2 La sindrome Industry 4.0 PROFIBUS: Integrazione con reti Ethernet 2 Quando non si sapeva cosa fosse Industry 4.0

3 La sindrome Industry 4.0 PROFIBUS: Integrazione con reti Ethernet 3 La scoperta di cosa è Industry 4.0

4 La sindrome Industry 4.0 PROFIBUS: Integrazione con reti Ethernet 4 Come ci si sente dopo aver capito cosa è Industry 4.0

5 Perché PROFIBUS sopravvivrà a Industry Zone classificate a rischio esplosione (Ex) Sensori e attuatori disseminati su lunghe distanze Proven-In-Use PROFIBUS ha una robusta struttura software organizzata in profili e parametri standard. La mappatura dei dati PROFIBUS nei servizi Industry 4.0 è facile!

6 PROFINET offre già compatibilità con mondo IT 6 Uso di standard IT ben noti Gestione della rete (DHCP) Diagnosi di rete (SNMP) Accesso remoto tramite WEB (HTTP) Komponente: Spülen

7 PROFINET estende l integrazione ai bus di campo Integrazione con gli altri bus di campo grazie alla tecnologia Proxy Integrazione trasparente senza necessità di programmazione Ancora una volta protezione degli investimenti! Paolo Ferrari PROFIBUS and PROFINET Day Firenze 2016

8 PROFINET e l integrazione con i bus di campo Integrazione trasparente senza la necessità di programmare I dispositivi su bus di campo vengono gestiti come se fossero dei dispositivi PROFINET nativi PROFINET Proxy Proxy INTERBUS PROFIBUS Paolo Ferrari PROFIBUS and PROFINET Day Firenze 2016

9 PROFINET e i proxy per interfacciare PROFIBUS Concetto di Proxy universale e customizzabile 10 IO-Controller 5 4 Connect: Combinazione di I/O Write: Parametri utente 6 7 Tool di configurazione del controller Tool di configurazione del proxy GSD 3 Scambio dati con un qualunque bus di campo 1 2 Qualunque linguaggio di descrizione

10 Esempio: PROFINET come backbone PROFIBUS Scambio dati a tutti i livelli della fabbrica DCS ERP MES Ethernet backbone PROFIBUS DP PROFIBUS PA PROFINET HART FF H1 PROFINET PROXY Paolo Ferrari PROFIBUS and PROFINET Day Firenze 2016

11 PROFINET IO: Come realizzare un proxy La mappatura dei dispositivi a del bus di campo verso PROFINET può essere può essere realizzata in tre modi 12 Trasparente: ogni dispositivo del bus di campo subordinato viene mappato in un IO-Device PROFINET Modulare: ogni dispositivo del bus di campo subordinato viene mappato in un modulo di un singolo IO-Device PROFINET (il Proxy stesso) Compatto: tutto il sistema del bus di campo subordinato diventa un singolo IO-Device Il Proxy rimpiazza il master della rete subordinata!

12 Unire reti Ethernet con PROFIBUS usando i Gateway 13 I gateway servono per far passare i dati da una rete ad un altra I gateway sono più semplici perché si occupano solo di mappare i dati in modi differenti, ma di solito non hanno funzionalità di master L utilizzo di un gateway richiede del lavoro ad alto livello (a livello applicazione) per completare l integrazione delle reti connesse Esistono numerosi produttori di Gateway per PROFINET.

13 Quale è il compito del gateway? PROFIBUS: Integrazione con reti Ethernet Permettere il passaggio di dati, allarmi, diagnostica la complessità sta nel fatto che le reti sono diverse 14 Master PROFIBUS Industrial Ethernet PROFIBUS

14 Gateway PROFIBUS-Ethernet PROFIBUS: Integrazione con reti Ethernet Perché le informazioni possano passare tra una rete e l altra devono verificarsi delle condizioni Compatibilità Possibilità HW-SW del gateway 15 Possibilità di Industrial Ethernet Possibilità di PROFIBUS Ciò che si può ottenere

15 Gateway PROFIBUS-Ethernet: caratteristiche Protocollo PROFIBUS ciclico (Gateway=Slave) Numero di byte scambiati (max 244 in out) 16 Protocollo PROFIBUS aciclico (Gateway=Master Classe 2) Numero di connessioni attive contemporaneamente Server/Client lato Ethernet Tempo di trasferimento dell informazione da una rete all altra Memoria disponibile per lo scambio, dimensione massima dei dati scambiabili Meccanismi di sicurezza: PROFIBUS non ha security, tutta la protezione deve risiedere nel punto di accesso, cioè nel gateway.

16 Gateway stand-alone per PROFIBUS Sono oggetti fisici separati dagli altri oggetti dell automazione Hanno due interfacce di rete PROFIBUS Ethernet 17 Industrial Ethernet Gateway stand-alone Master PROFIBUS PROFIBUS

17 Il gateway è uno Slave PROFIBUS PROFIBUS: Integrazione con reti Ethernet I dati prima di uscire dalla rete PROFIBUS devono passare dal Master della rete PROFIBUS. Permette il passaggio di dati (max 244 in e 244 out) Bisogna scrivere anche un programma per il PLC Il tempo di trasferimento dipende anche dal tempo di ciclo del PLC 18 Industrial Ethernet Master PROFIBUS PROFIBUS

18 Il gateway è un Master PROFIBUS di Classe 2 Il Gateway deve entrare in token ring con il PLC. Non è richiesta la modifica del programma del PLC Permette il passaggio di dati, diagnostica E possibile accedere direttamente ai dati disponibili in modo aciclico (DP V1) negli slave 19 Master PROFIBUS Industrial Ethernet PROFIBUS

19 Gateway software per PROFIBUS (1) Le funzionalità di gateway sono implementate nel PLC che è anche Master PROFIBUS Il PLC deve anche avere una interfaccia Ethernet Bisogna scrivere un programma (per il PLC) che implementi il gateway 20 Gateway software Master PROFIBUS Industrial Ethernet PROFIBUS

20 Gateway software per PROFIBUS (2) Le funzionalità di gateway sono implementate in un PC Il PC deve anche avere una interfaccia PROFIBUS Bisogna scrivere/installare un programma (per il PC) che implementi il gateway 21 Gateway software Master PROFIBUS Industrial Ethernet PROFIBUS

21 Riassunto finale PROFIBUS: Integrazione con reti Ethernet Interfacciare PROFIBUS verso PROFINET Si usano i Proxy Trasparente Pieno accesso da PROFINET a tutte le funzionalità di PROFIBUS 22 Interfacciare PROFIBUS verso Industrial Ethernet generica Si usano i Gateway Bisogna scegliere cosa far passare da una rete all altra Industry 4.0 E possibile trasportare tutte le funzionalità base di PROFIBUS (dati/diagnostica) e almeno un sottoinsieme delle funzionalità avanzate (es. accessi aciclici, allarmi, profili)