SIMATIC. PROFINET PROFINET con STEP 7 V14. Prefazione. Guida alla documentazione. Descrizione. Parametrizzazione/indirizza mento 3.

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2 Prefazione Guida alla documentazione 1 SIMATIC PROFINET Manuale di guida alle funzioni Descrizione 2 Parametrizzazione/indirizza mento 3 Diagnostica 4 Funzioni 5 09/2016 A5E AG

3 Avvertenze di legge Concetto di segnaletica di avvertimento Questo manuale contiene delle norme di sicurezza che devono essere rispettate per salvaguardare l'incolumità personale e per evitare danni materiali. Le indicazioni da rispettare per garantire la sicurezza personale sono evidenziate da un simbolo a forma di triangolo mentre quelle per evitare danni materiali non sono precedute dal triangolo. Gli avvisi di pericolo sono rappresentati come segue e segnalano in ordine descrescente i diversi livelli di rischio. PERICOLO questo simbolo indica che la mancata osservanza delle opportune misure di sicurezza provoca la morte o gravi lesioni fisiche. AVVERTENZA il simbolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare la morte o gravi lesioni fisiche. CAUTELA indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare lesioni fisiche non gravi. ATTENZIONE indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare danni materiali. Nel caso in cui ci siano più livelli di rischio l'avviso di pericolo segnala sempre quello più elevato. Se in un avviso di pericolo si richiama l'attenzione con il triangolo sul rischio di lesioni alle persone, può anche essere contemporaneamente segnalato il rischio di possibili danni materiali. Personale qualificato Il prodotto/sistema oggetto di questa documentazione può essere adoperato solo da personale qualificato per il rispettivo compito assegnato nel rispetto della documentazione relativa al compito, specialmente delle avvertenze di sicurezza e delle precauzioni in essa contenute. Il personale qualificato, in virtù della sua formazione ed esperienza, è in grado di riconoscere i rischi legati all'impiego di questi prodotti/sistemi e di evitare possibili pericoli. Uso conforme alle prescrizioni di prodotti Siemens Si prega di tener presente quanto segue: AVVERTENZA I prodotti Siemens devono essere utilizzati solo per i casi d impiego previsti nel catalogo e nella rispettiva documentazione tecnica. Qualora vengano impiegati prodotti o componenti di terzi, questi devono essere consigliati oppure approvati da Siemens. Il funzionamento corretto e sicuro dei prodotti presuppone un trasporto, un magazzinaggio, un installazione, un montaggio, una messa in servizio, un utilizzo e una manutenzione appropriati e a regola d arte. Devono essere rispettate le condizioni ambientali consentite. Devono essere osservate le avvertenze contenute nella rispettiva documentazione. Marchio di prodotto Tutti i nomi di prodotto contrassegnati con sono marchi registrati della Siemens AG. Gli altri nomi di prodotto citati in questo manuale possono essere dei marchi il cui utilizzo da parte di terzi per i propri scopi può violare i diritti dei proprietari. Esclusione di responsabilità Abbiamo controllato che il contenuto di questa documentazione corrisponda all'hardware e al software descritti. Non potendo comunque escludere eventuali differenze, non possiamo garantire una concordanza perfetta. Il contenuto di questa documentazione viene tuttavia verificato periodicamente e le eventuali correzioni o modifiche vengono inserite nelle successive edizioni. Siemens AG Division Digital Factory Postfach NÜRNBERG GERMANIA A5E AG P 10/2016 Con riserva di modifiche Copyright Siemens AG Tutti i diritti riservati

4 Prefazione Scopo della documentazione Il presente manuale di guida alle funzioni fornisce una panoramica del sistema di comunicazione PROFINET con SIMATIC STEP 7 V14. STEP 7 V14 è integrato nel potente tool grafico Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal), la nuova piattaforma di integrazione per tutti i tool software per l'automazione. Il presente manuale di guida alle funzioni è un supporto alla pianificazione di un sistema PROFINET. Il presente manuale è suddiviso nei seguenti argomenti: Nozioni di base su PROFINET Diagnostica PROFINET Funzioni PROFINET Nozioni di base necessarie La comprensione del manuale presuppone le seguenti conoscenze: Conoscenze generali nel campo della tecnica di automazione Conoscenze del sistema di automazione industriale SIMATIC Conoscenze sull'utilizzo di computer con sistema operativo Windows Conoscenze sull'uso di STEP 7 (TIA Portal) Campo di validità La presente documentazione costituisce la base di tutti i prodotti SIMATIC in ambiente PROFINET. La documentazione dei singoli prodotti si basa su questa documentazione. Gli esempi sono basati sulla funzionalità del sistema di automazione S Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

5 Prefazione Modifiche rispetto alla versione precedente Rispetto alla versione precedente (edizione 12/2014) il presente manuale contiene le seguenti nuove funzioni: Funzione Applicazioni Vantaggi PROFINET IO nella seconda interfaccia PROFINET IRT con tempi molto brevi del ciclo di dati fino a 125 µs MRPD: Media Redundancy with Planned Duplication of frames Upgrade della performance PROFINET Limitazione dell alimentazione di dati nella rete È possibile utilizzare sulla CPU un ulteriore sistema PROFINET IO o collegare degli IO Device supplementari. Vengono realizzate applicazioni high-end con comunicazione IO, che comportano i massimi requisiti di performance nell elaborazione IO. Consente di realizzare con PROFINET IO IRT applicazioni che richiedono elevati requisiti di sicurezza contro i guasti e di precisione (sincronismo di clock). Vengono realizzate applicazioni che richiedono requisiti rigorosi di velocità e intervalli elevati. Ciò è interessante per le applicazioni con elevati requisiti di performance. Il carico di rete della comunicazione Ethernet standard viene limitato a un valore massimo. Viene utilizzato un tipo di bus di campo nell impianto. Tramite il secondo ramo, la CPU come I Device può scambiare dati in modo rapido e deterministico con un controller sovraordinato (PROFINET/Ethernet). Consentono una comunicazione PROFINET IO e una comunicazione standard tramite un cavo anche con intervalli di trasmissione di 125 µs. Grazie alla trasmissione dei dati IO ciclici in entrambe le direzioni nell'anello, la comunicazione con gli IO Device viene mantenuta anche nell'eventualità di un'interruzione nell'anello e non causa l'arresto dei dispositivi anche quando i tempi di aggiornamento sono brevi. Ciò garantisce una maggiore sicurezza contro i guasti più elevata rispetto alla tecnica MRP. Un migliore impiego della larghezza di banda determina tempi di reazione brevi. I picchi nell'alimentazione dati vengono livellati. L'ampiezza rimanente della banda viene suddivisa in funzione del fabbisogno. Convenzioni STEP 7: nella presente documentazione, per la denominazione del software di progettazione e programmazione si utilizza "STEP 7" come sinonimo di "STEP 7 a partire dalla versione V12 (TIA Portal)" e versioni successive. La presente documentazione contiene illustrazioni dei dispositivi descritti. Le illustrazioni possono differire nei particolari dal dispositivo fornito. Osservare anche le avvertenze contrassegnate nel modo seguente: Nota Un'avvertenza contiene importanti informazioni sul prodotto descritto, sul relativo impiego o su una parte di documentazione alla quale occorre prestare particolare attenzione. Vedere anche PRODIS ( Catalogo ( Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 5

6 Prefazione Indicazioni di sicurezza Siemens commercializza prodotti e soluzioni dotati di funzioni Industrial Security che contribuiscono al funzionamento sicuro di impianti, soluzioni, macchine e reti. La protezione di impianti, sistemi, macchine e reti da minacce cibernetiche, richiede l'implementazione e la gestione continua di un concetto globale di Industrial Security che corrisponda allo stato attuale della tecnica. I prodotti e le soluzioni Siemens costituiscono soltanto una componente imprescindibile di questo concetto. È responsabilità del cliente prevenire accessi non autorizzati ad impianti, sistemi, macchine e reti. Il collegamento di sistemi, macchine e componenti, se necessario, deve avvenire esclusivamente nell'ambito della rete aziendale o tramite Internet previa adozione di opportune misure (ad es. impiego di firewall e segmentazione della rete). Attenersi inoltre alle raccomandazione Siemens concernenti misure di sicurezza adeguate. Ulteriori informazioni su Industrial Security sono disponibili al sito ( I prodotti e le soluzioni Siemens vengono costantemente perfezionati per incrementarne la sicurezza. Siemens raccomanda espressamente di eseguire gli aggiornamenti non appena sono disponibili i relativi update e di impiegare sempre le versioni aggiornate dei prodotti. L uso di prodotti non più attuali o di versioni non più supportate incrementa il rischio di attacchi cibernetici. Per essere costantemente aggiornati sugli update dei prodotti, abbonarsi a Siemens Industrial Security RSS Feed al sito ( Siemens Industry Online Support Sui seguenti argomenti possono essere reperite facilmente e rapidamente informazioni attuali: Product Support Tutte le informazioni e un notevole know-how sul prodotto specifico, dati tecnici, FAQ, certificati, download e manuali. Esempi di applicazione Applicazioni ed esempi per la soluzione di compiti di automazione - inoltre blocchi funzionali, informazioni sulla performance e video. Servizi Informazioni sui servizi industriali, assistenza tecnica, pezzi di ricambio e offerte didattiche. Forum Per risposte e soluzioni sulla tecnica di automazione. mysupport Il campo di lavoro personale nel Siemens Industry Online Support per notifiche, richieste di supporto e documenti configurabili. Siemens Industry Online Support vi offre queste informazioni in Internet ( 6 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

7 Prefazione Industry Mall L'Industry Mall è il catalogo prodotti e il sistema di ordinazione della Siemens AG per le soluzioni di automazione e azionamento sulla base di Totally Integrated Automation (TIA) e Totally Integrated Power (TIP). I cataloghi su tutti i prodotti della tecnica di automazione e azionamento si trovano in Internet ( Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 7

8 Indice del contenuto Prefazione Guida alla documentazione Descrizione Introduzione a PROFINET Termini utilizzati in PROFINET Terminologia generale della comunicazione Interfaccia PROFINET Applicazione del modello di dispositivo PROFINET in SIMATIC Configurazione di PROFINET Componenti di rete attivi Tecnica di cablaggio Configurazione wireless Nozioni di base Suggerimenti per la configurazione Sicurezza di rete Nozioni di base Componenti di rete e software Esempio applicativo Parametrizzazione/indirizzamento Assegnazione di un IO Device a un IO Controller Nome del dispositivo e indirizzo IP Nome del dispositivo Indirizzo IP Assegnazione del nome del dispositivo e dell'indirizzo IP Assegnazione del nome dispositivo tramite tabella di comunicazione Adeguamento del nome del dispositivo e dell'indirizzo IP direttamente nel dispositivo Progettazione della topologia Vista topologica in STEP Collegamento delle porte nella vista topologica Collegamento delle porte, finestra di ispezione Assegnazione automatica di dispositivi mediante il confronto offline/online Acquisizione manuale dei collegamenti delle porte rilevati online nel progetto Acquisizione manuale dei dispositivi rilevati online nel progetto Assegnazione automatica di dispositivi mediante il confronto avanzato offline/online Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

9 Indice del contenuto 4 Diagnostica Meccanismi di diagnostica di PROFINET IO Livelli di diagnostica in PROFINET IO Dati I&M (Identification and Maintenance) Caricamento dei dati I&M nei dispositivi PROFINET IO e nei relativi moduli Diagnostica tramite LED di stato Diagnostica tramite il display delle CPU S Diagnostica tramite Web server Diagnostica con STEP Concetto di manutenzione avanzata Diagnostica della topologia di rete Diagnostica nel programma utente Set di dati di diagnostica e configurazione Analisi della diagnostica nel programma utente Funzioni Collegamento di altri sistemi di bus Collegamento di altri sistemi di bus Accoppiamento di PROFINET e PROFIBUS Collegamento di uno slave DP a un sistema PROFINET IO tramite IE/PB Link IO Device intelligenti (I Device) Funzionalità I Device Proprietà e vantaggi dell'i Device Caratteristiche di un I Device Scambio di dati tra sistema IO sovraordinato e subordinato Progettazione degli I-Device Esempio di programma Diagnostica e reazione agli allarmi Regole sulla topologia di un sistema PROFINET IO con I Device Condizioni generali per l'utilizzo degli I Device Progettazione di PROFIenergy negli I-Device Shared Device Nozioni utili sui Shared Device Configurazione di Shared Device Configurazione di un I Device come Shared Device Shared Input/Shared Output interno/a al modulo (MSI/MSO) Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Media Redundancy Protocol (MRP) Progettazione della ridondanza del supporto Media Redundancy with Planned Duplication of frames (MRPD) Anelli multipli Comunicazione in tempo reale Introduzione RT IRT RT e IRT a confronto Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 9

10 Indice del contenuto Progettazione di PROFINET IO con IRT Impostazione dell'utilizzo dell'ampiezza di banda per l'intervallo di trasmissione Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET Limitazione dell alimentazione di dati nella rete PROFINET con Performance Upgrade Dynamic Frame Packing Frammentazione Fast Forwarding Progettazione di IRT con massima performance Esempio di configurazione per IRT con massima performance Sincronismo di clock Che cos'è il sincronismo di clock? Impiego del sincronismo di clock Applicazioni del sincronismo di clock Sequenza cronologica della sincronizzazione Basi della programmazione Elaborazione del programma secondo il modello IPO con ciclo di applicazione = Elaborazione del programma secondo il modello IPO con ciclo di applicazione > Progettazione del sincronismo di clock Impostazione del ciclo di applicazione e del tempo di ritardo Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Funzione di sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/pg Sostituzione di un IO Device senza supporto di memoria estraibile Consenti sovrascrittura del nome del dispositivo PROFINET Progetto per macchine di serie Sistemi IO utilizzabili più volte Informazioni utili sui sistemi IO utilizzabili più volte Configurazione dei sistemi IO utilizzabili più volte Modifica in loco dei sistemi IO utilizzabili più volte Controllo di configurazione per i sistemi IO Informazioni utili sul controllo di configurazione per i sistemi IO Parametrizzazione degli IO Device opzionali Attivazione degli IO Device opzionali nel programma Parametrizzazione di una disposizione flessibile degli IO Device Adattamento della disposizione degli IO Device nel programma Comportamento del sistema e regole Risparmio energetico con PROFIenergy Sistemi di docking Progettazione di sistemi docking Accelerazione dell'avvio Possibilità di accelerare l'avvio degli IO Device Avvio prioritario Progettazione dell'avvio prioritario Ottimizzazione delle impostazioni delle porte Ottimizzazione del cablaggio delle porte Misure nel programma utente Glossario Indice analitico Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

11 Guida alla documentazione 1 La documentazione del sistema di automazione SIMATIC S7-1500, della CPU 1516pro-2 PN basata su SIMATIC S e dei sistemi di periferia decentrata SIMATIC ET 200MP, ET 200SP e ET 200AL è suddivisa in tre parti. Questa suddivisione consente di accedere in maniera mirata ai contenuti di interesse. Informazioni di base I manuali di sistema e il Getting Started descrivono dettagliatamente la progettazione, il montaggio, il cablaggio e la messa in servizio dei sistemi SIMATIC S7-1500, ET 200MP, ET 200SP e ET 200AL; per la CPU 1516pro-2 PN occorre utilizzare le istruzioni operative corrispondenti. La Guida in linea di STEP 7 supporta l'utente nelle fasi di progettazione e programmazione. Informazioni sul dispositivo I manuali di prodotto contengono una descrizione compatta delle informazioni specifiche del modulo, come proprietà, schemi di collegamento, curve caratteristiche e dati tecnici. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 11

12 Guida alla documentazione Informazioni generali I manuali di guida alle funzioni contengono descrizioni dettagliate su argomenti generali riguardanti per es. la diagnostica, la comunicazione, Motion Control, il server web e OPC UA. La documentazione può essere scaricata gratuitamente in Internet ( Eventuali modifiche e integrazioni dei manuali vengono descritte nelle informazioni sul prodotto. Le informazioni sul prodotto sono disponibili in Internet: S7-1500/ET 200MP ( ET 200SP ( ET 200AL ( Manual Collection Le Manual Collection raggruppano in un unico file l'intera documentazione relativa ai diversi sistemi. Le Manual Collection sono disponibili in Internet. S7-1500/ET 200MP ( ET 200SP ( ET 200AL ( "mysupport" "mysupport", l area di lavoro personale dell utente, consente di sfruttare al meglio il servizio Industry Online Support. La si può usare per creare filtri, preferiti e tag, richiedere dati CAx e assemblare la propria personale biblioteca di manuali e documentazione. Inoltre nelle richieste di assistenza sono già preimpostati i dati personali dell utente, il quale ha modo di controllare in qualsiasi momento lo stato di elaborazione delle richieste che ha presentato. Per poter usufruire della funzionalità completa di "mysupport" ci si deve registrare una volta. "mysupport" è disponibile in Internet ( "mysupport" - Documentazione Nell area Documentazione di "mysupport" si possono assemblare interi manuali o alcune loro parti per realizzare un manuale personalizzato. Il manuale così ottenuto può essere esportato come file PDF o in un formato modificabile. "mysupport" - Documentazione è disponibile in Internet ( 12 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

13 Guida alla documentazione "mysupport" - Dati CAx Nell area Dati CAx di "mysupport si può accedere ai dati di prodotto attuali per il proprio sistema CAx o CAe. Con pochi clic è possibile configurare il proprio cestino di download. Si possono selezionare: immagini del prodotto, disegni quotati in 2D, modelli in 3D, schemi elettrici dell'apparecchio, file macro EPLAN manuali, curve caratteristiche, istruzioni operative, certificati dati di base del prodotto "mysupport" - Dati CAx è disponibile in Internet ( Esempi applicativi Gli esempi applicativi forniscono diversi strumenti ed esempi utili nella soluzione dei problemi di automazione. In questa sezione vengono illustrate soluzioni che prevedono l'interazione di più componenti del sistema, senza soffermarsi sui singoli prodotti. Gli esempi applicativi sono disponibili in Internet ( TIA Selection Tool Il TIA Selection Tool consente di selezionare, configurare e ordinare dispositivi per la Totally Integrated Automation (TIA). Costituisce la versione successiva del SIMATIC Selection Tool e riunisce in un solo strumento i configuratori già noti per la tecnica di automazione. Con il TIA Selection Tool è possibile creare una lista di ordinazione completa tra i prodotti selezionati o configurati. Il TIA Selection Tool è disponibile in Internet ( Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 13

14 Guida alla documentazione SIMATIC Automation Tool Il SIMATIC Automation Tool consente di eseguire, indipendentemente dal TIA Portal, operazioni di messa in servizio e di service simultaneamente su diverse stazioni SIMATIC S7. Il SIMATIC Automation Tool offre diverse funzioni: Scansione di una rete di impianto PROFINET/Ethernet e identificazione di tutte le CPU collegate Assegnazione indirizzi (IP, sottorete, gateway) e nome della stazione (PROFINET Device) ad una CPU Inoltro all unità della data e dell'ora PG/PC convertita secondo UTC Download del programma sulla CPU Commutazione dei modi di funzionamento RUN/STOP Localizzazione della CPU tramite segnalazione ad intermittenza dei LED Lettura dell informazione di errore della CPU Lettura del buffer di diagnostica della CPU Reset alle impostazioni di fabbrica Aggiornamento del firmware della CPU e dei moduli collegati Il SIMATIC Automation Tool è disponibile in Internet ( PRONETA SIEMENS PRONETA (analisi di rete PROFINET) consente di analizzare la rete dell impianto nell ambito della messa in servizio. PRONETA comprende due funzioni principali: La panoramica della topologia scansiona automaticamente PROFINET e visualizza tutti i componenti collegati. L IO Check è un rapido test del cablaggio e della configurazione modulare di un impianto. SIEMENS PRONETA è disponibile in Internet ( 14 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

15 Descrizione Introduzione a PROFINET Cos'è PROFINET IO? Nell'ambito della Totally Integrated Automation (TIA), PROFINET IO rappresenta l'unione sistematica di: PROFIBUS DP, il bus di campo ormai consolidato, e Industrial Ethernet PROFINET IO si basa su 20 anni di esperienza maturata con PROFIBUS DP e riunisce l'abituale praticità per l'utente con l'impiego dei concetti innovativi della tecnologia Ethernet. L'integrazione di PROFIBUS DP nell'ambiente PROFINET perciò è assicurata. In quanto standard di automazione dell'organizzazione PROFIBUS/PROFINET International basato su Ethernet, PROFINET IO definisce un modello di comunicazione, automazione e engineering esteso a tutti i produttori. Obiettivi di PROFINET Gli obiettivi di PROFINET sono: Collegamento in rete industriale basato su Industrial Ethernet (standard Ethernet aperto) Compatibilità di componenti Industrial Ethernet e Ethernet standard Elevata resistenza grazie ai dispositivi Industrial Ethernet. I dispositivi Industrial Ethernet sono idonei all'utilizzo negli ambienti industriali (temperatura, immunità ai disturbi ecc.). Utilizzo di standard IT come TCP/IP, http Funzionalità real-time Integrazione diretta di altri sistemi di bus di campo Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 15

16 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Applicazione di PROFINET su SIMATIC PROFINET viene applicato sui sistemi SIMATIC come segue: La comunicazione tra apparecchiature da campo nei sistemi SIMATIC viene realizzata con PROFINET IO La tecnica di installazione e i componenti di rete sono disponibili come prodotti SIMATIC NET Per la manutenzione remota e la diagnostica di rete vengono utilizzati i protocolli e le procedure Ethernet standard (ad es. SNMP = Simple Network Management Protocol per la parametrizzazione e la diagnostica di rete). Figura 2-1 Configurazione generale di PROFINET STEP 7 Il tool di engineering STEP 7 costituisce un supporto alla configurazione e progettazione di una soluzione di automazione. STEP 7 offre una vista dell'applicazione uniforme con tutti i sistemi di bus. 16 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

17 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Documentazione dell'organizzazione PROFIBUS & PROFINET International in Internet Nel sito Internet ( dell'organizzazione degli utenti PROFIBUS "PROFIBUS & PROFINET International" - che si occupa anche di PROFINET - sono disponibili numerosi documenti che riguardano PROFINET. Ulteriori informazioni si trovano in Internet ( Panoramica dei principali documenti e link Una raccolta comprendente i principali esempi applicativi con PROFINET, FAQ e altri articoli dell'industry Online Support si trova in questa FAQ ( Termini utilizzati in PROFINET Definizione: dispositivi in ambiente PROFINET In ambiente PROFINET "dispositivo" è un termine generale che indica: Sistemi di automazione (ad es. PLC, PC) Sistemi di periferia decentrata Apparecchiature da campo (ad es. dispositivi idraulici o pneumatici) Componenti di rete attivi (ad es. switch, router) Accoppiamenti di rete con PROFIBUS, AS-Interface o altri sistemi di bus di campo Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 17

18 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Dispositivi in PROFINET IO Il grafico seguente mostra le definizioni generali dei principali dispositivi in PROFINET. Nella tabella successiva sono indicate le definizioni dei singoli componenti nel contesto di PROFINET IO. Numero PROFINET Spiegazione 1 Sistema PROFINET IO 2 IO Controller Dispositivo tramite il quale vengono indirizzati gli IO Device collegati. Vale a dire: l'io Controller scambia segnali di ingresso e di uscita con le apparecchiature da campo PG/PC (PROFINET IO Supervisor) PROFINET/Industrial Ethernet HMI (Human Machine Interface) Dispositivo PG/PC/HMI per la messa in servizio e la diagnostica Infrastruttura di rete Dispositivo per il servizio e la supervisione 6 IO Device Apparecchiatura da campo decentrata assegnata a un IO Controller (ad es. Distributed IO, gruppi di valvole, convertitori di frequenza, switch con funzionalità PROFINET IO integrata). 7 I-Device IO Device intelligente Figura 2-2 Dispositivi in PROFINET 18 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

19 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Comunicazione I/O tramite PROFINET IO Gli ingressi e le uscite vengono letti dalla periferia decentrata tramite PROFINET IO attraverso la cosiddetta comunicazione I/O. La figura seguente mostra una panoramica della comunicazione I/O tramite PROFINET IO. A B C Comunicazione tra IO Controller e IO Controller tramite accoppiatore PN/PN Comunicazione tra IO Controller e I-Device Comunicazione tra IO Controller e IO-Device Figura 2-3 Comunicazione I/O tramite PROFINET IO Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 19

20 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Comunicazione I/O tramite PROFINET IO Tabella 2-1 Comunicazione I/O tramite PROFINET IO Comunicazione tra IO Controller e IO Device IO Controller e I-Device IO Controller e IO Controller Spiegazione L'IO Controller trasmette ciclicamente i dati agli IO Device del suo sistema PROFINET IO e riceve dati da quest'ultimo. Tra i programmi utente nelle CPU di IO Controller e I-Device viene trasferito ciclicamente un numero fisso di dati. L'IO Controller non accede ai moduli I/O dell'i-device bensì ad aree di indirizzi progettate, le cosiddette aree di trasferimento, che possono trovarsi all'interno o all'esterno dell'immagine di processo della CPU dell'i-device. Se alcune parti dell'immagine di processo vengono utilizzate come aree di trasferimento, queste non possono essere utilizzate per moduli I/O reali. I dati vengono trasmessi con operazioni di caricamento e trasferimento attraverso l'immagine di processo o tramite accesso diretto. Tra i programmi utente nelle CPU degli IO Controller viene trasferito ciclicamente un numero fisso di dati. Come hardware supplementare è necessario un coupler PN/PN. Gli IO Controller accedono alle reciproche aree di indirizzi progettate, le cosiddette aree di trasferimento, che possono trovarsi all'interno o all'esterno dell'immagine di processo delle CPU. Se alcune parti dell'immagine di processo vengono utilizzate come aree di trasferimento, queste non possono essere utilizzate per moduli I/O reali. I dati vengono trasmessi con operazioni di caricamento e trasferimento attraverso l'immagine di processo o tramite accesso diretto. Vedere anche Comunicazione ( Sicurezza di rete (Pagina 39) Funzioni (Pagina 98) 20 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

21 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Terminologia generale della comunicazione Comunicazione PROFINET La comunicazione PROFINET si svolge tramite Industrial Ethernet. Le velocità di trasmissione supportate sono le seguenti: Trasmissione aciclica di dati di engineering e di diagnostica e di allarmi Trasmissione ciclica di dati utili La comunicazione PROFINET-IO ha luogo in tempo reale. Ulteriori informazioni sulla comunicazione in tempo reale sono disponibili nel capitolo Comunicazione in tempo reale (Pagina 169). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 21

22 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Accesso trasparente ai dati La comunicazione PROFINET supporta l'accesso ai dati di processo da livelli diversi dell'impianto. L'utilizzo di Industrial Ethernet consente di impiegare nell'ambito dell'automazione meccanismi standard della tecnica di comunicazione e di informazione quali OPC/XML insieme a protocolli standard come UDP/TCP/IP e HTTP. Ciò consente un accesso trasparente ai dati dei sistemi di automazione a livello di controllo e produzione direttamente dal livello di gestione aziendale Livello di gestione Livello di controllo Livello di produzione Figura 2-4 Accesso ai dati di processo 22 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

23 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Tempo di aggiornamento Il tempo di aggiornamento è un intervallo entro il quale l'io Controller e l'io Device/I-Device del sistema IO si scambiano ciclicamente i dati di IO. Il tempo di aggiornamento può essere progettato separatamente per ciascun IO Device e determina l'intervallo con cui i dati di uscita vengono trasmessi dall'io Controller all'io Device (modulo/sottomodulo di uscita) e i dati di ingresso vengono trasmessi dall'io Device all'io Controller (modulo/sottomodulo di ingresso). Con l'impostazione di default STEP 7 calcola automaticamente il tempo di aggiornamento per ogni IO Device del sistema PROFINET IO considerando il volume dei dati da scambiare e l'intervallo di trasmissione impostato. Ulteriori informazioni sul tempo di aggiornamento sono disponibili nel capitolo Comunicazione in tempo reale (Pagina 169). Tempo di controllo risposta Il tempo di controllo risposta è l'intervallo di tempo che un IO Controller o un IO Device accettano di trascorrere senza ricevere dati IO. Se non riceve dati dall'io Controller entro il tempo di controllo risposta, l'io Device riconosce la mancanza dei telegrammi ed emette valori sostitutivi. In questo caso nell'io Controller viene segnalato un guasto della stazione. Il tempo di controllo risposta è formato da un multiplo intero del tempo di aggiornamento e può essere impostato dall'utente in STEP 7. Intervallo di trasmissione Arco di tempo compreso tra due intervalli di comunicazione consecutivi. L'intervallo di trasmissione è l'intervallo minimo possibile per lo scambio dei dati. Relazione tra tempo di aggiornamento e intervallo di trasmissione I tempi di aggiornamento calcolati sono scansioni (1, 2, 4, 8,..., 512) dell'intervallo di trasmissione. Il tempo di aggiornamento minimo raggiungibile dipende pertanto dall'intervallo di trasmissione minimo impostabile dell'io Controller e dalle prestazioni dell'io Controller e dell'io Device. A seconda dell'intervallo di trasmissione utilizzato può essere disponibile anche solo una parte delle scansioni (lo garantisce STEP 7 tramite una preselezione). La tabella seguente spiega la dipendenza del tempo di aggiornamento impostabile dall'intervallo di trasmissione prendendo come esempio una CPU PN/DP. I tempi di aggiornamento soddisfano i requisiti della norma PROFINET IEC Tabella 2-2 Per la comunicazione real-time vale quanto segue: Intervallo di trasmissione Tempo di aggiornamento Scansioni 250 μs 250 µs ms 1,2,..., μs 500 µs ms 1,2,..., ms 1 ms ms 1,2,..., ms 2 ms ms 1,2,..., ms 4 ms ms 1,2,..., 128 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 23

24 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Ulteriori informazioni Per informazioni sulla comunicazione real-time consultare il capitolo Comunicazione realtime (RT) (Pagina 170) Interfaccia PROFINET Panoramica I dispositivi PROFINET della gamma di prodotti SIMATIC dispongono di una o più interfacce PROFINET (Ethernet Controller/Interface). Le interfacce PROFINET sono dotate di una o più porte (possibilità di connessione fisica). Nel caso delle interfacce PROFINET con diverse porte i dispositivi hanno uno switch integrato. I dispositivi PROFINET con due porte in un'interfaccia consentono di realizzare una configurazione di sistema con topologia lineare o ad anello. I dispositivi PROFINET con tre o più porte in un'interfaccia sono indicati anche per la configurazione di topologie ad albero. Di seguito sono descritte le proprietà e le regole per la denominazione dell'interfaccia PROFINET e la relativa rappresentazione in STEP 7. Proprietà Nella rete ogni dispositivo PROFINET è identificabile in modo univoco dalla sua interfaccia PROFINET. Ogni interfaccia PROFINET dispone di: un indirizzo MAC (impostazione di fabbrica) un indirizzo IP un nome di dispositivo PROFINET 24 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

25 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Identificazione e numerazione delle interfacce e delle porte Le interfacce e le porte vengono identificate per tutti i moduli e i dispositivi del sistema PROFINET con le seguenti lettere: Tabella 2-3 Identificazione delle interfacce e delle porte nei dispositivi PROFINET Elemento Simbolo Numero dell'interfaccia Interfaccia X In ordine crescente dal numero 1 Porta P In ordine crescente dal numero 1 (per interfaccia) Porta ad anello Esempi di identificazione R Tre esempi spiegano la regola che disciplina l'identificazione delle interfacce PROFINET: Tabella 2-4 Esempi di identificazione delle interfacce PROFINET Esempio di dicitura Numero dell'interfaccia Numero della porta X2 P1 2 1 X1 P2 1 2 X1 P1 R 1 1 (porta dell'anello) Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 25

26 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Rappresentazione delle interfacce PROFINET nella vista generale della topologia in STEP 7 Le interfacce PROFINET si trovano nella vista generale della topologia in STEP 7. L'interfaccia PROFINET per un IO Controller e un IO Device viene rappresentata in STEP 7 nel modo seguente: Numero Descrizione 1 Interfaccia PROFINET di un IO Controller in STEP 7 2 Interfaccia PROFINET di un IO Device in STEP 7 3 Queste righe rappresentano l'interfaccia PROFINET. 4 Queste righe rappresentano le "porte" di un'interfaccia PROFINET. Figura 2-5 Rappresentazione delle interfacce PROFINET in STEP 7 Rappresentazione schematica di un'interfaccia PROFINET con switch integrato L'interfaccia PROFINET con switch integrato e relative porte per tutti i dispositivi PROFINET è rappresentata schematicamente nella grafica seguente. Figura 2-6 Interfaccia PROFINET con switch integrato 26 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

27 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Differenze funzionali delle interfacce PROFINET Le interfacce PROFINET possono mettere a disposizione diverse funzioni. Alcune interfacce PROFINET mettono a disposizione funzioni di identificazione, configurazione, diagnostica e servizi di comunicazione (ad es. per la comunicazione aperta). Altre interfacce PROFINET offrono funzioni PROFINET IO o funzioni di sicurezza della rete. La tabella seguente mostra queste differenze prendendo come esempio una CPU PN/DP (dalla versione firmware V2.0) con due interfacce PROFINET con diversa funzionalità. Tabella 2-5 Differenze tra le interfacce PROFINET della CPU PN/DP (dalla versione firmware V2.0) Interfaccia PROFINET (X1) Interfaccia PROFINET (X2) 2 porte con funzionalità PROFINET IO: 1 porta con funzionalità PROFINET IO: Identificazione, configurazione e diagnostica Comunicazione PG Comunicazione HMI Comunicazione S7 Sincronizzazione dell'orologio Server web Comunicazione aperta Server OPC UA IO Controller I-Device RT IRT - Sincronismo di clock - Ridondanza del supporto - Avvio prioritario - Ulteriori informazioni sulla funzionalità delle interfacce PROFINET Informazioni sul numero e la funzionalità delle interfacce di un dispositivo PROFINET sono riportate nella documentazione del rispettivo dispositivo PROFINET. I servizi di comunicazione tramite PROFINET sono descritti nel manuale di guida alle funzioni Comunicazione. Nel capitolo Sicurezza di rete sono indicati i componenti necessari per proteggere le reti dai pericoli. Nel capitolo Funzioni sono descritte le funzioni PROFINET IO. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 27

28 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Applicazione del modello di dispositivo PROFINET in SIMATIC Posti connettore e moduli Un dispositivo PROFINET può avere una struttura modulare o compatta. Un dispositivo PROFINET modulare è costituito da posti connettore (slot) nei quali vengono inseriti i moduli. Sui moduli si trovano i canali attraverso i quali vengono immessi o emessi i segnali di processo. Un dispositivo compatto ha la stessa struttura, può comprendere dei moduli, ma non può essere ampliato fisicamente, ovvero non è possibile aggiungere altri moduli. Il grafico seguente chiarisce la struttura descritta. Figura 2-7 Configurazione di un dispositivo PROFINET Numero Descrizione Posto connettore con interfaccia di bus Posto connettore con modulo Posto connettore secondario con sottomodulo Canale Un modulo può essere costituito da diversi sottomoduli. 28 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

29 Descrizione 2.1 Introduzione a PROFINET Rappresentazione del modello di dispositivo PROFINET nella vista dispositivi di STEP 7 Nella figura seguente è rappresentato il modello di dispositivo PROFINET nella vista dispositivi di STEP 7 in base a un esempio di sistema di periferia decentrata ET 200MP: Figura 2-8 Modello di dispositivo PROFINET nella vista dispositivi di STEP 7 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 29

30 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET 2.2 Configurazione di PROFINET Argomenti trattati in questo capitolo Il capitolo seguente contiene informazioni sulla configurazione della rete di comunicazione: Panoramica dei principali componenti di rete passivi: componenti di rete che inoltrano un segnale senza la possibilità di influenzarlo attivamente, ad es. cavi, connettori ecc. Panoramica dei principali componenti di rete attivi: componenti di rete che influenzano attivamente un segnale, ad es. switch, router ecc. Panoramica delle strutture di rete (topologie) più diffuse. Collegamenti fisici delle reti industriali Negli impianti industriali i dispositivi PROFINET si possono collegare in rete utilizzando sostanzialmente due percorsi fisici: Collegamento fisso Tramite segnali elettrici inviati su conduttori in rame Tramite segnali ottici inviati su conduttori in fibre ottiche Wireless tramite onde radio elettromagnetiche I dispositivi PROFINET e la tecnica di cablaggio in SIMATIC sono idonei all'uso industriale perché si basano su Fast Ethernet e Industrial Ethernet. Fast Ethernet Con Fast Ethernet è possibile trasmettere dati con una velocità di 100 Mbit/s. Questa tecnologia si avvale dello standard 100 Base-T. Industrial Ethernet Configurazione della rete Ethernet in ambiente industriale. La principale differenza rispetto a Ethernet standard è data dalla resistenza meccanica e dall'immunità alle interferenze dei singoli componenti. 30 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

31 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Componenti di rete attivi Introduzione Per PROFINET sono disponibili i seguenti componenti di rete attivi: Switch Router Switched Ethernet PROFINET IO si basa su switched Ethernet con funzionamento full duplex e una larghezza di banda di 100 Mbit/s. Grazie alla trasmissione simultanea dei dati perciò la rete viene sfruttata al meglio. I telegrammi PROFINET IO vengono elaborati con priorità alta. Switch Gli switch sono componenti di rete per il collegamento di più apparecchiature terminali o segmenti di rete in una rete locale (LAN). Per realizzare la comunicazione tra un nodo e diversi altri nodi in PROFINET, il nodo viene collegato alla porta di uno switch. Alle restanti porte dello switch vengono collegati gli ulteriori nodi di comunicazione (tra cui anche altri switch). La connessione tra un nodo della comunicazione e lo switch è un collegamento punto a punto. Uno switch ha il compito di ricevere e distribuire i telegrammi. Lo switch "apprende" l'indirizzo o gli indirizzi Ethernet di un dispositivo PROFINET collegato o di altri switch e inoltra soltanto i segnali destinati al dispositivo PROFINET o allo switch collegati. Forme costruttive degli switch Gli switch sono disponibili in due forme costruttive: Possono essere integrati in un dispositivo PROFINET I dispositivi PROFINET con diverse porte (due o più) sono dispositivi con switch integrato (ad es. la CPU PN/DP). Possono essere dispositivi stand alone (ad es. switch della gamma di prodotti SCALANCE) Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 31

32 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Come scegliere gli switch Per utilizzare PROFINET con la classe RT "RT" è possibile scegliere qualsiasi switch della "PROFINET Conformance Class A" o superiore. Tutti gli switch della gamma SCALANCE soddisfano questi requisiti. Per utilizzare le funzioni PROFINET che aggiungono un plusvalore, come ad es. rilevamento della topologia, diagnostica, sostituzione dei dispositivi senza supporto di memoria estraibile/pg, occorre scegliere uno switch della "PROFINET Conformance Class B" o superiore. Per utilizzare PROFINET con la classe RT "IRT" è necessario scegliere uno switch della "PROFINET Conformance Class C". Per quel che riguarda gli switch della gamma SCALANCE prestare attenzione alla caratteristica "Switch IRT PROFINET IO". Per la scelta degli switch adeguati si consiglia di utilizzare SIMATIC NET Selection Tool in Internet ( Switch della gamma SCALANCE Utilizzare gli switch della gamma SCALANCE se si desidera sfruttare la funzionalità completa di PROFINET. Questi switch sono ottimizzati per l'impiego in PROFINET IO. La gamma di dispositivi SCALANCE X comprende switch con porte elettriche, ottiche e una combinazione di entrambe le versioni. SCALANCE X202-2IRT ad es., è dotato di 2 porte elettriche e di 2 porte ottiche e supporta la comunicazione IRT. Gli switch della gamma SCALANCE X, a partire da SCALANCE X200, possono essere progettati, diagnosticati e indirizzati STEP 7 comeprofinet IO-Device. Router Un router collega tra loro segmenti di rete separati (ad es. il livello di gestione con quello di comando). Il volume dei dati deve essere adeguato ai servizi dei singoli segmenti di rete. Un router separa anche due reti e funge da mediatore tra loro, riducendo inoltre il carico della rete. La gamma SCALANCE X offre la la funzionalità di routing a partire dagli SCALANCE X300. I nodi della comunicazione sui diversi lati di un router possono comunicare solo se la comunicazione tra loro è stata abilitata esplicitamente tramite il router. Ad es. per accedere direttamente dal sistema SAP ai dati di produzione, è necessario collegare la rete Industrial Ethernet dell'impianto di produzione con la rete Ethernet della gestione aziendale attraverso un router. Nota Per fare in modo che i dispositivi possano comunicare tra loro oltre i limiti della rete, è necessario configurare il router in modo tale da consentire questa comunicazione. Per ulteriori informazioni sul routing con STEP 7 consultare il manuale di guida alle funzioni Comunicazione ( 32 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

33 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Tecnica di cablaggio Cavi per PROFINET Per PROFINET sono disponibili cavi elettrici e ottici. Il tipo di cavo dipende dai requisiti della trasmissione dati e dalle condizioni ambientali. Preparazione semplice dei cavi Twisted Pair Quando si configura l'impianto PROFINET è possibile tagliare il cavo Twisted Pair alla lunghezza adeguata alle esigenze locali, spelarli con lo stripping tool (attrezzo spelafili per Industrial Ethernet) e utilizzare i connettori Industrial Ethernet Fast Connect RJ45-Plug con tecnica a perforazione di isolante. Per maggiori informazioni sul montaggio consultare le istruzioni di montaggio nel manuale "SIMATIC NET Industrial Ethernet" ( Nota Per ogni tratta Ethernet tra due switch sono ammessi max. 4 connettori. Semplice confezionamento dei cavi a fibre ottiche in vetro Per il confezionamento semplice, rapido e corretto di cavi a fibre ottiche in vetro è disponibile il sistema di cablaggio FastConnect FO. Il cavo a fibre ottiche in vetro è composto da: FC FO Termination Kit per SC e BFOC Plug (Cleave-Tool, forbici per Kevlar, pinza, microscopio, contenitore per fibre tagliate) FC BFOC Plug FC SC Duplex Plug FO FC Standard Cable FO FC Trailing Cable Confezionamento rapido dei cavi POF e PCF Per confezionare i cavi POF/PCF in modo semplice e sicuro e per montare i connettori SC RJ POF utilizzare il seguente utensile speciale: Cavo POF Kit di confezionamento connettori IE Termination Kit SC RJ POF Plug Cavo PCF Kit di confezionamento connettori IE Termination Kit SC RJ PCF Plug Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 33

34 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Panoramica dei mezzi trasmissivi in PROFINET Le specifiche tecniche di un'interfaccia PROFINET con switch integrato o con switch esterno e i possibili mezzi trasmissivi sono riassunti nella tabella seguente. Tabella 2-6 Mezzi trasmissivi in PROFINET Caratteristica fisica Tecnica di collegamento Tipo di cavo/mezzo trasmissivo Velocità di trasmissione/ funzionamento Lunghezza segmento max. (tra 2 nodi) Vantaggi Elettrica Connettore di collegamento RJ 45 ISO Ottica SCRJ 45 ISO/IEC Onde elettromagnetiche BFOC (Bayonet Fiber Optic Connector) e SC (Subscriber Connector) ISO/IEC Standard 100Base-TX Cavo in rame ritorto 2x2, simmetrico e schermato, requisiti di trasmissione secondo CAT 5 IEEE Base-FX Cavo in fibre ottiche polimeriche POF (Polymer Optical Fiber, POF) 980/1000 µm (diametro del nucleo/diametro esterno) ISO/IEC Fibre di vetro rivestite di plastica (Polymer Cladded Fiber, PCF) 200/230 µm (diametro del nucleo/diametro esterno) ISO/IEC Fibre ottiche monomode 10/125 µm (diametro del nucleo/diametro esterno) ISO/IEC Fibre ottiche multimode 50/125 µm e 62,5/125 µm (diametro del nucleo/diametro esterno) ISO/IEC Mbit/s, full duplex 100 Mbit/s, full duplex 100 Mbit/s, full duplex 100 Mbit/s, full duplex 100 Mbit/s, full duplex - IEEE x A seconda dell'ampliamento utilizzato (a, g, h ecc.) 100 m Collegamento via cavo semplice ed economico 50 m Impiego in presenza di notevoli differenze di potenziale Immunità alle radiazioni elettromagnetiche Bassa attenuazione di linea Possibilità di utilizzare 100 m segmenti molto più lunghi 1 26 km 3000 m 100 m Maggiore mobilità Collegamento in rete a costi contenuti con nodi isolati e difficilmente accessibili 1 vale solo per i conduttori a fibre ottiche 34 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

35 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Vedere anche Interfaccia PROFINET (Pagina 24) Istruzioni di montaggio per SIMATIC NET Industrial Ethernet ( Direttiva di installazione di PROFINET ( Configurazione wireless Nozioni di base Cosa significa Industrial Wireless LAN? L'Industrial Wireless LAN SIMATIC NET offre, oltre alla comunicazione di dati conforme allo standard IEEE , numerosi ampliamenti particolarmente utili per i clienti che operano in ambito industriale. Una rete IWLAN è particolarmente idonea per le applicazioni industriali che richiedono una comunicazione mobile estremamente affidabile: Queste le caratteristiche più convincenti: Roaming automatico in caso di interruzione del collegamento con Industrial Ethernet (forced roaming) Contenimento dei costi grazie all'utilizzo di un'unica rete wireless per il funzionamento affidabile di un processo sia per i dati critici (ad es. segnalazione di allarmi) che per la comunicazione senza criticità (ad es. Service e diagnostica) Collegamento a costi contenuti con dispositivi dislocati in ambienti isolati e difficilmente raggiungibili Traffico dati prevedibile (deterministico) e tempi di risposta definiti Sorveglianza ciclica del collegamento radio (Link Check) Obiettivi e vantaggi delle reti Industrial Wireless LAN La trasmissione dati senza fili consente di raggiungere i seguenti obiettivi: Integrazione diretta dei dispositivi PROFINET nel sistema di bus esistente tramite l'interfaccia wireless Utilizzo mobile di dispositivi PROFINET per diversi compiti legati alla produzione Configurazione flessibile delle parti dell'impianto per una configurazione rapida adeguata alle esigenze del cliente Max. riduzione dei costi grazie al minor utilizzo di cavi Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 35

36 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Esempi pratici Comunicazione con nodi mobili (ad es. controllori e dispositivi mobili), nastri trasportatori, linee di produzione, tavole rototraslanti, macchine rotanti Accoppiamento senza fili di segmenti di comunicazione per una rapida messa in servizio o un collegamento in rete a costi contenuti nei casi in cui la posa di cavi comporta costi notevoli (ad es. vie pubbliche, linee ferroviarie) Scaffalatori, sistemi di trasporto automatico e convogliatori aerei monorotaia La grafica seguente mostra la varietà di applicazioni e configurazioni delle reti wireless della gamma SIMATIC. Figura 2-9 Esempio applicativo di rete Industrial Wireless LAN Velocità di trasmissione dati Una rete Industrial Wireless LAN consente velocità di trasmissione lorde di 11 Mbit/s o 54 Mbit/s senza full duplex. 36 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

37 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Copertura Con SCALANCE W (Access Points) si possono creare reti wireless in ambienti chiusi e all'aperto. Installando in modo opportuno diversi punti di accesso è possibile realizzare reti wireless molto ampie nelle quali i nodi mobili vengono trasmessi da un punto di accesso all'altro senza lasciare lacune (roaming). In alternativa al funzionamento di una rete wireless è possibile configurare anche collegamenti punto a punto di segmenti Industrial Ethernet su lunghe distanze (oltre 100 m). In questo caso la distanza coperta e le caratteristiche del campo radiomobile vengono determinate dalle antenne utilizzate. Nota Copertura La distanza può risultare nettamente più breve e dipende dalle condizioni ambientali, dallo standard radiomobile utilizzato, dalla velocità di trasmissione dei dati e dalle antenne utilizzate sul lato di trasmissione e ricezione Suggerimenti per la configurazione Reti wireless, gamma SCALANCE PROFINET consente anche di configurare reti wireless con tecnologia Industrial Wireless Local Area Network (IWLAN). In questo caso si consiglia di utilizzare i prodotti della gamma SCALANCE W. Tempo di aggiornamento in STEP 7 Se si configura PROFINET con un'industrial Wireless LAN è possibile che il tempo di aggiornamento debba essere adeguato ai dispositivi wireless. L'interfaccia IWLAN è meno potente della rete dati cablata perché diversi nodi di comunicazione devono condividere la larghezza di banda limitata. Nelle soluzioni wired ogni nodo di comunicazione dispone di 100 Mbit/s. Il parametro del tempo di aggiornamento si trova nella finestra di ispezione degli IO Device in STEP 7, nella sezione "Impostazioni Realtime". Figura 2-10 Tempo di aggiornamento in STEP 7 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 37

38 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Ulteriori informazioni Per ulteriori informazioni sui componenti Industrial Wireless LAN SCALANCE W consultare il manuale SIMATIC NET SCALANCE W-700 ( Ulteriori informazioni sulla trasmissione dati su reti cablate sono disponibili nel manuale Reti Twisted Pair e Fiber Optic SIMATIC NET ( Ulteriori informazioni sulla trasmissione dati wireless sono disponibili nel manuale Nozioni di base sulla configurazione di un'industrial Wireless LAN ( Inoltre, leggere le direttive di installazione per PROFINET dell'organizzazione degli utenti PROFIBUS in Internet ( Il sito mette a disposizione diversi documenti utili per configurare la propria soluzione di automazione PROFINET: Linee guida per la progettazione di PROFINET Linee guida per il montaggio di PROFINET Linee guida per la messa in servizio di PROFINET Altri documenti per la configurazione di PROFINET 38 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

39 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Sicurezza di rete Nozioni di base Introduzione La sicurezza dei dati e la protezione dell'accesso (security) sono argomenti che stanno acquistando un'importanza sempre maggiore anche in ambito industriale. L'aumento dei collegamenti in rete di interi impianti industriali, l'integrazione verticale e il collegamento in rete dei vari livelli aziendali, nonché le nuove tecnologie come la manutenzione a distanza, portano a una richiesta sempre maggiore di protezione degli impianti. Per proteggere dalle manipolazioni le reti degli impianti e della produzione, particolarmente vulnerabili, non è sufficiente applicare alle singole applicazioni industriali le stesse soluzioni per la sicurezza dei dati della rete d'ufficio. Requisiti Le particolari caratteristiche della comunicazione in ambiente industriale (ad es. comunicazione in tempo reale) impone ulteriori requisiti di sicurezza: Protezione riflessa delle celle automatizzate Protezione dei segmenti di rete Protezione da accessi scorretti o non autorizzati Scalabilità della sicurezza della rete Nessuna conseguenza sulla struttura della rete Definizione di Security Termine che riassume le misure per la protezione da: Perdita dell'affidabilità in seguito all'accesso non autorizzato ai dati Perdita dell'integrità in seguito alla manipolazione dei dati Perdita dell'affidabilità in seguito alla distruzione dei dati, ad es. a causa di configurazioni errate o attacchi Denial of Service Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 39

40 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Minacce Le minacce possono derivare da manipolazioni esterne e interne. Non sempre la perdita della sicurezza dei dati è causata da azioni intenzionali. I rischi interni sono causati da: errori tecnici errori operativi programmi difettosi A questi pericoli interni si aggiungono quelli esterni. I pericoli esterni non si distinguono dalle note minacce nell'ambiente d'ufficio: virus e worm software cavalli di troia Attacchi Man in the Middle phishing di password Denial of Service Misure di protezione Qui di seguito sono descritte le più importanti misure per la protezione dalla manipolazione e dalla perdita dei dati in ambiente industriale. Impostazione di un filtro e controllo del traffico dei dati tramite firewall Virtual Private Network (VPN) per lo scambio dei dati privati in una rete pubblica (ad es. Internet) La tecnologia VPN più diffusa è IPsec. IPsec (Internet Protocol Security) è una raccolta di protocolli di sicurezza che utilizza come base il protocollo IP sul livello di rete e consente una comunicazione protetta attraverso reti IP potenzialmente insicure. Segmentazione in celle di automazione protette Lo scopo di questo metodo consiste nella protezione dei nodi di rete di una cella di automazione mediante Security Module. Una cella è costituita da un gruppo di apparecchi protetti. Autenticazione (identificazione) dei nodi I Security Module si identificano reciprocamente mediante procedimenti di autenticazione utilizzando un canale sicuro (criptato). Diventa così impossibile, senza autorizzazione, accedere dall'esterno a un segmento protetto. Codifica del traffico dati La codifica garantisce l'affidabilità dei dati. A ogni modulo Security viene assegnato un certificato VPN che contiene anche i codici. 40 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

41 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Componenti di rete e software Protezione da accessi non autorizzati Con le seguenti soluzioni è possibile collegare reti industriali alle reti Intranet e Internet per garantire la protezione da pericoli interni ed esterni: Processori di comunicazione come il SIMATIC CP SCALANCE X-300 e SCALANCE S, i componenti di sicurezza della gamma SIMATIC NET SOFTNET Security Client per l'impiego su PC Caratteristiche I prodotti citati comprendono diverse funzioni tra cui, ad es.: Semplice integrazione delle reti esistenti senza necessità di ulteriore progettazione e un firewall integrato Segmentazione in celle di automazione protette Autenticazione (identificazione) dei nodi Codifica del traffico dati Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 41

42 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Esempio applicativo Sicurezza dei dati a livello Office e della produzione La grafica seguente mostra un esempio di applicazione con aree protette tramite SCALANCE S e Security Client su diversi livelli aziendali. Le aree protette sono rappresentate in colore grigio chiaro. Figura 2-11 Configurazione di rete con modulo SCALANCE S e SOFTNET Security Client 42 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

43 Descrizione 2.2 Configurazione di PROFINET Ulteriori informazioni Per maggiori informazioni sulla configurazione di uno standard Security in PROFINET vedere: PROFINET Security Guideline. Queste direttive sono disponibili nella homepage dell'organizzazione degli utenti PROFIBUS in Internet ( Manuale Industrial Ethernet Security ( Manuale SCALANCE S e SOFTNET Security Client ( Per informazioni generali sui concetti, le funzioni e gli aggiornamenti di Industrial Security consultare la pagina web di Industrial Security ( Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 43

44 Parametrizzazione/indirizzamento 3 Per configurare un sistema di automazione, è necessario configurare, parametrizzare e collegare tra loro i singoli componenti dell'hardware. Le operazioni necessarie si impostano nella vista dei dispositivi, della topologia e di rete in STEP 7. Configurazione Per "configurazione" si intende la disposizione, l'impostazione e il collegamento in rete di dispositivi e moduli all'interno della vista dei dispositivi, della vista della topologia o della vista di rete. A ogni modulo viene assegnato automaticamente un indirizzo I/O. Gli indirizzi I/O possono essere modificati successivamente. La CPU confronta la configurazione prefissata creata in STEP 7 con la reale configurazione dell'impianto. Eventuali errori possono essere così individuati e segnalati. L'esatto procedimento di configurazione dei dispositivi è descritto dettagliatamente nella Guida in linea a STEP 7. Parametrizzazione Si definisce "Parametrizzazione" l'impostazione delle proprietà dei componenti utilizzati. Vengono parametrizzate le impostazioni per i componenti hardware e per lo scambio di dati. In STEP 7 si possono "parametrizzare" le seguenti impostazioni per PROFINET: nomi del dispositivo e parametri degli indirizzi IP collegamento delle porte e topologia proprietà/parametri dei moduli I parametri vengono caricati nella CPU che, all'avviamento, provvede a trasmetterli ai rispettivi moduli. All'occorrenza i moduli sono facilmente sostituibili perché i parametri creati nelle CPU SIMATIC vengono caricati automaticamente nel nuovo modulo a ogni avvio. 44 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

45 Parametrizzazione/indirizzamento Adattamento dell'hardware ai requisiti del progetto La configurazione dell'hardware è necessaria per configurare, ampliare o modificare un progetto di automazione. A tal fine occorre aggiungere dei componenti hardware alla configurazione, collegarli ai componenti esistenti e adattare le proprietà dell'hardware ai compiti. Le proprietà dei sistemi di automazione e dei moduli sono preimpostate in modo da rendere superflua un'ulteriore parametrizzazione in molti casi. Nei seguenti casi tuttavia, la parametrizzazione è indispensabile: si desidera modificare i parametri preimpostati di un modulo; si intende utilizzare funzioni specifiche; si intende progettare collegamenti di comunicazione. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 45

46 Parametrizzazione/indirizzamento 3.1 Assegnazione di un IO Device a un IO Controller 3.1 Assegnazione di un IO Device a un IO Controller Sistema PROFINET IO Un sistema PROFINET IO è composto da un PROFINET IO Controller e dagli PROFINET IO Device che gli sono assegnati. Dopo aver collocato questi dispositivi nella vista di rete o della topologia, STEP 7 li parametrizza con valori predefiniti. In un primo momento è necessario solo assegnare gli IO Device a un IO Controller. Presupposti È necessario essere posizionati nella Vista di rete di STEP 7. È stata collocata una CPU (ad es. CPU PN/DP). È stato collocato un IO Device (ad es. IM PN ST). Procedimento Per assegnare gli IO Device a un IO Controller procedere nel modo seguente: 1. Collocare il puntatore del mouse sull'interfcaccia dell'io Device. 2. Fare clic con il tasto sinistro del mouse e tenerlo premuto. 3. Spostare il cursore del mouse. Il cursore del mouse visualizza ora, con il simbolo del collegamento in rete, la modalità operativa "Collegamento in rete". Contemporaneamente è visibile il simbolo del blocco sul cursore del mouse che scompare non appena viene collocato su una posizione di destinazione valida. 4. Trascinare ora il cursore del mouse sull'interfaccia dell'io Controller. In questa posizione è possibile tenere premuto o rilasciare il tasto sinistro del mouse. 5. Rilasciare ora il tasto sinistro del mouse o premerlo nuovamente. Figura 3-1 Assegnazione di un IO Device a un IO Controller nella vista di rete di STEP 7 Risultato È stato assegnato un IO Device a un IO Controller. 46 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

47 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Controllo dell'assegnazione Nella scheda "Comunicazione IO", nell'area della tabella della vista di rete, è visualizzata una panoramica delle relazioni di comunicazione. Questa tabella è sensibile al contesto per la selezione nell'area grafica: Selezionando l'interfaccia si visualizza la comunicazione I/O dell'interfaccia corrispondente. Selezionando la CPU si visualizzano tutte le comunicazioni I/O della CPU (anche PROFIBUS). Selezionando la stazione (come nella figura in alto) si visualizza la comunicazione I/O della stazione completa. 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Introduzione Per poter indirizzare il dispositivo PROFINET come nodo in PROFINET è necessario dotarlo di: Un nome di dispositivo PROFINET univoco Un indirizzo IP univoco nella rispettiva sottorete IP Quando si dispone un dispositivo PROFINET nell'editor hardware e di rete STEP 7 gli assegna un nome di dispositivo. Anche gli indirizzi IP normalmente vengono assegnati automaticamente da STEP 7 e assegnati ai dispositivi in base al nome. Nome e indirizzo IP si possono modificare manualmente in un secondo tempo. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 47

48 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP In STEP 7 Il nome di dispositivo e l'indirizzo IP si trovano nella finestra di ispezione, nelle proprietà dell'interfaccia PROFINET alla voce "Indirizzi Ethernet". Figura 3-2 Nome del dispositivo e indirizzo IP in STEP 7 Nei capitoli seguenti sono descritte la funzione, l'assegnazione e la modifica del nome di dispositivo e dell'indirizzo IP. 48 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

49 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Nome del dispositivo Nome del dispositivo Per poter essere indirizzato da un IO Controller un IO Device deve avere un nome di dispositivo. In PROFINET si è optato per questo procedimento in quanto i nomi sono più facilmente gestibili degli indirizzi IP. L'assegnazione di un nome di dispositivo a un IO Device concreto è comparabile all'impostazione dell'indirizzo PROFIBUS in uno slave DP. All'atto della fornitura gli IO Device non hanno un nome di dispositivo. Soltanto dopo l'assegnazione di un nome di dispositivo, l'io Device può essere indirizzato da un IO Controller, ad es. per il trasferimento dei dati di progettazione all'avviamento oppure per lo scambio di dati utili in funzionamento ciclico. Il nome dispositivo viene assegnato all'io- Device ad es. con il PG/PC. Gli IO Device dotati di slot per i supporti di memoria estraibili offrono la possibilità di scrivere il nome del dispositivo nel PG direttamente sul supporto estraibile. In caso di sostituzione del dispositivo senza supporto di memoria estraibile, il nome del dispositivo viene assegnato dall'io Controller sulla base della progettazione topologica (vedere il capitolo Progettazione della topologia (Pagina 63)). Nomi di dispositivo strutturati Per default il nome del dispositivo per i dispositivi PROFINET S7-1200, S7-1500, ET 200MP, ET 200SP e ET 200AL viene assegnato automaticamente durante la progettazione in STEP 7. Viene ricavato dal nome della CPU o del modulo di interfaccia. Per i dispositivi con diverse interfacce PROFINET il nome dell'interfaccia viene completato, ad es. "plc_1.profinet-interface_2" o "io-device_1". Il nome di un dispositivo può essere strutturato secondo le convenzioni DNS. Queste convenzioni sono definite nello standard "Internationalizing Domain Names in Applications" (IDNA). In base a queste disposizioni i nomi degli apparecchi vengono scritti con la lettera minuscola. Il "Domain Name System" (DNS) è una banca dati ( distribuita che gestisce lo spazio dei nomi in Internet. Per formare la struttura del nome occorre utilizzare il punto ("."). L'ordine gerarchico è crescente, da sinistra verso destra....<subdomain-name>.<domain-name>.<top-level-domain-name> Se il nome non è conforme al DNS viene convertito da STEP 7 (nell'esempio "plcxb1.profinet-interfacexb2022c" o "io-devicexb15b32"). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 49

50 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Numero dispositivo Al momento dell'assegnazione di un IO Device, STEP 7 non gli assegna solo il nome di dispositivo ma anche un numero di dispositivo iniziando da "1". Il numero del dispositivo è riportato nella finestra di ispezione, nelle proprietà dell'interfaccia PROFINET, alla voce "Indirizzi Ethernet" dell'area PROFINET. Figura 3-3 Numero dispositivo Dal numero di dispositivo è possibile identificare un IO Device nel programma utente (ad es. con l'istruzione "LOG2GEO") Indirizzo IP Indirizzo IP Per essere indirizzato come nodo della rete Industrial Ethernet, un dispositivo PROFINET deve avere un indirizzo IP univoco all'interno della rete. Gli indirizzi IP normalmente vengono assegnati automaticamente da STEP 7 e assegnati ai dispositivi in base al nome. Se la rete è autonoma, è possibile applicare l'indirizzo IP e la maschera di sottorete predefiniti da STEP 7. Se la rete fa parte di una rete aziendale Ethernet, occorre richiedere i dati necessari all'amministratore di rete. Configurazione dell'indirizzo IP L'indirizzo IP è costituito da 4 numeri decimali, ognuno con un campo di valori da 0 a 255, secondo il protocollo Internet versione 4 (IPv4). I decimali sono separati da un punto (ad es ). L'indirizzo IP è formato da: indirizzo della rete indirizzo del nodo (interfaccia PROFINET dell'io Controller/IO Device) 50 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

51 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Assegnazione dell'indirizzo IP Gli indirizzi IP degli IO Device vengono assegnati da STEP 7 e applicati agli IO Device solo all'avvio della CPU. Inoltre, per alcuni IO Device (ad es. SCALANCE X e i CP S7-300) esiste la possibilità di acquisire l'indirizzo IP non dall'io Controller all'avvio ma già prima nel dispositivo (vedere Adeguamento del nome del dispositivo e dell'indirizzo IP direttamente nel dispositivo (Pagina 62)). Gli indirizzi IP degli IO Device hanno sempre la stessa maschera di sottorete dell'io Controller e vengono assegnati in ordine crescente iniziando dall'indirizzo IP dell'io Controller. Se necessario, questo indirizzo IP può essere modificato manualmente. Nel caso dei dispositivi con diverse interfacce PROFINET (ad es. CPU PN/DP) gli indirizzi IP devono trovarsi su sottoreti diverse. Maschera di sottorete I bit impostati della maschera di sottorete determinano la parte dell'indirizzo IP che contiene l'indirizzo della rete. In generale vale quanto segue: L'indirizzo di rete risulta dalla combinazione logica AND di indirizzo IP e maschera di sottorete. L'indirizzo del nodo risulta dalla combinazione logica AND negato di indirizzo IP e maschera di sottorete. Esempio di maschera di sottorete Maschera di sottorete: (decimale) = (binario) Indirizzo IP: (decimale) = (binario) Significato: i primi 2 byte dell'indirizzo IP determinano la rete, quindi Gli ultimi due byte indirizzano il nodo, quindi 0.2. Router di default Se i dati devono essere trasmessi a un partner situato al di fuori della rete utilizzando il protocollo TCP/IP o UDP viene utilizzato il router di default. In STEP 7 il router di default è definito router. L'utilizzo di un router si attiva nella finestra di ispezione di una CPU nella sezione "Protocollo IP" con la casella di scelta "Utilizza router". Normalmente STEP 7 assegna al router di default il proprio indirizzo IP. L'indirizzo del router impostato nell'interfaccia PROFINET dell'io Controller viene applicato automaticamente ai corrispondenti IO Device progettati. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 51

52 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Interdipendenza tra indirizzo IP e maschera di default della sottorete Esiste un accordo in merito all'assegnazione delle aree di indirizzi IP e delle cosiddette "maschere di sottorete di default". Il primo numero decimale dell'indirizzo IP (da sinistra) determina la struttura della maschera della sottorete di default per quanto concerne il numero dei valori "1" (binario) nel modo seguente: Indirizzo IP (dec.) Indirizzo IP (bin.) Classe di indirizzi Maschera di default della sottorete xxxxxxx.xxxxxxxx... A xxxxxx.xxxxxxxx... B xxxxx.xxxxxxxx... C Nota Campo di valori per il primo numero decimale Per il primo numero decimale dell'indirizzo IP è possibile inserire anche un valore compreso tra 224 e 255 (classe di indirizzi D ecc.). Si sconsiglia tuttavia di ricorrere a quest'opzione in quanto, per questi valori, non ha luogo alcun controllo degli indirizzi. Come nascondere ulteriori sottoreti La maschera di sottorete consente di strutturare ulteriormente una sottorete assegnata a una delle classi di indirizzi A, B o C nonché di creare sottoreti "private" impostando a "1" ulteriori cifre meno significative della sottorete. Per ogni bit impostato su "1" il numero delle reti "private" viene raddoppiato mentre si dimezza quello dei nodi in esse contenuti. Verso l'esterno la rete opera, come in precedenza, come rete singola. Esempio: In una sottorete della classe di indirizzi B (ad es. indirizzo xxx.xxx) si modifica la maschera di default della sottorete nel modo seguente: Maschere Decimale Binario Maschera di default della sottorete Maschera di sottorete Risultato: Tutti i nodi con indirizzi da a si trovano in una sottorete e tutti i nodi con indirizzi da a in un'altra. Lettura dell'indirizzo IP nel programma utente L'indirizzo IP di un dispositivo PROFINET può essere letto nel programma utente di una CPU S Per maggiori informazioni vedere la seguente FAQ ( 52 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

53 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Assegnazione del nome del dispositivo e dell'indirizzo IP Prima assegnazione di indirizzo IP e maschera di sottorete a un IO Controller Si hanno le seguenti possibilità: Tramite PG/PC: Collegare il PG/PC alla stessa rete alla quale è collegato il dispositivo PROFINET. L'interfaccia del PG/PC deve essere impostata su TCP/IP. Durante il download visualizzare prima tutti i nodi accessibili con la finestra di dialogo per il download "Nodi accessibili". Selezionare il dispositivo di destinazione attraverso l'indirizzo MAC e assegnargli l'indirizzo IP prima di caricare la configurazione hardware con l'indirizzo progettato (l'indirizzo IP sarà così memorizzato a ritenzione). Tramite il display di una CPU S7-1500: Le CPU S sono dotate di uno sportellino frontale con display e tasti di comando. Dal display è possibile ad es. assegnare o modificare l'indirizzo IP. Per impostare l'indirizzo IP spostarsi sul display nei comandi di menu "Impostazioni" > "Indirizzi" > "X1 (IE/PN)" > "Parametri". Tramite scheda di memoria: Se il dispositivo PROFINET è in grado di leggere una scheda di memoria (Micro Memory Card/SIMATIC Memory Card) inserirla nel PG/PC e salvare la configurazione hardware con l'indirizzo IP progettato sulla scheda di memoria. Successivamente inserire la scheda di memoria nel dispositivo PROFINET. Quando si inserisce la scheda il dispositivo PROFINET acquisisce automaticamente l'indirizzo IP. Se la progettazione è stata salvata sulla scheda di memoria con l'opzione "Consenti la modifica dell'indirizzo IP direttamente nel dispositivo" dopo l'estrazione della scheda è necessario assegnare l'indirizzo IP da un percorso alternativo. (Vedere il capitolo Adeguamento del nome del dispositivo e dell'indirizzo IP direttamente nel dispositivo (Pagina 62)) Assegnazione del nome dispositivo e dell'indirizzo IP con "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/pg" Per i dispositivi senza supporto di memoria estraibile (ad es. ET 200MP, ET 200SP) e per quelli che supportano la funzione "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/pg" (ad es. ET 200S) l'io Controller può identificare il dispositivo senza nome basandosi sulle correlazioni con i nodi vicini predefiniti dalla topologia prefissata e sulle correlazioni con i nodi vicini effettive determinate dai dispositivi PROFINET reali. L'IO Controller assegna al dispositivo PROFINET il nome progettato e acquisisce il dispositivo PROFINET nel traffico dei dati utili. (Vedere anche Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile (Pagina 211).) Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 53

54 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Assegnazione dell'indirizzo IP in caso di sostituzione degli IO Device con supporto di memoria estraibile/pg La scheda di memoria di un controllore programmabile contiene quanto segue: Per l'io Controller: Nome del dispositivo e indirizzo IP Per l'io Device: Nome del dispositivo Se si estrae la scheda di memoria da un dispositivo PROFINET per inserirla in un altro dispositivo PROFINET con supporto di memoria estraibile (ad es. ET 200S), le informazioni specifiche e il nome del dispositivo vengono caricati nel dispositivo. In caso di sostituzione completa di un IO Device a causa di un difetto del dispositivo o del modulo, l'io Controller parametrizza e configura automaticamente il dispositivo o il modulo sostituito. Quindi viene ripristinato lo scambio ciclico dei dati utili. In questo caso è necessario estrarre dall'io Device guasto la scheda di memoria con il nome valido e inserirla nell'io Device sostituito prima di riattivare la rete (ON). In caso di errore nel dispositivo PROFINET la scheda di memoria consente di sostituire il modulo senza PG/PC. I dati del dispositivo si possono anche trasferire direttamente dal PG/PC alla scheda di memoria. Procedimento: Modifica del nome di un dispositivo con le proprietà dell'interfaccia PROFINET Il nome del dispositivo PROFINETsi può modificare dalle proprietà dell'interfaccia PROFINET. Questo procedimento è utile se il dispositivo PROFINETnon ha ricevuto il nome precedente tramite generazione automatica, ad es. in caso di migrazione. 1. Selezionare nella vista di rete o dei dispositivi dell'editor hardware e di rete di STEP 7 l'interfaccia PROFINETdi un dispositivo PROFINET. 2. Nella finestra di ispezione spostarsi fino agli "Indirizzi Ethernet", nell'area "PROFINET". 3. Disattivare l'opzione "Genera nome del dispositivo PROFINETautomaticamente". 4. Inserire il nuovo nome del dispositivo PROFINET nel campo corrispondente. Figura 3-4 Modifica del nome di un dispositivo PROFINET nelle proprietà 54 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

55 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Procedimento alternativo: Modifica del nome di un dispositivo PROFINET nella Vista di rete Presupposti: la casella di scelta "Genera nome del dispositivo PROFINET automaticamente" è disattivata. 1. Selezionare in STEP 7, nell'area della tabella della vista di rete, la scheda "Vista generale di rete". 2. Sovrascrivere il nome nella colonna "Dispositivo", nella riga del dispositivo PROFINET in oggetto. Il nome viene modificato automaticamente anche nell'area grafica della vista di rete. Figura 3-5 Modifica del nome di un dispositivo PROFINET in STEP 7 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 55

56 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Procedimento: modifica dell'indirizzo IP Per modificare l'indirizzo IP procedere nel seguente modo: 1. Selezionare nella vista di rete o dei dispositivi dell'editor hardware e di rete di STEP 7 l'interfaccia PROFINETdi un dispositivoprofinet. 2. Nella finestra di ispezione spostarsi fino agli "Indirizzi Ethernet", nell'area "Protocollo IP". 3. Controllare che sia attivata l'opzione "Imposta indirizzo IP nel progetto". 4. Inserire il nuovo indirizzo IP nel campo corrispondente. Figura 3-6 Modifica dell'indirizzo IP di un dispositivo PROFINET in STEP 7 Caricamento del nome di dispositivo progettato nell'io Device Per caricare il nome di dispositivo progettato nell'io Device procedere nel seguente modo: 1. Collegare il PG/PC alla stessa rete alla quale è collegato l'io Device interessato. L'interfaccia del PG/PC deve essere impostata su TCP/IP. 2. Selezionare l'io Device in STEP 7, nella finestra di dialogo "Nodi accessibili", sulla base dell'indirizzo MAC. 3. Fare clic su "Assegna nome" per caricare il nome di dispositivo progettato nell'io Device. L'IO Controller riconosce l'io Device dal nome di dispositivo e gli assegna automaticamente l'indirizzo IP progettato. 56 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

57 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Identificazione del dispositivo PROFINET Per identificare in modo univoco un dispositivo tra tanti dispositivi uguali, ad es. in un quadro elettrico, è possibile far lampeggiare il LED Link del dispositivo PROFINET. Selezionare in STEP 7 il comando di menu Online > Nodi accessibili... Nella finestra di dialogo "Nodi accessibili" impostare l'"interfaccia PG/PC" attraverso la quale si è collegati con i dispositivi. STEP 7 cerca automaticamente i nodi accessibili e li visualizza nella tabella "Nodi accessibili nella sottorete di destinazione". Selezionare il dispositivo PROFINET desiderato e fare clic sul pulsante "LED lampegg.". Il dispositivo PROFINET viene identificato dal suo indirizzo MAC. Figura 3-7 Finestra di dialogo "Nodi accessibili" Assegnazione dell'indirizzo IP per IO Device in altro modo Diversi IO Device, come ad es. SCALANCE X, S7-300 CP, supportano l'opzione con cui non far assegnare l'indirizzo IP dall'io Controller all'avviamento. In questo caso l'indirizzo IP va assegnato in modo diverso. Ulteriori informazioni sono contenute nella documentazione del dispositivo PROFINET della gamma SIMATIC utilizzato. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 57

58 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Ulteriori informazioni Comando e funzioni del display delle CPU S sono descritti dettagliatamente nel manuale di sistema S7-1500, ET 200MP ( Assegnazione del nome dispositivo tramite tabella di comunicazione Introduzione I nomi di dispositivo dei PROFINET IO Device progettati offline si possono assegnare ai dispositivi online. Allo scopo si può utilizzare l area tabellare nella tabella Comunicazione I/O. È possibile anche assegnare i nomi a diversi dispositivi contemporaneamente. Scheda Assegnazione online Nella tabella della comunicazione I/O si trovano le schede Configurazione offline" e Assegnazione online. Con la scheda Assegnazione online è possibile assegnare i nomi dei dispositivi PROFINET assegnati offline ai corrispondenti IO Device online. Utilizzare il pulsanti Verifica dispositivi e Assegna ora : Figura 3-8 Assegnazione del nome dispositivo tramite tabella di comunicazione Gli oggetti visualizzati nella tabella della scheda Assegnazione online dipendono dall impostazione della funzione di filtro. Se devono essere visualizzati solo alcuni oggetti selezionati, a seconda della selezione nella vista di rete vengono visualizzati solo gli oggetti del contesto corrispondente: Sottorete PROFINET: tutti i dispositivi collegati e relative interfacce PROFINET Sistema IO: tutti i dispositivi interessati e relative interfacce PROFINET Dominio Sync: tutti i dispositivi interessati e relative interfacce PROFINET Dispositivi: dispositivo ed eventuali interfacce PROFINET Altre sottoreti o interfacce come ad es. MPI o PROFIBUS non vengono visualizzate Se con la funzione di filtro è stata impostata la visualizzazione per tutti i dispositivi, vengono visualizzati tutti i dispositivi che dispongono di un interfaccia PROFINET a prescindere che siano collegati attraverso una sottorete PROFINET o che siano parte di un sistema IO. I dispositivi senza interfaccia PROFINET, ad es. solo con interfaccia DP o MPI, non vengono visualizzati. 58 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

59 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Procedura generale Per l assegnazione dei nomi di dispositivi PROFINET è necessario prima rilevare gli IO Device disponibili online. Il procedimento varia a seconda che l indirizzo MAC sia o meno noto. In generale, da ciò risulta un procedimento in due passi: 1. Rilevamento degli IO Device disponibili online 2. Assegnazione dei nomi di dispositivi PROFINET configurati offline agli IO Device disponibili online Presupposti È necessario essere posizionati nella Vista di rete. È attivo un collegamento online con i dispositivi. Procedimento (passo 1) Per rilevare gli IO Device disponibili online dalla tabella di comunicazione I/O procedere come segue: 1. Opzione: inserire l indirizzo MAC conosciuto nella colonna Indirizzo MAC. A ogni inserimento valido viene attivata la casella di controllo sotto Assegna dispositivo per la riga corrispondente. Nota L indirizzo MAC si può digitare, inserire o importare in diversi formati. Il formato corretto viene inserito automaticamente nella cella. Le seguenti immissioni vengono supportate e successivamente convertite nel formato necessario: "08:00:06:BA:1F:20" " BA 1F 20" "080006BA1F20" I formati utilizzati nell esempio vengono convertiti automaticamente in " BA-1F- 20". 2. Per avviare la verifica degli IO Device disponibili online fare clic sul pulsante Verifica dispositivi. 3. Impostare l interfaccia PG/PC nella finestra di dialogo e fare clic su Avvio. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 59

60 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Risultato intermedio Dopo la verifica viene visualizzato nella tabella il risultato per ogni dispositivo. I dati rilevati online vengono registrati automaticamente nella tabella e la casella di controllo Assegna dispositivo viene impostata su verificato nelle righe in cui è stato immesso o rilevato online un indirizzo MAC. Nella colonna "Status" viene visualizzato come icona il risultato della verifica. Stato Significato Dispositivo adatto e tipo compatibile Dispositivo adatto e tipo incompatibile Dispositivo non adeguato Dispositivo non accessibile (se l indirizzo MAC è conosciuto) Pronto per l assegnazione (se l indirizzo MAC è noto) Nota L icona Pronto per l assegnazione viene visualizzata se è presente un indirizzo MAC e sono stati rilevati i dati del dispositivo adeguati ma non è stato trovato un nome di dispositivo PROFINET online. I dati dei dispositivi rilevati si possono riaggiornare in qualsiasi momento attraverso l indirizzo MAC. È sufficiente indicare l indirizzo MAC, dopodiché viene visualizzato direttamente lo stato del dispositivo senza dover ancora rilevare il dispositivo. Procedimento (passo 2) In un operazione di massa devono essere assegnati tutti i nomi di dispositivi PROFINET configurati offline ai dispositivi disponibili online. 1. Fare clic sul pulsante Assegna ora. Nota L operazione di massa non può essere annullata. In una finestra di dialogo viene visualizzata un avvertenza sulla sicurezza. 2. Fare clic nella finestra di dialogo su Avvio per avviare l assegnazione dei nomi dei dispositivi PROFINET. Risultato I nomi di dispositivi PROFINET configurati offline vengono assegnati ai dispositivi disponibili online. Questo riguarda i dispositivi nella cui riga è attivata la casella di controllo sotto Assegna dispositivo, che hanno un indirizzo MAC e lo stato Pronto per l assegnazione. 60 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

61 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Importazione ed esportazione dei dati Con il pulsante Importa/Esporta è possibile importare o esportare i dati della tabella di comunicazione I/O per l assegnazione online. Nel caso dell esportazione i dati della tabella attualmente visualizzati vengono esportati in un file CSV. Con la funzione di filtro della tabella è possibile scegliere quali dati esportare. Nel caso dell importazione i dati del file CSV vengono scritti nella tabella. In caso di conflitti con i valori già esistenti nella tabella è possibile decidere se sovrascrivere i dati o se interrompere l importazione. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 61

62 Parametrizzazione/indirizzamento 3.2 Nome del dispositivo e indirizzo IP Adeguamento del nome del dispositivo e dell'indirizzo IP direttamente nel dispositivo Introduzione Spesso una macchina viene messa in servizio sul posto o integrata in un'infrastruttura esistente senza utilizzare STEP 7. Le tipiche applicazioni si trovano in tutti i settori della costruzione di macchine in serie. Esistono diversi modi alternativi per assegnare l'indirizzo IP. Procedimento 1. Selezionare nella vista di rete o dei dispositivi dell'editor hardware e di rete di STEP 7 l'interfaccia PROFINET di un IO Controller. 2. Nella finestra di ispezione spostarsi fino agli "Indirizzi Ethernet". 3. Nell'area "Protocollo IP", attivare l'opzione "Consenti adeguamento indirizzo IP direttamente nel dispositivo". 4. Nell'area "PROFINET" attivare l'opzione "Consenti adeguamento nome dispositivo PROFINET direttamente nel dispositivo". Figura 3-9 Impostazione del nome del dispositivo e dell'indirizzo IP nel dispositivo Nota Accoppiamento ad altra rete I dispositivi PROFINET in cui è stata attivata l'opzione "Consenti la modifica del nome dispositivo/indirizzo IP direttamente nel dispositivo" non sono utilizzabili come accoppiamento ad altra rete per il routing S7. 62 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

63 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Alternative per l'assegnazione di indirizzi IP e nomi dispositivo Oltre alla normale assegnazione di indirizzi e nomi dei dispositivi nella finestra di ispezione (sezione "Indirizzi Ethernet"), esistono altre possibilità di assegnare nomi e indirizzi IP: Assegnazione dal programma utente con l'istruzione "T_CONFIG" Assegnazione con il caricamento della configurazione nel sistema di destinazione dalla finestra di dialogo "Caricamento avanzato". Assegnazione mediante Primary Setup Tool (PST) Assegnazione dal tool per la messa in servizio e la diagnostica PRONETA ("PROFINET network analysis") Assegnazione tramite SIMATIC Automation Tool Ulteriori informazioni Per maggiori informazioni sull'istruzione "T_CONFIG" e sul caricamento nel sistema di destinazione consultare la Guida in linea a STEP 7. In Internet è disponibile il download ( gratuito del Primary Setup Tool (PST). Inoltre, allo stesso indirizzo è disponibile un elenco di dispositivi per i quali è abilitato il PST. 3.3 Progettazione della topologia Introduzione L'assegnazione di un IO Device a un IO Controller in sé e per sé non definisce ancora le modalità di collegamento delle porte. In caso di impiego della comunicazione RT, il collegamento delle porte non è necessario, esso tuttavia offre i seguenti vantaggi: Con il collegamento delle porte viene predefinita una topologia di riferimento. Sulla base di un confronto online/offline è possibile eseguire un confronto tra la topologia prefissata e quella attuale per i dispositivi che supportano questa funzionalità. È disponibile la funzione "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile". In caso di impiego della comunicazione IRT, il collegamento delle porte è assolutamente necessario. Qui di seguito viene fornita una panoramica delle diverse possibilità di configurazione di una rete PROFINET. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 63

64 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Lineare Tutti i nodi della comunicazione vengono collegati l'uno dopo l'altro in una linea. In PROFINET la topologia lineare viene realizzata mediante switch già integrati nei dispositivi PROFINET. Perciò la topologia lineare in PROFINET è solo una forma particolare di topologia ad albero/a stella. Se un elemento di accoppiamento (ad es. uno switch) è guasto, la comunicazione non è più realizzabile tramite tale elemento. La rete viene perciò divisa in 2 segmenti parziali. La topologia lineare è quella che comporta il cablaggio più semplice. A stella Collegando i partner della comunicazione a uno switch con più di due porte PROFINET si crea automaticamente una topologia di rete con struttura a stella. Con questa struttura, contrariamente ad altre, non viene a mancare l'intera rete se si guasta un singolo dispositivo PROFINET. Soltanto il guasto di uno switch comporta la caduta di una parte della rete di comunicazione. Ad albero Interconnettendo diverse strutture a stella viene creata una topologia di rete con struttura ad albero. Ad anello Per aumentare la disponibilità di una rete si utilizzano strutture ad anello. Ciò consiste in linea di massima nell'unire una topologia lineare fino a formare un anello mediante il cosiddetto manager di ridondanza. La funzione di manager di ridondanza è affidata a uno switch esterno (SCALANCE X), a una CPU che supporta il protocollo di ridondanza del supporto di trasmissione MRP (ad es. la CPU PN/DP) oppure a un CP (ad es. il CP Lean). Il manager di ridondanza assicura la deviazione dei dati attraverso una connessione di rete alternativa in caso di interruzione del collegamento. 64 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

65 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Esempio di topologia L'esempio seguente mostra la combinazione di diverse topologie. Numero Significato S come IO Controller S7-300 come IO Controller Industrial WLAN con SCALANCE W SCALANCE X con 7 porte elettriche e 3 ottiche ET 200SP con switch integrato a 2 porte SCALANCE X 204 con 4 porte elettriche PROFINET/Industrial Ethernet IE/PB-Link PN IO PROFIBUS DP ET 200S con 2 porte ottiche Topologia a stella Topologia lineare La combinazione di diverse topologie forma una topologia ad albero. Figura 3-10 Topologia combinata Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 65

66 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Ulteriori informazioni Per pianificare la topologia PROFINET tener conto delle direttive di installazione PROFINET ( dell'organizzazione degli utenti PROFIBUS. Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale Reti Twisted Pair e Fiber Optic SIMATIC NET ( Informazioni di base sono contenute nel manuale Comunicazione con SIMATIC ( 66 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

67 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Vista topologica in STEP 7 Introduzione La vista topologica è una delle tre aree di lavoro dell'editor hardware e di rete. Qui è possibile svolgere i seguenti compiti: Visualizzazione della topologia Ethernet Progettazione della topologia Ethernet Rilevamento e riduzione delle differenze tra topologia prefissata e topologia attuale (online) La Vista topologica in STEP 7 è costituita da un'area grafica e una tabellare. Area grafica L'area grafica della vista topologica mostra i dispositivi PROFINET con le relative porte e i collegamenti delle porte. Qui si possono inserire ulteriori dispositivi PROFINET. La seguente figura mostra l'area grafica della Vista topologica Figura 3-11 Commutazione Vista dispositivi/vista di rete/vista topologica Barra degli strumenti Area grafica della Vista topologica Navigazione nella vista generale Commutazione nell'area tabellare della Vista topologica Area grafica della Vista topologica Navigazione nella vista generale Fare clic con il tasto del mouse nella navigazione della vista generale per avere una visione generale degli oggetti creati nell'area grafica. Tenendo premuto il tasto del mouse è possibile navigare velocemente da qui sugli oggetti desiderati e visualizzarli nell'area grafica. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 67

68 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Area tabellare Vista topologica generale: Qui vengono visualizzati in forma di tabella i dispositivi Ethernet e PROFINET, le relative porte e i collegamenti delle porte. Questa tabella corrisponde alla tabella di rete nella Vista di rete. Confronto topologie: Qui è possibile acquisire automaticamente in STEP 7 i dispositivi e i collegamenti delle porte tramite confronto offline/online o tramite confronto avanzato offline/online Commutazione nell'area grafica della Vista topologica Commutazione Vista dispositivi/vista di rete/vista topologica Commutatore Vista topologica generale/confronto topologie Area tabellare della Vista topologica Figura 3-12 Area tabellare della Vista topologica 68 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

69 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Collegamento delle porte nella vista topologica Presupposti Ci si deve trovare nell'area grafica della vista topologica. Procedimento Per collegare tra loro le porte nella Vista topologica procedere nel seguente modo: 1. Posizionare il cursore del mouse sulla porta da interconnettere. 2. Fare clic con il tasto sinistro del mouse e tenerlo premuto. 3. Spostare il cursore del mouse. Ora il cursore indica che è attiva la modalità di interconnessione visualizzando l'apposito simbolo. Contemporaneamente è visibile il simbolo del blocco sul cursore del mouse che scompare non appena viene collocato su una posizione di destinazione valida. 4. Trascinare quindi il cursore sulla porta di destinazione. Durante questa operazione è possibile tenere premuto il tasto sinistro del mouse oppure rilasciarlo. 5. Rilasciare ora il tasto sinistro del mouse o premerlo nuovamente. Figura 3-13 Collegamento delle porte nella vista topologica Risultato È stato creato un nuovo collegamento tra porte. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 69

70 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Collegamento delle porte, finestra di ispezione Collegamento di porte nella finestra di ispezione Per collegare le porte tra loro, procedere nel seguente modo: 1. Nella vista dispositivi o di rete selezionare il dispositivo PROFINET o l'interfaccia PROFINET. 2. Nella finestra di ispezione spostarsi nelle proprietà della porta "Collegamento porta". Se l'interfaccia PROFINET è selezionata, questa impostazione viene visualizzata nella finestra di ispezione in "Proprietà > Generale > Opzioni ampliate > Porta [...] > Collegamento porta". 3. Nella sezione "Porta locale" si trovano le impostazioni della porta locale. Qui si possono impostare ad es. le sigle dei cavi a fibra ottica. Nell'area "Porta del partner" selezionare la casella di riepilogo per la "Porta del partner" per vedere quali sono le porte disponibili da selezionare. Figura 3-14 Collegamento delle porte nella finestra di ispezione in STEP 7 Se l'interfaccia PROFINET non era collegata in rete, con questa operazione viene collegata automaticamente. Nelle proprietà della sottorete è possibile impostare se questa sottorete debba o meno essere utilizzata per il collegamento in rete. 70 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

71 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Assegnazione automatica di dispositivi mediante il confronto offline/online Panoramica Durante il confronto offline/online la topologia progettata viene confrontata con quella effettivamente presente. I dispositivi rilevati online vengono assegnati automaticamente ai dispositivi progettati, se possibile. Avvio del rilevamento della disponibilità Per avviare il rilevamento della disponibilità per la prima volta, fare clic sul pulsante "Confronto offline/online" nella barra degli strumenti della scheda Confronto topologie. Per riavviare il rilevamento della disponibilità, fare clic sul pulsante "Aggiorna". Nota Quest'operazione può richiedere qualche secondo. Durante questo intervallo di tempo non è possibile eseguire altri comandi. Assegnazione automatica di un dispositivo PNIO Un dispositivo PNIO rilevato online viene assegnato automaticamente a un dispositivo progettato se le seguenti proprietà coincidono in entrambi i dispositivi: N di articolo Tipo Nome del dispositivo PROFINET Nessuna assegnazione automatica Nei seguenti casi l'assegnazione automatica non è possibile: Per un dispositivo progettato non è presente un dispositivo corrispondente rilevato online (le relative colonne nel campo "Topologia online" della tabella di confronto delle topologie sono vuote). In questo caso si consiglia di inserire nell'impianto il dispositivo già progettato oppure di cancellarlo dalla progettazione. Un dispositivo rilevato online può essere assegnato a un dispositivo progettato, ma esistono delle differenze nei collegamenti delle porte. In questo caso vedere Acquisizione manuale dei collegamenti delle porte rilevati online nel progetto (Pagina 72). Un dispositivo rilevato online non può essere assegnato a un dispositivo progettato (le colonne corrispondenti nel campo "Topologia offline" della tabella di confronto della topologia sono vuote). In questo caso vedere Acquisizione manuale dei dispositivi rilevati online nel progetto (Pagina 73). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 71

72 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Acquisizione manuale dei collegamenti delle porte rilevati online nel progetto Presupposti Nella vista topologica è stato eseguito un confronto offline/online che ha determinato l'assegnazione automatica di almeno un dispositivo rilevato online a un dispositivo progettato, mantenendo tuttavia delle differenze nell'interconnessione. Procedimento Per acquisire manualmente nel progetto uno o più collegamenti delle porte rilevati online procedere nel modo seguente: 1. Selezionare la riga corrispondente al collegamento porta. 2. Selezionare eventualmente ulteriori righe con una selezione multipla. 3. Selezionare nel menu di scelta rapida Applica > Utilizza selezione. Il contenuto dei campi corrispondenti della tabella nella colonna Operazione diventerà Applica. 4. Se erroneamente sono stati creati troppi collegamenti alle porte da acquisire nel progetto: Selezionare con una selezione multipla le righe corrispondenti ai collegamenti delle porte da acquisire nel progetto creati erroneamente. Selezionare nel menu di scelta rapida Resetta > Resetta selezione. I corrispondenti campi della tabella nella colonna Operazione diventeranno Nessuna operazione. 5. Fare clic sul pulsante "Sincronizza". Risultato I collegamenti delle porte rilevati online per i dispositivi vengono acquisiti nel progetto. Se l'acquisizione è riuscita correttamente apparirà il simbolo di diagnostica "Stessa informazione sulla topologia" per la porta. Nota Se per un dispositivo rilevato online vengono rilevate interconnessioni delle porte diverse da quelle presenti nel progetto, la loro acquisizione sostituirà le interconnessioni delle porte attualmente presenti nel progetto con quelle rilevate online. Se non viene rilevata alcuna interconnessione di porte per il dispositivo rilevato online, l'acquisizione nel progetto causa la cancellazione di tutte le interconnessioni delle porte di questo dispositivo nel progetto. 72 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

73 Parametrizzazione/indirizzamento 3.3 Progettazione della topologia Acquisizione manuale dei dispositivi rilevati online nel progetto Presupposti Nella vista topologica è stato eseguito un confronto offline/online che ha determinato l'assegnazione di almeno un dispositivo rilevato online ad un dispositivo progettato. Procedimento Per acquisire manualmente nel progetto uno o più dispositivi rilevati online procedere nel modo seguente: 1. In un dispositivo progettato senza partner online muovere il puntatore del mouse nella colonna "Dispositvo/Porta" della topologia online. 2. Nella casella di riepilogo di questo campo selezionare il dispositivo da assegnare al dispositivo progettato. 3. Ripetere i passi precedenti eventualmente per altri dispositivi progettati senza partner online. Risultato Il dispositivo rilevato online selezionato viene spostato dalla fine della tabella verso l'alto, nella riga del dispositivo progettato al quale è appena stato assegnato Assegnazione automatica di dispositivi mediante il confronto avanzato offline/online Panoramica Nel caso del confronto offline/online avanzato viene utilizzato, oltre a DCP, anche ICMP per rilevare anche i dispositivi che non supportano DCP. Assegnazione automatica dei dispositivi rilevati con ICMP Per i dispositivi rilevati con ICMP non è disponibile il tipo. Per i dispositivi passivi non è disponibile un numero di articolo. Pertanto i dispositivi passivi possono essere assegnati automaticamente solo se nei dati progettati non sono stati assegnati numeri di articolo e se l indirizzo IP offline corrisponde a quello online. Nel caso degli switch è possibile un assegnazione automatica se il numero di articolo offline e online, indirizzo IP e nome di dispositivo PROFINET coincidono. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 73

74 Diagnostica Meccanismi di diagnostica di PROFINET IO Concetto di diagnostica compatibile Tutti i prodotti SIMATIC sono dotati di funzioni di diagnostica integrate con sui rilevare ed eliminare i guasti. I componenti segnalano automaticamente un eventuale disturbo del funzionamento e forniscono ulteriori informazioni dettagliate. Ogni singolo errore o diversi errori che si presentino contemporaneamente vengono trasferiti dall'io Device all'io Controller. Per conoscere lo stato generale di un IO Device, compresi gli errori ancora in attesa, è possibile anche leggerlo direttamente dall'io Device. Nei capitoli seguenti sono spiegati gli aspetti principali della diagnostica con PROFINET IO. La diagnostica di sistema per S7-1500, ET 200MP, ET 200SP e ET 200AL è descritta dettagliatamente nel manuale di guida alle funzioni Diagnostica ( 74 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

75 Diagnostica 4.1 Meccanismi di diagnostica di PROFINET IO Accesso allo stato di un IO Device con un PG/PC o un dispositivo HMI Se si è collegati a Industrial Ethernet con un PG/PC con STEP 7 o con un dispositivo HMI è possibile richiamare l'informazione di diagnostica online. Il grafico seguente mostra il funzionamento. Numero Descrizione L'IO Device riconosce un errore e invia i dati di diagnostica all'io Controller. L'IO Controller informa il PG/il dispositivo HMI. La visualizzazione della diagnostica di sistema viene aggiornata. Lo stato della stazione si può leggere direttamente dall'io Device in STEP 7 con "Nodi accessibili" indipendentemente dall'io Controller. Il PG deve essere collegato a Industrial Ethernet. In questo modo è possibile accedere alle informazioni di diagnostica durante la messa in servizio o in caso di interventi di Service anche se l'io Controller non è in funzione. Figura 4-1 Diagnostica PROFINET IO con PG/PC o dispositivo HMI Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 75

76 Diagnostica 4.1 Meccanismi di diagnostica di PROFINET IO Livelli di diagnostica in PROFINET IO Il concetto Ogni errore che si verifica viene trasferito dall'io Device all'io Controller. Il numero di informazioni di diagnostica e il livello di approfondimento variano a seconda del livello di diagnostica nel quale si analizzano le diagnostiche e di quali dispositivi PROFINET vengono utilizzati. Livelli di diagnostica Le informazioni di diagnostica possono essere analizzate a livelli diversi. Il numero e il tipo di canali si selezionano ad es. dal livello di diagnostica 4. La figura seguente mostra i livelli di diagnostica in PROFINET IO. Figura 4-2 Livelli di diagnostica in PROFINET IO 76 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

77 Diagnostica 4.1 Meccanismi di diagnostica di PROFINET IO Rappresentazione dei livelli di diagnostica nella vista dispositivi in STEP 7 Nella figura seguente è rappresentato il modello di dispositivo PROFINET nella vista dispositivi di STEP 7 in base a un esempio di sistema di periferia decentrata ET 200MP: Numero Descrizione 1 Livello 1: Errore nel dispositivo 2 Livello 2: Errore nel modulo Figura 4-3 Livelli di diagnostica nella vista dispostivi di STEP 7 Quali nodi PROFINET supportano la diagnostica PROFINET avanzata? Una panoramica dei nodi PROFINET che supportano la diagnostica PROFINET avanzata e della progettazione necessaria si trova in questa FAQ ( Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 77

78 Diagnostica 4.1 Meccanismi di diagnostica di PROFINET IO Dati I&M (Identification and Maintenance) Definizione e proprietà I dati di identificazione e manutenzione (I&M) sono informazioni salvate in un modulo che sono d'aiuto per i seguenti compiti: Controllo della configurazione di un impianto Rilevamento di modifiche hardware in un impianto I dati di identificazione (dati I) sono informazioni sul modulo - ad es. il numero di ordinazione e il numero di serie - che in parte sono riportati anche sul contenitore del modulo. I dati I sono informazioni sul modulo fornite dal produttore che possono soltanto essere lette. I dati di manutenzione (dati M) sono informazioni che dipendono dall'impianto, come p. es. la sigla topologica e la data di installazione. I dati M vengono creati durante la progettazione. Grazie ai dati I&M è possibile identificare i moduli online in modo univoco. Ulteriori informazioni Per verificare se e quanti dati I&M supporta un dispositivo PROFINET consultare la documentazione del dispositivo specifico Caricamento dei dati I&M nei dispositivi PROFINET IO e nei relativi moduli. Quali dati I&M possono essere caricati nei dispositivi PROFINET IO e nei relativi moduli? I dati I&M 1 (sigla impianto e sigla topologica), i dati I&M 2 (data di installazione), e i dati I&M 3 (informazioni supplementari), possono essere caricati nell'hardware reale. Presupposti Nelle impostazioni del progetto (Strumenti > Impostazioni > Configurazione hardware > Compila e scarica) deve essere attivata l opzione "Scarica dati I&M" Deve essere attivo un collegamento online con i dispositivi PROFINET IO e i relativi moduli nei quali devono essere caricati i dati I&M. Nelle proprietà dei dispositivi PROFINET IO e nei relativi moduli (Finestra di ispezione: scheda "Proprietà" > scheda "Generale", Impostazioni > Identificazione & Manutenzione) devono essere stati inseriti i dati I&M da caricare. 78 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

79 Diagnostica 4.1 Meccanismi di diagnostica di PROFINET IO Dove definire quali dati I&M caricare nei rispettivi dispositivi PROFINET IO? La definizione dei dati I&M da caricare nei rispettivi dispositivi PROFINET IO avviene nella finestra di dialogo "Anteprima di caricamento". La casella di riepilogo nella riga "Dati di identificazione e manutenzione (I&M)" offre le seguenti alternative: Non eseguire il caricamento Le casella di scelta di tutti i dispositivi PROFINET IO nonché quelle dei dati I&M da caricare sono disattivate. Con quest'impostazione non vengono trasmessi dati I&M nell'hardware reale durante il caricamento. Carica dati Le casella di scelta di tutti i dispositivi PROFINET IO nonché quelle dei dati I&M da caricare sono attivate. Con quest'impostazione i dati I&M 1, I&M 2 e I&M 3, vengono trasmessi nell'hardware reale durante il caricamento. Carica selezione Vengono attivate le caselle di scelta dei dispositivi PROFINET IO nei quali si intende caricare i dati I&M. Vengono inoltre attivate le caselle di scelta dei dati di identificazione che si intende caricare. Con quest'impostazione, durante il caricamento i dati I&M selezionati vengono trasmessi nei dispositivi PROFINET IO stabiliti. Nota Dipendenza dalla lingua dei dati I&M da caricare I dati I&M vengono caricati nell'hardware reale nella forma in cui sono predefiniti nelle proprietà dei dispositivi PROFINET IO e nei relativi moduli. Non esiste nessuna dipendenza dalla lingua. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 79

80 Diagnostica 4.2 Diagnostica tramite LED di stato 4.2 Diagnostica tramite LED di stato LED di diagnostica in PROFINET Ogni porta di un'interfaccia PROFINET di un dispositivo SIMATIC è dotata di un LED. Nella tabella seguente è riportato il significato del LED nei sistemi S7-1500, ET 200MP, ET 200SP e ET 200AL. Tabella 4-1 S7-1500, ET 200MP, ET 200SP, ET 200AL: LED per la diagnostica in PROFINET Significato LED S ET 200MP ET 200SP ET 200AL Non è attivo alcun collegamento tra l'interfaccia PROFINET del dispositivo PROFINET e un partner della comunicazione (ad es. IO Controller). È attivo un collegamento tra l'interfaccia PROFINET del dispositivo PROFINET e un partner della comunicazione (ad es. IO Controller). È in corso il test di lampeggio del nodo. Esiste uno scambio dati attivo (mittente/ricevente) tramite il collegamento Ethernet. LED spento LED acceso, verde Il LED lampeggia, verde LED acceso, giallo LED LINK/RX/TX LED LK LED P1 Link LED P2 Link X X X X X X X X X X X X X X - - Ulteriori informazioni Tutti i LED dei moduli sono descritti dettagliatamente con le cause di errore e i rimedi nella documentazione dei singoli moduli. 80 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

81 Diagnostica 4.3 Diagnostica tramite il display delle CPU S Diagnostica tramite il display delle CPU S Display delle CPU S Ogni CPU nel sistema di automazione S ha uno sportellino frontale con un display. Sul display sono visualizzate informazioni di controllo o di stato in diversi menu. Con i tasti di comando del display è possibile navigare tra i menu. Diagnostica tramite display Ai fini della diagnostica è possibile analizzare le seguenti informazioni visualizzate sul display: Testi di errore e dei messaggi (diagnostica di sistema, messaggi di allarme) Stato del modulo per moduli centrali e decentrati Il seguente esempio di visualizzazione sul display della CPU PN/DP mostra un avviso nel simbolo della diagnostica e un punto esclamativo nel simbolo per i moduli. Figura 4-4 Vista generale sul display Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 81

82 Diagnostica 4.3 Diagnostica tramite il display delle CPU S Stato del modulo Per visualizzare lo stato del modulo selezionare sul display i comandi di menu "Moduli" > "PROFINET I/O (X1)" > "Stazione" > "Posto connettore" > "Stato" > "Stato del modulo". Lo stato del modulo indica che nel modulo si è verificato un errore. Lo "stato subordinato" è lo stato dei moduli sul livello di diagnostica sottostante. Nell'esempio lo stato è "buono", ovvero l'errore non si trova sottomodulo o canale sul livello di diagnostica subordinato bensì nel modulo stesso. Figura 4-5 Stato del modulo sul display 82 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

83 Diagnostica 4.3 Diagnostica tramite il display delle CPU S Testi di errore e dei messaggi Sul display si possono visualizzare le registrazioni del buffer di diagnostica e i messaggi di allarme per il sistema di automazione. Per visualizzare le registrazioni del buffer di diagnostica della CPU selezionare sul display i comandi di menu "Diagnostica" > "Buffer di diagnostica". Figura 4-6 Buffer di diagnostica sul display Per visualizzare i messaggi di allarme del sistema di automazione selezionare sul display i comandi di menu "Diagnostica" > "Messaggi" > "Testo del messaggio". Nota Aggiornamento della vista dei messaggi Il display mostra lo stato attualmente letto della CPU in forma statica, senza aggiornare automaticamente la visualizzazione. L'aggiornamento viene eseguito quando si esce e si riapre la vista dei messaggi. L'aggiornamento automatico delle informazioni di diagnostica può essere impostato in: "Display" > "DiagnosticRefresh". Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 83

84 Diagnostica 4.3 Diagnostica tramite il display delle CPU S Figura 4-7 Messaggi sul display Figura 4-8 Messaggio di allarme sul display Ulteriori informazioni I comandi e le funzioni del display sono descritti nel manuale SIMATIC S Display Simulator ( 84 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

85 Diagnostica 4.4 Diagnostica tramite Web server 4.4 Diagnostica tramite Web server Le CPU della gamma S7 dispongono di un Web server integrato con numerose funzioni. Il Web server supporta la diagnostica con le seguenti visualizzazioni: Contenuti del buffer di diagnostica Stato del modulo Topologia reale del sistema PROFINET Topologia prefissata del sistema PROFINET (da progettazione) Vista grafica della topologia prefissata e attuale I presupposti per visualizzare la topologia prefissata e quella attuale sono: Le porte PROFINET sono state progettate nell'editor di topologia dell'editor hardware e di rete di STEP 7. L'intero progetto è stato caricato nella CPU con STEP 7. Qui di seguito è riportato un esempio di vista grafica. Figura 4-9 Topologia: vista grafica nel Web server Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 85

86 Diagnostica 4.4 Diagnostica tramite Web server Significato dei colori dei collegamenti nella topologia prefissata/attuale (nominale/reale): Tabella 4-2 Significato dei colori dei collegamenti nella topologia prefissata/attuale (nominale/reale) Collegamento Verde Rosso Giallo Topologia prefissata Significato Il collegamento attuale corrisponde al collegamento prefissato progettato. Il collegamento attuale non corrisponde al collegamento prefissato progettato (ad es. porte scambiate). Non è possibile diagnosticare il collegamento. Cause: La comunicazione con un IO Device è disturbata (ad es. cavo sfilato) Collegamento con un componente passivo Collegamento con dispositivi PROFINET di un altro IO Controller o sistema PROFINET Topologia attuale Collegamenti rilevati Nodi PROFINET progettati e accessibili I nodi PROFINET progettati e accessibili sono visualizzati in grigio scuro. I collegamenti mostrano attraverso quali porte sono collegati i nodi PROFINET di una stazione. 2 Nodi PROFINET progettati ma non accessibili I nodi PROFINET progettati ma non accessibili sono visualizzati in rosa con bordo rosso (ad es. guasto al dispositivo, cavo sfilato). 3 Nodi disattivati Tutti i nodi PROFINET progettati e disattivati sono visualizzati in grigio chiaro. 4 Porte scambiate Le porte scambiate sono evidenziate in rosso nella vista della topologia prefissata. Nella topologia attuale vengono visualizzate le porte realmente collegate, nella topologia prefissata il collegamento prefissato progettato. 86 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

87 Diagnostica 4.4 Diagnostica tramite Web server 5 Dispositivi PROFINET di un altro sistema PROFINET IO Nella topologia prefissata: Un dispositivo PROFINET di un altro sistema PROFINET IO è rappresentato con un collegamento verde (o rosso se le porte sono scambiate) se è direttamente adiacente a un dispositivo PROFINET progettato e accessibile 1 ed è a sua volta accessibile. Se il dispositivo PROFINET di un altro sistema PROFINET IO non è accessibile viene rappresentata una linea di collegamento gialla. Il collegamento tra due dispositivi PROFINET che appartengono entrambi a un altro sistema PROFINET IO non è rilevabile ed è sempre rappresentato in giallo. Nella topologia attuale: Un dispositivo PROFINET di un altro sistema PROFINET IO viene visualizzato solo se il dispositivo PROFINET è direttamente adiacente a un dispositivo PROFINET progettato. Il dispositivo PROFINET è rappresentato in grigio chiaro con un alinea tratteggiata. Per i dispositivi PROFINET di un altro sistema PROFINET IO lo stato non viene visualizzato nell'intestazione. 6 Rappresentazione delle correlazioni con i nodi vicini errate I nodi le cui correlazioni con i nodi vicini non sono state lette completamente o correttamente sono rappresentati in grigio chiaro con bordo rosso. Ulteriori informazioni È possibile anche visualizzare la topologia attuale in forma di tabella e una panoramica degli stati dei dispositivi PROFINET nel progetto. Queste viste, ulteriori esempi di topologia e informazioni dettagliate sul comando e le funzioni del Web server sono riportate nel manuale Web server ( Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 87

88 Diagnostica 4.5 Diagnostica con STEP Diagnostica con STEP 7 Per PROFINET esistono le seguenti possibilità di analizzare la diagnostica in STEP 7: Online & Diagnostica - Dispositivi & Reti Online & Diagnostica - Diagnostica delle porte PROFINET Online & Diagnostica vista di rete Nell'editor hardware e di rete (richiamabile dalla "Navigazione del progetto" con un doppio clic su "Dispositivi & reti") è possibile visualizzare una panoramica dello stato attuale del sistema con il pulsante "Collega online". Sono disponibili anche le informazioni di progettazione (ad es. i moduli non progettati). Questa possibilità esiste in una forma analoga anche nella Vista topologica. Rappresentazione schematica della Vista di rete (online): Figura 4-10 Online & Diagnostica vista di rete 88 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

89 Diagnostica 4.5 Diagnostica con STEP 7 Online & Diagnostica vista dispositivi In STEP 7 è possibile visualizzare una panoramica dei moduli guasti. Richiamare il comando di menu "Online > Online & Diagnostica". Una volta stabilito il collegamento, nella navigazione del progetto è visibile lo stato dei dispositivi accessibili. Per accedere direttamente al modulo con il guasto fare doppio clic sul dispositivo che segnala un guasto. Nell'area di lavoro si apre la vista dispositivi. Nella vista dispositivi del dispositivo che segnala il guasto si vede direttamente in quale modulo si è verificato l'errore. Per visualizzare una descrizione più precisa dell'errore aprire nella finestra di ispezione la scheda "Diagnostica" e la scheda subordinata "Informazione sui dispositivi". Rappresentazione schematica della vista dispositivi (online): Figura 4-11 Online & Diagnostica vista dispositivi Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 89

90 Diagnostica 4.5 Diagnostica con STEP 7 Diagnostica delle porte PROFINET Se nella vista Online & Diagnostica di un dispositivo PROFINET si seleziona nell'area Diagnostica "Interfaccia PROFINET > Porte", vengono elencate in una tabella le porte dell'interfaccia PROFINET. La tabella fornisce le seguenti informazioni sulle porte dell'interfaccia PROFINET: Nome Stato Impostazioni Modo di funzionamento Figura 4-12 Diagnostica delle porte PROFINET in STEP 7 Ulteriori informazioni Per informazioni sulla diagnostica di sistema per S7-1500, ET 200MP, ET 200SP e ET 200AL consultare il manuale di guida alle funzioni Diagnostica ( e la Guida in linea a STEP Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

91 Diagnostica 4.6 Concetto di manutenzione avanzata 4.6 Concetto di manutenzione avanzata Concetto di manutenzione avanzata Le interfacce PROFINET con switch integrato dei dispositivi SIMATIC supportano il concetto di diagnostica a quattro livelli secondo la specifica PROFINET dalla versione V2.3 con il seguente stato: Tabella 4-3 Classificazione dello stato di diagnostica Stato della diagnostica Simbolo Gravità dell'errore Good Segno di spunta verde Manutenzione necessaria (Maintenance Required) Richiesta di manutenzione (Maintenance Demanded) Bad Chiave per dadi verde Chiave per dadi gialla Chiave per dadi rossa Questo concetto di diagnostica prevede l'individuazione e l'eliminazione preventiva di potenziali guasti prima che si verifichi un fermo della produzione. Oltre alle informazioni di stato "Good" (non disturbato) e "Bad" (disturbato) di un dispositivo PROFINET, vengono definite ulteriori informazioni di stato. La informazioni di manutenzione vengono generate con le seguenti segnalazioni di sistema Manutenzione necessaria (contrassegnata da una chiave per dadi verde) e Richiesta di manutenzione (contrassegnata da una chiave per dadi gialla) I momenti in cui le due segnalazioni di sistema vengono generate possono essere impostati separatamente per la maggior parte dei parametri di usura. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 91

92 Diagnostica 4.6 Concetto di manutenzione avanzata Esempio: Richiesta di manutenzione per un cavo PROFINET La figura seguente illustra le modalità di scambio delle informazioni di diagnostica quando la qualità della trasmissione della linea ottica diminuisce, ad es. in seguito ad invecchiamento. In questo esempio viene considerato lo scenario dopo che è stata diagnosticata la necessità di manutenzione. Numero Figura 4-13 Descrizione La riserva del sistema del conduttore a fibre ottiche scende al di sotto di 0 db. Sia l'et 200S PN FO che lo switch inviano all'io Controller l'allarme "Maintenance Demanded". Sulla base degli allarmi l'io Controller riconosce la richiesta di manutenzione dello switch e dell'io-device. I dati sullo stato dell'unità vengono aggiornati nell'io Controller e gli OB di errore corrispondenti vengono richiamati. Nota: per poter avviare gli OB di errore nell'io Controller occorre prima selezionare in STEP 7 la proprietà "Richiama il programma utente in caso di errori di comunicazione" per il relativo IO Controller. In STEP 7 (sul PG/PC) nell?io Device e sullo switch la richiesta di manutenzione viene evidenziata con una chiave per dadi gialla. STEP 7 è in grado di leggere informazioni dettagliate anche direttamente dallo switch. Richiesta di manutenzione per un cavo PROFINET 92 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

93 Diagnostica 4.7 Diagnostica della topologia di rete 4.7 Diagnostica della topologia di rete Disponibilità In quanto standard aperto, PROFINET consente di utilizzare qualunque sistema o soluzione applicativa per la diagnostica basata su SNMP. Diagnostica di rete Il protocollo di gestione di rete SNMP (Simple Network Management Protocol) utilizza il protocollo di trasporto UDP non orientato alla connessione. Esso è costituito da due componenti di rete analogamente al modello client/server. L'SNMP Manager controlla i nodi della rete e i client SNMP raccolgono nei singoli nodi le diverse informazioni specifiche della rete salvandole in forma strutturata nel MIB (Management Information Base). Grazie a queste informazioni un sistema di gestione della rete può eseguire una diagnostica di rete completa. MIB Il MIB (Management Information Base) è il database di un dispositivo. I Client SNMP accedono a questo database nel dispositivo. La gamma S7 supporta ad es. i seguenti MIB standard: MIB II, a norma RFC 1213 LLDP-MIB, conforme alla norma internazionale IEEE 802.1AB LLDP-PNIO-MIB, conforme alla norma internazionale IEC Riconoscimento della topologia di rete LLDP (Link Layer Discovery Protocol) è un protocollo che consente di individuare il dispositivo adiacente. Con LLDP un dispositivo è in grado di inviare informazioni su se stesso e di memorizzare nonché le informazioni ricevute dai dispositivi vicini. Queste informazioni vengono inoltre salvate anche nel MIB LLDP e possono essere richiamate tramite SNMP. Grazie a queste informazioni un sistema di gestione della rete può determinare la topologia della rete. Utilizzo di SNMP (Simple Network Management Protocol) SNMP può essere utilizzato: dagli utenti per integrare la diagnostica di rete in un sistema HMI/SCADA centrale tramite SIMATIC NET OPC server dall'amministrazione IT dei gestori delle macchine e degli impianti per controllare la propria rete Industrial Ethernet per mezzo di sistemi di gestione delle reti standard dall'amministrazione IT dei per controllare oltre alla rete di gestione aziendale anche la rete di automazione per mezzo di sistemi di gestione delle reti standard. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 93

94 Diagnostica 4.8 Diagnostica nel programma utente Utilizzo di SNMP in ambiente SIMATIC NET I dispositivi della gamma SIMATIC NET che supportano SNMP possono essere controllati e comandati con un comune browser di rete. Il sistema di gestione cosiddetto "Web Based Management" offre numerose informazioni specifiche dei dispositivi (ad es. statistiche di rete, stato dell'alimentazione ridondante). 4.8 Diagnostica nel programma utente Set di dati di diagnostica e configurazione Meccanismo di diagnostica Se si verifica un errore (ad es. rottura conduttore in un modulo IO) l'io Device guasto genera un allarme di diagnostica e lo invia all'io Controller. Per poter reagire all'errore nel modo stabilito (programmato), questo allarme richiama nel programma utente un blocco organizzativo corrispondente (OB 82 per l'allarme di diagnostica) e trasmette un set di dati di diagnostica. Set di dati di diagnostica (record) in PROFINET IO Sono disponibili due tipi di set di dati di diagnostica: 1. Set di dati di diagnostica di canale I set di dati di diagnostica di canale vengono generati quando un canale presenta un errore e/o attiva un allarme. Se non si verificano errori viene fornito un set di dati di diagnostica con lunghezza Set di dati di diagnostica specifici del produttore La struttura e le dimensioni dei set di dati di diagnostica specifici del produttore dipendono dal rispettivo costruttore. Le informazioni sui set di dati di diagnostica specifici del produttore sono disponibili nel manuale del prodotto del dispositivo in questione. 94 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

95 Diagnostica 4.8 Diagnostica nel programma utente Livelli di indirizzamento dei set di dati di diagnostica Le informazioni di diagnostica e di configurazione si analizzano nei seguenti livelli di indirizzamento: Livello Device AR (Application Relation) API (Application Process Identifier) Slot (posto connettore) Subslot (posto connettore secondario) Per ogni livello di indirizzo è disponibile un gruppo di set di dati di diagnostica e di configurazione (eccezione: per il livello Device è sempre 0xF80c). Nella rappresentazione HEX i singoli gruppi di set di dati si distinguono dalla prima lettera nel numero di set di dati. Figura 4-14 Livelli di indirizzamento nei set di dati di diagnostica In linea generale con un set di dati di diagnostica o di configurazione viene trasmessa l'informazione per un IO Device (livello di indirizzamento AR), un modulo (livello di indirizzamento slot) o un sottomodulo (livello di indirizzamento subslot). A seconda del livello di indirizzamento si ottengono dati di diagnostica o di configurazione di uno o più subslot, slot e API. Nota Le informazioni di diagnostica vengono generate solo per moduli/sottomoduli/canali progettati. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 95

96 Diagnostica 4.8 Diagnostica nel programma utente Analisi della diagnostica nel programma utente Diagnostica nel programma utente In PROFINET IO si applica una struttura di set di dati con informazioni di diagnostica valida per tutti i produttori. Le informazioni di diagnostica vengono create solo per i canali che presentano anomalie. PROFINET offre sostanzialmente due possibilità per ottenere informazioni di diagnostica. 1. Analisi dello stato della diagnostica Leggere lo stato della diagnostica del sistema PROFINET IO con le istruzioni "DeviceStates" e "ModulStates" per localizzare le stazioni/i moduli con guasti o le stazioni/i moduli con richiesta di manutenzione o manutenzione necessaria all'interno di un sistema PROFINET IO. Con l'istruzione "RDREC" (leggi set di dati) è poi possibile leggere diversi set di dati di diagnostica (record) direttamente dal modulo interessato, ricavandone informazioni dettagliate sull'errore. Numero 1 2 Figura 4-15 Descrizione Tutti i singoli errori vengono raccolti in un set di dati nel modulo di interfaccia. Nel programma utente l'istruzione "RDREC" legge lo stato generale della stazione in modo asincrono, direttamente dall'io Device. Esempio: analisi dei set di dati di diagnostica con l'istruzione "RDREC" 96 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

97 Diagnostica 4.8 Diagnostica nel programma utente 2. Analisi degli allarmi Quando viene richiamato l'ob di errore (OB 82) si ricevono già alcune informazioni sulla causa e la localizzazione dell'errore. Informazioni dettagliate sull'evento di errore vengono fornite nell'ob di errore con l'istruzione "RALRM" (leggi le informazioni supplementari di allarme). Numero Descrizione Ogni errore viene inviato singolarmente all'io Controller come diagnostica di canale in forma di allarme. Nell'IO Controller vengono aggiornati automaticamente i dati sullo stato del modulo e viene avviato l'ob di errore (OB 82). Nel programma utente, nell'ob di errore (OB 82) l'istruzione "RALRM" legge l'errore dall'io Controller in modo sincrono senza indirizzare l'io Device. Figura 4-16 Diagnostica con OB 82 e istruzione "RALRM" Istruzioni e OB Le informazioni sulle istruzioni e gli OB sono contenute nella Guida in linea a STEP 7. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 97

98 5 Introduzione I capitoli seguenti descrivono il campo di impiego, le proprietà e la progettazione delle funzioni PROFINET IO in STEP 7. Per verificare quante delle funzioni descritte sono supportate dai dispositivi PROFINET consultare la documentazione del dispositivo specifico. Una tabella di riepilogo dei dispositivi PROFINET e delle funzioni supportate è disponibile in Internet ( 98 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

99 5.1 Collegamento di altri sistemi di bus 5.1 Collegamento di altri sistemi di bus Collegamento di altri sistemi di bus Integrazione di bus di campo PROFINET offre la possibilità di integrare sistemi di bus di campo esistenti (ad es. PROFIBUS, AS-Interface) mediante un dispositivo PROFINET che supporta il proxy. I dispositivi dei sistemi di bus di campo vengono mappati sui dispositivi PROFINET (proxy) sostitutivi. In questo modo è possibile configurare sistemi misti composti da bus di campo e sistemi parziali basati su Ethernet. Tutto questo consente uno scambio di dati omogeneo. Figura 5-1 Accoppiamenti di rete con PROFINET IO Commutazioni di rete di una CPU S Una panoramica delle commutazioni ad altra rete in una CPU S si trova in questa FAQ ( Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 99

100 5.1 Collegamento di altri sistemi di bus Accoppiamento di PROFINET e PROFIBUS Accoppiamento di PROFINET e PROFIBUS Con un dispositivo PROFINET con funzionalità proxy che oltre all'interfaccia PROFINET è dotato anche di interfaccia PROFIBUS (ad es. IE/PB Link PN IO) è possibile integrare configurazioni PROFIBUS esistenti nella configurazione PROFINET. La seguente figura mostra un collegamento tra un sistema PROFIBUS e una CPU S (dalla versione firmware 1.7) realizzato tramite IE/PB Link. Figura 5-2 Accoppiamento di rete tra PROFINET e PROFIBUS tramite IE/PB Link 100 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

101 5.1 Collegamento di altri sistemi di bus Dispositivo PROFINET con funzionalità proxy Il dispositivo PROFINET con funzionalità proxy è l'unità di sostituzione di un'apparecchiatura PROFIBUS in Ethernet. La funzionalità proxy consente a un'apparecchiatura PROFIBUS di comunicare non solo con il rispettivo master ma anche con tutti i nodi PROFINET. PROFINET consente di collegare un sistema PROFIBUS esistente a un IO Controller ad esempio tramite un IE/PB Link PN IO. Dalla prospettiva dell'io Controller, gli slave PROFIBUS DP si trovano nella stessa rete dell'ie/pb Link PN IO. Questi slave hanno lo stesso nome di dispositivo e lo stesso indirizzo IP di IE/PB Link PN IO, tuttavia i numeri dei dispositivi sono diversi. Essi presentano inoltre un indirizzo PROFIBUS specifico. In questo modo è possibile collegare a PROFINET sia slave DPV0 che DPV1. Per informazioni su come collegare uno slave DP a un sistema IO PROFINET consultare il capitolo Collegamento di uno slave DP a un sistema PROFINET IO tramite IE/PB Link (Pagina 102). Funzioni di diagnostica disponibili utilizzando una CPU S come IO Controller Se utilizzata come IO Controller la CPU S (dalla versione firmware 1.7) riconosce gli slave DP guasti dopo l'ie/pb Link. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 101

102 5.1 Collegamento di altri sistemi di bus Collegamento di uno slave DP a un sistema PROFINET IO tramite IE/PB Link Presupposti STEP 7 V12 o superiore S CPU dalla versione firmware V1.7 CPU ET 200SP dalla versione firmware V1.7 CPU 1516pro-2 PN dalla versione firmware V2.0 S Software Controller dalla versione firmware V1.7 CPU S7-300/400 Procedimento per il collegamento di uno slave DP tramite IE/PB Link Per collegare uno slave DP a un sistema PROFINET IO tramite IE/PB Link in STEP 7, procedere nel modo seguente: 1. Trascinare con drag&drop una CPU PROFINET, ad es. la CPU PN, dal catalogo hardware alla vista di rete di STEP Trascinare con drag&drop un IE/PB Link PN IO dal catalogo hardware alla vista di rete di STEP 7. IE/PB Link PN IO si trova nel percorso Componenti di rete > Gateway > IE/PB Link PN IO. 3. Assegnare l'ie/pb Link PN IO alla CPU. 4. Trascinare con il mouse via drag & drop un modulo di interfaccia PROFIBUS, ad es. IM155-6 DP HF, dal catalogo hardware alla vista di rete. 5. Assegnare il modulo di interfaccia all'ie/pb Link. Figura 5-3 Configurazione dell'ie/pb Link 6. Selezionare l'ie/pb Link PN IO nella vista di rete di STEP Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

103 5.1 Collegamento di altri sistemi di bus 7. Nell'area "Gateway" della finestra di ispezione selezionare l'opzione "Accoppiamento ad altra rete come PROFINET IO proxy". Figura 5-4 Impostazione dell'accoppiamento ad altra rete 8. Nell'area "Numero dispositivo PROFINET" è possibile assegnare un numero dispositivo PROFINET per lo slave DP. Se è attivata la casella di scelta "Numero dispositivo = indirizzo PB" (preimpostazione), STEP 7 assegna automaticamente il numero dispositivo in base all'indirizzo PROFIBUS dello slave. Inoltre in questo modo non è più necessario modificare manualmente il numero del dispositivo in caso di modifica dell'indirizzo PROFIBUS. Figura 5-5 Assegnazione dei numeri dei dispositivi PN per l'ie/pb Link Risultato Lo slave DP è stato collegato al sistema IO PROFINET. Ulteriori informazioni Per ulteriori informazioni sull'ie/pb Link consultare il manuale Accoppiamento ad altra rete IE/PB Link PN IO ( Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 103

104 5.2 IO Device intelligenti (I Device) 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Funzionalità I Device Funzionalità I Device La funzionalità "I Device" (IO Device intelligente) di una CPU consente di scambiare dati con un IO Controller e di utilizzare così la CPU ad es. come unità di preelaborazione intelligente di processi parziali. L'I Device è collegato a un IO Controller di livello superiore nel ruolo di IO Device. La preelaborazione è assicurata dal programma utente nell'i Device. I valori di processo acquisiti nella periferia centrale o decentrata (PROFINET IO o PROFIBUS DP) vengono preelaborati dal programma utente e messi a disposizione dell'io Controller. Figura 5-6 I Device Convenzione sul nome "I Device" Nel seguito della descrizione le CPU o i CP con funzionalità I Device verranno denominati semplicemente "I Device". Esempio applicativo: Progettazione e utilizzo della funzione PROFINET I-Device Un esempio dettagliato di applicazione si trova qui ( 104 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

105 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Proprietà e vantaggi dell'i Device Campi di impiego Campi di impiego dell'i Device: Elaborazione distribuita Un compito di automazione complesso può essere suddiviso in unità/processi parziali più piccoli in modo da rendere i processi maggiormente comprensibili e semplificare i compiti parziali. Suddivisione in processi parziali Grazie all'impiego degli I Device i processi grandi, complessi e con ampia distribuzione possono essere suddivisi in diversi processi parziali con una struttura più chiara delle interfacce. A loro volta questi processi parziali possono essere memorizzati in singoli progetti STEP 7 che, successivamente, possono essere uniti in un progetto unico. Protezione del know how Le parti dell'impianto non vengono fornite con un progetto STEP 7 ma solo con un file GSD per la descrizione dell'interfaccia dell'i Device. Il know-how del programma utente non deve quindi più essere rivelato. Proprietà Proprietà dell'i Device: Disaccoppiamento dei progetti STEP 7 I progetti STEP 7 possono essere completamente separati per chi crea e per chi utilizza un I-Device. L'interfaccia tra i progetti STEP 7 è costituita dal file GSD. perciò è possibile l'accoppiamento con IO Controller standard attraverso un'interfaccia normalizzata. Comunicazione in tempo reale L'I Device viene messo a disposizione di un sistema PROFINET IO deterministico tramite un'interfaccia PROFINET IO e quindi supporta la comunicazione in Real Time e Isochronous Real Time. Vantaggi L'I Device offre i seguenti vantaggi: Accoppiamento semplice di IO Controller Comunicazione in tempo reale tra IO Controller Minore carico dell'io Controller grazie alla distribuzione della capacità di calcolo tra gli I Device Minor carico di comunicazione grazie all'elaborazione locale dei dati di processo Struttura chiara grazie all'elaborazione dei compiti parziali in progetti STEP 7 separati. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 105

106 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Caratteristiche di un I Device Principio di base Un I Device è integrato in un sistema IO come un IO Device standard. I Device senza sistema PROFINET IO subordinato L'I Device non è dotato di una propria periferia decentrata. Per svolgere il ruolo di un IO Device l'i Device deve essere progettato e parametrizzato come in un sistema di periferia decentrata (ad es. ET 200). Figura 5-7 I Device senza sistema PROFINET IO subordinato 106 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

107 5.2 IO Device intelligenti (I Device) I Device con sistema PROFINET IO subordinato A seconda della progettazione, un I Device in un'interfaccia PROFINET può avere, oltre al ruolo di IO Device, anche quello di IO Controller. Attraverso l'interfaccia PROFINET, perciò, l'i Device può far parte di un sistema IO di livello superiore e aprire, in quanto IO Controller, un sistema IO che gli è subordinato. A sua volta il sistema IO subordinato può contenere I Device (vedere la figura sottostante), perciò sono possibili sistemi IO con una struttura gerarchica. Oltre al ruolo di IO Controller, un I Device può fungere da master DP di un sistema PROFIBUS subordinato attraverso un'interfaccia PROFIBUS. Figura 5-8 I Device con sistema IO subordinato Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 107

108 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Esempio: I Device come IO Device e IO Controller Un esempio di I Device utilizzato come IO Device e come IO Controller è il processo di stampa. L'I Device comanda un'unità (processo parziale). Un'unità consente ad es. di inserire ulteriori fogli come dépliant o prospetti in un qualunque prodotto di stampa. Figura 5-9 Esempio: I Device come IO Device e IO Controller L'unità 1 e l'unità 2 sono costituite rispettivamente da un I Device con periferia centrale. L'I Device insieme al sistema di periferia decentrata (ad es. ET 200) costituisce l'unità 3. Il programma utente nell'i Device provvede alla preelaborazione dei dati di processo, operazione per la quale esso necessita di dati predefiniti (ad es. dati di riferimento) dall'io Controller di livello superiore. L'I Device mette a disposizione dell'io Controller superiore dei risultati (ad es. stato del suo compito parziale). 108 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

109 5.2 IO Device intelligenti (I Device) I-Device come Shared Device Un I-Device può essere utilizzato come Shared Device anche da più di un IO Controller contemporaneamente. Figura 5-10 I-Device come Shared Device Per la configurazione di un I-Device come Shared Device consultare il capitolo Configurazione di un I Device come Shared Device (Pagina 137). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 109

110 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Scambio di dati tra sistema IO sovraordinato e subordinato Introduzione In questo capitolo viene descritto lo scambio di dati tra sistema IO superiore e subordinato. Aree di trasferimento Le aree di trasferimento costituiscono un'interfaccia con il programma utente della CPU I Device. Gli ingressi vengono elaborati nel programma utente e le uscite sono il risultato di un'elaborazione nel programma utente. Nelle aree di trasferimento vengono approntati i dati per la comunicazione tra IO Controller e I Device. Un'area di trasferimento comprende un'unità di informazione che viene scambiata in modo coerente tra IO Controller e I Device. Per maggiori informazioni sulla progettazione e sull'utilizzo delle aree di trasferimento consultare il capitolo Progettazione degli I-Device (Pagina 113). 110 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

111 5.2 IO Device intelligenti (I Device) La figura seguente mostra lo scambio di dati tra sistema IO superiore e subordinato. Le singole relazioni di comunicazione vengono poi illustrate in base alla numerazione. Figura 5-11 Scambio di dati tra sistema IO sovraordinato e subordinato Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 111

112 5.2 IO Device intelligenti (I Device) 1 Scambio di dati tra IO Controller di livello superiore e IO Device normale Su questo percorso IO Controller e IO Device si scambiano i dati tramite PROFINET. 2 Scambio di dati tra IO Controller di livello superiore e I Device Su questo percorso IO Controller e I Device si scambiano i dati tramite PROFINET. Lo scambio dei dati tra un IO Controller di livello superiore e un I Device si basa sulla normale relazione IO Controller/IO Device. Per l'io Controller di livello superiore, le aree di trasferimento dell'i Device rappresentano i sottomoduli di una stazione preconfigurata. I dati di uscita dell'io Controller sono i dati di ingresso dell'i Device. In modo analogo, i dati di ingresso dell'io Controller sono i dati di uscita dell'i Device. 3 Relazione di trasferimento tra il programma utente e l'area di trasferimento Programma utente e area di trasferimento si scambiano in questo modo i dati di ingresso e di uscita. 4 Scambio di dati tra programma utente e periferia dell'i Device Su questo percorso programma utente e periferia centrale/decentrata si scambiano i dati di ingresso e di uscita. 5 Scambio di dati tra l'i Device e un IO Device subordinato Su questo percorso si scambiano i dati l'i Device e i suoi IO Device. I dati vengono trasmessi mediante PROFINET. 112 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

113 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Progettazione degli I-Device Introduzione In linea di principio sono disponibili due modalità di progettazione: Configurazione di un I-Device all'interno di un progetto Configurazione di un I-Device che viene utilizzato in un altro progetto o in un altro sistema di engineering. Quando si configura un I-Device per un altro progetto o un altro sistema di engineering, STEP 7 consente di esportare un I-Device configurato in un file GSD. Il file GSD si importa nell'altro progetto o nell'altro sistema di engineering come gli altri file GSD. In questo file GSD sono memorizzate ad es. le aree di trasferimento per lo scambio dei dati. Configurazione di un I-Device all'interno di un progetto 1. Trascinare una CPU PROFINET con il mouse dal catalogo hardware alla vista di rete. 2. Trascinare dal catalogo hardware alla vista di rete una CPU PROFINET parametrizzabile anche come IO Device. Questo dispositivo viene parametrizzato come I-Device (ad es. CPU PN/DP). 3. Selezionare l'interfaccia PROFINET dell'i-device. 4. Nella finestra di ispezione, nella navigazione area, selezionare la voce "Modo di funzionamento" e attivare la casella di scelta "IO Device". 5. Nella casella di riepilogo "IO Controller assegnato" è possibile selezionare l'io Controller. Una volta selezionato l'io Controller, nella vista di rete vengono visualizzati il collegamento in rete e il sistema IO tra i due dispositivi. Figura 5-12 Progettazione degli I-Device Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 113

114 5.2 IO Device intelligenti (I Device) 6. Con l'opzione "Parametrizzazione dell'interfaccia PN tramite l'io Controller sovraordinato" si stabilisce se l'interfaccia debba essere parametrizzata dall'i-device stesso o dall'io Controller. Se si utilizza l'i-device con un sistema IO subordinato, l'interfaccia PROFINET (ad es. i parametri della porta) dell'i-device non può essere parametrizzata dall'io Controller sovraordinato. 7. Progettare le aree di trasferimento. Le aree di trasferimento si trovano nella navigazione area nella sezione "Comunicazione I-Device". Fare clic sul primo campo della colonna "Area di trasferimento". STEP 7 assegna un nome preimpostato che può essere modificato. Selezionare il tipo di rapporto di comunicazione. Attualmente è possibile selezionare solo CD o F-CD per il rapporto di comunicazione Controller-Device. Gli indirizzi vengono preimpostati automaticamente. Se necessario correggerli e definire la lunghezza dell'area di trasferimento che deve essere trasferita in modo coerente. Figura 5-13 Progettazione delle aree di trasferimento 8. Per ogni area di trasferimento nella navigazione tra le aree viene generata una sola voce. Selezionando una di queste voci è possibile modificare, correggere e commentare i dettagli dell'area di trasferimento corrispondente. Configurazione di un I-Device per mezzo di un file GSD Se si deve utilizzare l'i-device in un altro progetto o se l'i-device viene utilizzato in un altro sistema di engineering, progettare l'io Controller sovraordinato e l'i-device come descritto precedentemente. Dopo aver progettato le aree di trasferimento fare clic sul pulsante "Esporta" per creare un file GSD dall'i-device. Questo file GSD sostituisce l'i-device progettato nell'altro progetto. Il pulsante "Esporta" si trova nella sezione "Comunicazione I-Device" nella finestra di ispezione. La configurazione hardware viene compilata e si apre la finestra di dialogo per l'esportazione. Assegnare un nome e una descrizione al sostituto dell'i-device negli appositi campi. Fare clic sul pulsante "Esporta" per terminare la procedura. Il file GSD può essere importato ad es. nell'altro progetto. 114 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

115 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Esempio di programma Introduzione Questo semplice esempio di programmazione spiega come utilizzare le aree di trasferimento di un I-Device. Presupposti È stato configurato un I-Device. Definizione del compito Si vuole fornire il risultato di una "Combinazione logica AND" di due ingressi (preelaborazione) dell'i-device all'io Controller di livello superiore. Il risultato viene messo a disposizione in un'uscita locale del master IO (ulteriore elaborazione). L'area di trasferimento utilizzata ha i seguenti indirizzi: Indirizzo nell'i-device: Q568 Indirizzo nell'io Controller: I68 Operazioni necessarie Per svolgere questo compito, eseguire le seguenti operazioni: 1. Progettazione dell'area di trasferimento 2. Programmazione dell'i-device 3. Programmazione dell'io Controller Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 115

116 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Progettazione dell'area di trasferimento Progettare un'area di trasferimento nell'i-device con le seguenti proprietà: Figura 5-14 Area di trasferimento esempio di programma I-Device 116 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

117 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Programmazione dell'i-device Per creare l'esempio di programma per l'i-device procedere nel seguente modo: 1. In "Blocchi di programma" > "Inserisci nuovo blocco" della navigazione del progetto creare una nuova funzione con il linguaggio di programmazione SCL e chiamarla "preprocessing". Aprire la funzione. 2. Creare le seguenti variabili nell'interfaccia della funzione "preprocessing": Nome Tipo di dati Tipo di ingresso/uscita input 1 bool Input input 2 bool Input result bool Output 3. Scrivere il seguente codice di programma nella finestra delle istruzioni della funzione "preprocessing": #result:=#input 1&#input 2; 4. Richiamare la funzione "preprocessing" in OB di ciclo, ad es. nell'ob1. 5. Collegare nel seguente modo la funzione "preprocessing" con l'ob di ciclo: Figura 5-15 Esempio di programma I-Device Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 117

118 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Programmazione dell'io Controller Per programmare il programma di esempio per l'io Controller procedere nel seguente modo: 1. In "Blocchi di programma" > "Inserisci nuovo blocco" della navigazione del progetto creare una nuova funzione con il linguaggio di programmazione SCL e chiamarla "further processing". Aprire la funzione. 2. Creare le seguenti variabili nell'interfaccia della funzione "further processing": Nome Tipo di dati Tipo di ingresso/uscita result bool Input output bool Output 3. Scrivere nella finestra delle istruzioni della funzione "further processing" il seguente codice di programma: #output:=#result; 4. Richiamare la funzione "further processing" in OB di ciclo, ad es. nell'ob1. 5. Collegare nel seguente modo la funzione "further processing" con l'ob di ciclo: Figura 5-16 Esempio di programma IO Controller Risultato In questo modo l'io Controller e l'i-device possono scambiarsi i dati attraverso le aree di trasferimento di ingresso e di uscita. 118 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

119 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Diagnostica e reazione agli allarmi Diagnostica e reazione agli allarmi Le CPU S7 sono dotate di numerose funzioni di diagnostica e di allarme che sono in grado di segnalare, ad esempio, errori o guasti nei sistemi IO subordinati. Questi messaggi di diagnostica riducono i tempi di guasto, agevolando la localizzazione e l'eliminazione degli errori. Possibilità di diagnostica nell'io Controller sovraordinato e nell'i-device L'IO Controller sovraordinato e la CPU I-Device hanno a disposizione i seguenti meccanismi di diagnostica: OB 83 (estrazione/inserimento) OB 86 (guasto al telaio di montaggio) OB 122 (errore di accesso alla periferia) Nota I messaggi di diagnostica della periferia possono essere elaborati nel programma utente della CPU I-Device e da qui essere inoltrati all'io Controller di livello superiore attraverso le aree di trasferimento. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 119

120 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Commutazione dello stato di funzionamento e guasto/ripristino della stazione La tabella seguente mostra le conseguenze della commutazione dello stato di funzionamento o del guasto di un IO Controller/I-Device della famiglia SIMATIC sulla "controparte": Tabella 5-1 Commutazione dello stato di funzionamento e guasto/ripristino della stazione Stato iniziale Evento Comportamento dell'i-device Comportamento degli IO Controller di livello superiore La CPU I-Device è in RUN, l'io Controller di livello superiore è in RUN La CPU I-Device è in STOP, l'io Controller di livello superiore è in RUN La CPU I-Device è in RUN, l'io Controller di livello superiore è in RUN La CPU I-Device entra in STOP La CPU I-Device si avvia L'IO Controller di livello superiore entra in STOP - Con l'aggiornamento dell'immagine di processo con le istruzioni "UPDAT_PI" e "UPDAT_PO" nel parametro RET_VAL viene emessa una risposta di errore. In caso di accesso diretto della periferia a tutte le aree di trasferimento all'i-device: in funzione del tipo di trattamento degli errori, ad es. richiamo dell'ob 122 (errore di accesso alla periferia). Richiamo dell'ob 100 (avviamento) Richiamo dell'ob 83 (estrazione/inserimento) per tutte le aree di trasfe- Richiamo dell'ob 83 (estrazione/inserimento) per aree di trasferimento di ingresso all'io Controller di Fino al richiamo dell'ob 83 in caso di acrimento all'i-device. livello superiore. cesso diretto a tutte le aree di trasferimento all'i-device: in funzione del tipo di Fino al richiamo dell'ob 83 in caso di accesso diretto alle aree di trasferimento di ingresso all'io Controller di dell'ob 122 (errore di accesso alla perife- trattamento degli errori, ad es. richiamo livello superiore: in funzione del tipo ria). di trattamento degli errori, ad es. richiamo dell'ob 122 (errore di accesso alla periferia). Con l'aggiornamento dell'immagine di - processo con le istruzioni "UPDAT_PI" e "UPDAT_PO" nel parametro RET_VAL viene emessa una risposta di errore. In caso di accesso diretto della periferia alle aree di trasferimento di ingresso all'io Controller sovraordinato: in funzione del tipo di trattamento degli errori, ad es. richiamo dell'ob 122 (errore di accesso alla periferia). Nota: è ancora possibile accedere alle aree di trasferimento di uscita. 120 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

121 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Stato iniziale Evento Comportamento dell'i-device Comportamento degli IO Controller di livello superiore L'IO Controller superiore è in STOP, la CPU I- Device in RUN La CPU I-Device è in RUN, l'io Controller di livello superiore è in RUN La CPU I-Device è in RUN, l'io Controller di livello superiore è in RUN, il collegamento di comunicazione tra IO Controller e I-Device è interrotto (interruzione del bus). L'IO Controller di livello superiore si avvia Guasto della stazione I-Device, ad es. causa interruzione del bus Il collegamento del bus tra IO Controller e I-Device è ristabilito e l'i- Device viene nuovamente acquisito dall'io Controller nello scambio dei dati utili. Richiamo dell'ob 83 (estrazione/inserimento) per aree di trasferimento di ingresso all'io Controller di livello superiore. Fino al richiamo dell'ob 83 in caso di accesso diretto alle aree di trasferimento di ingresso all'io Controller di livello superiore: in funzione del tipo di trattamento degli errori, ad es. richiamo dell'ob 122 (errore di accesso alla periferia). Se l'i-device continua a funzionare senza collegamento bus: Richiamo dell'ob 86 (guasto al telaio di montaggio) Con l'aggiornamento dell'immagine di processo con le istruzioni "UPDAT_PI" e "UPDAT_PO" nel parametro RET_VAL viene emessa una risposta di errore. In caso di accesso diretto della periferia alle aree di trasferimento all'io Controller di livello superiore: in funzione del tipo di trattamento degli errori, ad es. richiamo dell'ob 122 (errore di accesso alla periferia). Richiamo dell'ob 86 (guasto al telaio di montaggio) Richiamo dell'ob 83 (estrazione/inserimento) per aree di trasferimento di ingresso all'io Controller di livello superiore. Fino al richiamo dell'ob 83 in caso di accesso diretto alle aree di trasferimento di ingresso all'io Controller di livello superiore: in funzione del tipo di trattamento degli errori, ad es. richiamo dell'ob 122 (errore di accesso alla periferia). Richiamo dell'ob 100 (avviamento) Richiamo dell'ob 86 (guasto al telaio di montaggio) Con l'aggiornamento dell'immagine di processo con le istruzioni "UPDAT_PI" e "UPDAT_PO" nel parametro RET_VAL viene emessa una risposta di errore. In caso di accesso diretto della periferia a tutte le aree di trasferimento all'i-device: in funzione del tipo di trattamento degli errori, ad es. richiamo dell'ob 122 (errore di accesso alla periferia). Richiamo dell'ob 86 (guasto al telaio di montaggio) Fino alla segnalazione del ripristino della stazione da parte dell'ob 86 in caso di accesso diretto della periferia a tutte le aree di trasferimento all'i-device: in funzione del tipo di trattamento degli errori, ad es. richiamo dell'ob 122 (errore di accesso alla periferia). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 121

122 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Nota Particolarità dell'avvio dell'io Controller di livello superiore Diversamente dalla segnalazione del ripristino della stazione degli IO Device nell'io Controller, che viene realizzato per intero mediante il richiamo dell'ob 86, la segnalazione del ripristino della stazione di un IO Controller superiore nell'i-device è suddivisa in 2 parti: 1. Richiamo dell'ob 86: vengono impostati i valori iniziali per le uscite dell'i-device. Tuttavia i valori di ingresso non sono ancora validi; lo diventeranno solo con il richiamo dell'ob 86 nell'io Controller sovraordinato. 2. Richiamo dell'ob 83 per ogni area di trasferimento di ingresso; con questo richiamo viene visualizzata la validità di un'area di trasferimento di ingresso. L'avvio dell'i-device è concluso solo quando è stato richiamato l'ob 83 per le aree di trasferimento dell'ingresso. Questa operazione può subire un forte ritardo o non essere eseguita affatto nella seguente situazione: L'IO Controller sovraordinato è in STOP: l'ob 83 viene richiamato solo al passaggio STOP-RUN dell'io Controller superiore. La comunicazione IRT è disturbata (guasto del master Sync, errore di topologia...). L'OB 83 viene richiamato solo quando la comunicazione IRT è stabilita. Ulteriori informazioni Ulteriori informazioni sul trattamento degli errori all'accesso diretto alla periferia sono riportate nella Guida in linea a STEP 7 nel trattamento degli errori. 122 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

123 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Regole sulla topologia di un sistema PROFINET IO con I Device Introduzione Le seguenti raccomandazioni per la configurazione e la progettazione di un sistema IO utilizzando gli I Device sono utili per contenere le larghezze di banda necessarie per la comunicazione. I seguenti percorsi di comunicazione non devono sovrapporsi: Percorsi di comunicazione tra l'io Controller e gli IO Device del suo sistema IO. Percorsi di comunicazione tra la CPU I Device e gli IO Device del proprio sistema IO. I-Device con una porta Un I Device con una sola porta deve essere collegato a uno switch PROFINET derivato dal sistema IO di livello superiore. Il sistema IO subordinato va collegato a un'altra porta dello switch, come mostra la figura seguente. Figura 5-17 I-Device con una porta Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 123

124 5.2 IO Device intelligenti (I Device) I Device con due porte Nel caso di un I Device con due porte occorre collegare una porta derivata dal sistema IO superiore alla porta dello switch PROFINET. La seconda porta va utilizzata per il sistema IO subordinato, come mostra la figura seguente. Figura 5-18 I Device con due porte 124 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

125 5.2 IO Device intelligenti (I Device) I-Device con tre porte e oltre Nel caso di un I Device con tre o più porte, collegare l'i Device con il sistema IO di livello superiore attraverso una o entrambe le porte in una topologia lineare. Collegare la terza porta con il sistema IO subordinato derivato dalla topologia lineare, come mostra la figura seguente. Figura 5-19 I-Device con tre porte e oltre Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 125

126 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Condizioni generali per l'utilizzo degli I Device Per l'impiego degli I Device osservare le seguenti condizioni generali: Larghezza di banda L'area di indirizzi delle aree di trasferimento progettate incide sulla larghezza di banda utilizzabile dell'i Device. Larghezza di banda delle aree di trasferimento + larghezza di banda del sistema IO subordinato = larghezza di banda complessiva utilizzata dall'i-device Se l'area indirizzi delle aree di trasferimento è troppo grande significa che è necessaria una banda più ampia e quindi i tempi di aggiornamento possono prolungarsi. Suggerimento: contenere il più possibile le dimensioni dell'area di indirizzi delle aree di trasferimento. Regole per la comunicazione RT e IRT I sistemi IO con I-Device possono essere utilizzati anche per realizzare applicazioni in tempo reale con comunicazione RT e IRT. Attenersi alle regole seguenti: Sia il sistema IO sovraordinato che quello subordinato supportano la comunicazione RT. È possibile utilizzare contemporaneamente la comunicazione RT per entrambi i sistemi IO. La comunicazione IRT può essere combinata con la comunicazione RT. Tuttavia la comunicazione IRT non è possibile in entrambi i sistemi IO contemporaneamente. Utilizzare l'irt nel sistema IO di livello superiore o in quello subordinato. 126 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

127 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Progettazione di PROFIenergy negli I-Device Le pause per il risparmio energetico comandate dal programma nei dispositivi PROFINET presuppongono che questi ultimi supportino il protocollo PROFIenergy. Soltanto se un dispositivo PROFINET (IO Device) supporta il protocollo PROFIenergy l'io Controller imposta in questo IO Device i comandi PE, volti ad es. ad iniziare o terminare le pause. Se un IO Device supporta il protocollo PROFIenergy, questa proprietà è memorizzata nel relativo file GSD PROFINET ed è disponibile per la progettazione in un sistema di engineering. A partire da STEP 7 V13 ServicePack 1, le CPU S come IO Device intelligenti (I- Device), offrono la possibilità di impostare il supporto PROFIenergy per area di trasferimento. Se nell'area di trasferimento è stata attivata l'opzione "Utilizza PROFIenergy per risparmiare energia" ed il file GSD PROFINET così generato viene importato in un altro progetto, è possibile gestire anche un I-Device come PE Entity. Presupposti STEP 7 a partire dalla versione V13 ServicePack 1 La CPU supporta PROFIenergy per gli I-Device, ad es. CPU 1215C DC/DC/DC dalla versione firmware V4.2 L'interfaccia PROFINET IO è utilizzata come I-Device e le aree di trasferimento sono state create. Il programma utente nell'i-device gestisce i comandi PROFIenergy Spiegazione: negli I-Device le funzioni PROFIenergy devono essere programmate nel programma utente con l'istruzione "PE_I_DEV" e i relativi blocchi ausiliari; negli IO Device invece questa funzionalità viene fornita dal firmware. Il supporto di PROFIenergy si può quindi attivare per le aree di trasferimento solo se anche il programma utente nell'i- Device è stato opportunamente configurato. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 127

128 5.2 IO Device intelligenti (I Device) Attivazione di PROFIenergy per le aree di trasferimento di I-Device Per la parametrizzazione del supporto PROFIenergy, procedere come indicato nel seguito: 1. Selezionare l'interfaccia PROFINET (X1) della CPU. 2. Selezionare l'area desiderata nella navigazione nell'area, ad es. Modo di funzionamento > Comunicazione I-Device > Area di trasferimento_1. 3. Attivare la casella di scelta "Attiva comunicazione PROFIenergy". Figura 5-20 Progettazione di PROFIenergy negli I-Device Dopo aver completato la progettazione dell'i-device, generare il relativo file GSD, quindi importare questo file nel progetto dell'io Controller. Il file GSD generato è compatibile con la versione 2.31 GSD e contiene una voce indicante che l'i-device supporta il profilo PROFIenergy. Per l'indirizzamento dell'i-device, ad es. per il comando PE "PE_START_END", impiegare nell'i-device l'id hardware dell'area di trasferimento che supporta PROFIenergy. Per l'indirizzamento dell'io Controller per il comando PE "PE_I_DEV" impiegare l'id hardware dell'area di trasferimento alla quale vengono assegnati i dati per PROFIenergy nell'io Controller. Per maggiori informazioni su PROFIenergy consultare il capitolo Risparmio energetico con PROFIenergy (Pagina 249). 128 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

129 5.3 Shared Device 5.3 Shared Device Nozioni utili sui Shared Device Funzionalità Shared Device In grandi impianti o impianti distribuiti su lunga distanza vengono utilizzati spesso diversi IO Controller. In assenza della funzione "Shared Device" tutti i moduli di periferia di un IO Device sono assegnati allo stesso IO Controller. Se sensori adiacenti devono fornire dati a IO Controller diversi, sono richiesti più IO Device. La funzionalità "Shared Device" consente di distribuire i moduli ed i sottomoduli di un IO Device tra diversi IO Controller. Questa distribuzione consente la realizzazione di concetti di automazione flessibili. È possibile ad es. esempio riunire in un unico IO Device moduli di periferia fisicamente vicini. 1 2 PROFINET Assegnazione logica Figura 5-21 Esempio: Shared Device con 2 IO Controller Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 129

130 5.3 Shared Device Principi L accesso ai sottomoduli dello Shared Device viene distribuito tra i singoli IO Controller. Ogni sottomodulo del Shared Device può essere attribuito esclusivamente ad un IO Controller. Presupposti STEP 7 dalla versione V12 ServicePack 1 L'IO Device supporta la funzione Shared Device, ad es. il modulo di interfaccia IM PN ST L'IO Controller supporta la funzione Shared Device, ad es. la CPU PN/DP dalla versione firmware V1.1. o la CPU 1215 DC/DC/DC dalla versione firmware V4.1 Note: Una CPU configurata come I-Device si può utilizzare come Shared Device. Allo scopo si deve creare in STEP 7 un file GSD per l'i-device con "Esporta GSD". Il file GSD va poi importato in un altro progetto e l'i-device va assegnato all'io-controller qui contenuto. La CPU deve supportare l'esportazione di GSD, ad es. CPU 1215C DC/DC/DC dalla versione firmware V4.1. Il numero max. di IO Controller che si possono assegnare a una CPU configurata come Shared-I-Device è riportato nei dati tecnici nei manuali del prodotto della CPU. Progettazione dell'accesso Affinché i moduli e i sottomoduli di un IO Device possano essere assegnati a IO Controller diversi, l'io Device interessato deve trovarsi in più progetti. Ciascun IO Controller necessita di un progetto proprio. La definizione dei moduli e dei sottomoduli a cui può accedere l'io Controller avviene nel parametro "Shared Device" del modulo di interfaccia: Se l'accesso al modulo configurato deve essere eseguito dall'io Controller locale, selezionare il nome di quest'ultimo dall'elenco dei nomi. Se l'accesso invece non deve avvenire dall'io Controller locale bensì dall'io Controller di un altro progetto, selezionare la voce "---". Dal punto di vista dell'accesso, la configurazione può considerarsi coerente se ciascun modulo o sottomodulo è stato assegnato ad un preciso progetto di un IO Controller. Modulo o sottomodulo assegnato ad un altro IO Controller Il seguito elenca le ripercussioni dell'impostazione "---" del parametro "Shared Device" sull'io Controller locale. L'IO Controller locale non ha in questo caso accesso al modulo così configurato. Nello specifico ciò sta ad indicare: Assenza di scambio dati tra modulo e sottomodulo Nessuna ricezione di allarmi e messaggi di diagnostica, ovvero nessuna visualizzazione dello stato della diagnostica nella Vista online. Nessuna parametrizzazione del modulo e del sottomodulo 130 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

131 5.3 Shared Device Impostazione delle proprietà Realtime STEP 7 calcola il carico di comunicazione e pertanto i tempi di aggiornamento che ne risultano. Per rendere possibile il calcolo nelle configurazioni Shared Device, nel progetto in cui l'interfaccia PROFINET del Shared Device è assegnata all'io Controller, indicare il numero di IO Controller esterni al progetto. Il numero max. possibile di IO Controller per il Shared Device dipende dai dispositivi. Questo numero è memorizzato nel file GSD del Shared Device. In una CPU con ruolo di IO Controller l'intervallo di trasmissione impostato può essere molto breve ed essere inferiore all'intervallo di trasmissione minimo supportato dal Shared Device. In questo caso il Shared Device viene azionato dall'io Controller con l'intervallo di trasmissione supportato (adeguamento dell'intervallo di trasmissione). Esempio: Una CPU supporta intervalli di trasmissione a partire da 0,25 ms. Un IO Device configurato supporta a sua volta intervalli di trasmissione a partire da 0,25 ms; un altro supporta intervalli di trasmissione a partire da 1 ms. In questo caso è possibile impostare per la CPU l'intervallo di trasmissione più breve di 0,25 ms. La CPU comanda l'io Device "più lento" ad es. con un intervallo di trasmissione di 1 ms. Regole di configurazione Gli IO Controller che utilizzano lo Shared Device vengono creati in diversi progetti. Accertarsi che in ogni progetto lo Shared Device sia configurato sempre in modo uguale per ogni stazione. Soltanto un IO Controller può avere il pieno accesso ad un sottomodulo. Incoerenze nella configurazione possono causare guasti allo Shared Device. Gli indirizzi I/O di un modulo o di un sottomodulo sono editabili soltanto se quest'ultimo è assegnato all'io Controller nello stesso progetto. Uno Shared Device deve avere in ogni progetto lo stesso parametro IP e nome dispositivo. L'intervallo di trasmissione deve essere uguale per tutti gli IO Controller che accedono allo Shared Device. L'ID della sottorete S7 alla quale è collegato lo Shared Device deve essere uguale in tutti i progetti. Se l'interfaccia PROFINET del Shared Device è assegnata all'io Controller locale, sono possibili le seguenti funzioni: Funzionamento IRT Avvio prioritario Parametrizzazione delle proprietà della porta Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 131

132 5.3 Shared Device Condizioni generali Poiché la configurazione Shared Device è distribuita su più progetti, si creano le seguenti condizioni generali: Nella Vista indirizzi di ciascun IO Controller che accede ad un Shared Device mancano gli indirizzi dei moduli e dei sottomoduli non assegnati a questo IO Controller. Nella verifica della coerenza, i moduli e i sottomoduli non assegnati non vengono considerati nel calcolo della configurazione del Shared Device. L'utente deve verificare che non venga superato il numero massimo di sottomoduli o di dati IO ciclici per il Shared Device. I dati relativi alle quantità massime sono riportati nella documentazione dei dispositivi utiilzzati. Errori di progettazione, quali l'assegnazione di un modulo o di un sottomodulo a più IO Controller, non vengono individuati da STEP 7. Le CPU caricate con la configurazione di un Shared Device, non contengono informazioni volte ad indicare che questo IO Device è un Shared Device. I moduli ed i sottomoduli assegnati ad altri IO Controller e quindi ad altre CPU, non sono presenti nella configurazione caricata e non vengono pertanto visualizzati né nel server web della CPU né sul display della stessa. Comportamento in caso di errori Il comportamento dei PROFINET IO Controller in caso di errore di accesso ai dati di uno Shared Device è descritto in questa FAQ ( Configurazione di Shared Device Di seguito viene spiegato come configurare un sistema di periferia decentrata con funzione di Shared Device in STEP 7 a partire dalla versione V12, Servicepack 1. Sostanzialmente è possibile una configurazione "distribuita" con diversi tool di Engineering per diverse famiglie di IO Controller. La descrizione della procedura è orientata esclusivamente a STEP 7 dalla V12 Service Pack 1. La descrizione è limitata a due IO Controller della famiglia S che condividono uno Shared Device. Vengono creati due progetti (Shared-Device-1 e Shared-Device-2) con rispettivamente un IO Controller (PLC1 e PLC2). Malgrado materialmente si tratti del medesimo dispositivo, lo Shared Device deve essere creato in entrambi i progetti. Presupposti STEP 7 dalla versione V12 ServicePack 1 L'IO Controller supporta la funzione Shared Device, ad es. la CPU PN dalla versione firmware V1.1. L'IO Device supporta la funzione Shared Device, ad es. il modulo di interfaccia IM PN ST dalla versione firmware V Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

133 5.3 Shared Device Procedimento - Creazione del progetto 1 Per creare il primo progetto con un Shared Device, procedere nel modo seguente: 1. Avviare STEP Creare un nuovo progetto e assegnargli il nome "Shared-Device-1". 3. Nella Vista di rete inserire ad es. una CPU PN selezionandola dal Catalogo hardware. Assegnare il nome "PLC1". 4. Aggiungere un IO Device con la funzione "Shared Device" prelevandolo dal catalogo hardware. 5. Assegnare l'io Controller "PLC1" all'io Device. 6. Fare doppio clic sull'io Device e inserire nella tabella di riepilogo dei dispositivi tutti i moduli ed i sottomoduli richiesti selezionandoli dal Catalogo hardware. 7. Parametrizzare i moduli. 8. Salvare il progetto. Procedimento - Creazione del progetto 2 Per creare il secondo progetto con uno Shared Device procedere come segue: 1. Avviare nuovamente STEP 7. Si apre una nuova istanza di STEP In questa nuova istanza creare un nuovo progetto e assegnargli il nome "Shared-Device- 2". 3. Nella Vista di rete inserire ad es. una CPU PN. Assegnare il nome "PLC2". 4. Copiare l'io Device dal progetto "Shared-Device-1" ed inserirlo nella Vista di rete del progetto "Shared-Device-2". 5. Assegnare l'io Controller "PLC2" all'io Device. 6. Salvare il progetto. Entrambi i progetti sono ora provvisti di un IO Device con configurazione identica, che in una fase successiva dovrà essere parametrizzato per i diversi accessi dell'io Controller. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 133

134 5.3 Shared Device Procedura - Parametrizzazione di accessi al Shared Device I moduli ed i sottomoduli inseriti nel Shared Device vengono assegnati automaticamente alla CPU locale. Per modificare l'assegnazione procedere nel seguente modo: 1. Nella Vista dispositivi o nella Vista di rete selezionare dall progetto "Shared-Device-1" il modulo di interfaccia. 2. Selezionare la voce "Shared Device" nella finestra di ispezione. Una tabella elenca, per tutti i moduli progettati, quale CPU accede al rispettivo modulo o sottomodulo. Per default la CPU locale ha accesso a tutti i moduli e sottomoduli. 3. Per tutti i moduli e sottomoduli che devono rimanere nell'area di indirizzi della CPU locale lasciare invariata l'impostazione "PLC1". Per tutti i moduli e sottomoduli che devono trovarsi nell'area di indirizzi della CPU nel progetto "Shared-Device-2" ("PLC2"), selezionare l'impostazione "---". Ciò sta ad indicare che un IO Controller al di fuori del progetto, deve avere accesso al modulo o al sottomodulo. Figura 5-22 Configurazione di Shared Device 4. Nella Vista dispositivi o nella Vista di rete selezionare il progetto "Shared-Device-2". 5. Selezionare la voce "Shared Device" nella finestra di ispezione. Una tabella elenca, per tutti i moduli progettati, quale CPU accede al rispettivo modulo o sottomodulo. 6. Per tutti i moduli e sottomoduli che devono trovarsi nell'area di indirizzi della CPU nel progetto "Shared-Device-1" ("PLC1"), selezionare l'impostazione "---". 134 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

135 5.3 Shared Device 7. Controllare infine che in entrambi i progetti le impostazioni per l'accesso siano "complementari" per tutti i moduli e sottomoduli. In altri termini, se ad un progetto ha accesso la CPU locale, nell'altro progetto deve essere impostata l'opzione "---" e viceversa. Particolarità: l'opzione "---" dell'interfaccia PROFINET e pertanto anche delle porte comporta che i rispettivi parametri siano accessibili in sola lettura e non modificabili. I parametri dell'interfaccia PROFINET e quelli delle porte sono modificabili soltanto nel progetto al quale è assegnata l'interfaccia PROFINET della CPU locale. A prescindere da questa particolarità, le porte possono essere interconnesse in entrambi i progetti. 8. Accertarsi che in tutti i progetti siano impostati gli stessi parametri degli indirizzi IP e gli stessi nomi del dispositivo per lo Shared Device. Controllare che in tutti i progetti sia impostato lo stesso ID per la sottorete S7 alla quale è collegato lo Shared Device (proprietà della sottorete, area "Generale" nella finestra di ispezione). Nota Qualora vengano apportate modifiche al Shared Device: Apportare le modifiche in tutti i progetti sul Shared Device. Accertarsi che soltanto un IO Controller abbia accesso ad un modulo o a un sottomodulo. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 135

136 5.3 Shared Device Procedura - Adeguamento delle impostazioni Realtime Per garantire che tutti gli IO Controller e gli Shared Device operino con l'intervallo di trasmissione adeguato e che i tempi di aggiornamento, considerando il carico di comunicazione, vengano calcolati in modo corretto, controllare e adeguare le seguenti impostazioni: 1. Selezionare il progetto il cui IO Controller accede all'interfaccia PROFINET e alle porte del Shared Device. 2. Nella Vista di rete selezionare il modulo di interfaccia del Shared Device. 3. Nella finestra di ispezione spostarsi nell'area "Interfaccia PROFINET" > Opzioni avanzate > Impostazioni Realtime > Ciclo IO". 4. Nell'area "Shared Device" impostare il numero degli IO Controller esterni al progetto. Il numero max. dipende dall'io Device (predefinizione nel file GSD). 5. Impostare lo stesso intervallo di trasmissione per ciascun IO Controller che accede ai moduli e ai sottomoduli dello Shared Device: In caso di progettazione dell'io Controller in STEP 7 (TIA Portal): Aprire il progetto interessato. Selezionare l'interfaccia PROFINET dell'io Controller. Nella finestra di ispezione, selezionare le voci "Opzioni avanzate > Impostazioni Realtime > Comunicazione IO", quindi impostare l'intervallo di trasmissione comune. In caso di progettazione dell'io Controller con un altro tool di Engineering: Selezionare l'interfaccia PROFINET e leggere l'intervallo di trasmissione nel Shared Device in STEP 7 (TIA Portal) (voci "Opzioni avanzate > Impostazioni Realtime") Nel tool di Engineering indicare l'intervallo di trasmissione letto. Particolarità: Progettando in STEP 7 (TIA Portal o V5.5) tutti gli IO Controller che accedono allo Shared Device, è possibile l'impostazione nell'io Controller di intervalli di trasmissione più brevi di quelli supportati dallo Shared Device (adeguamento dell'intervallo di trasmissione). 136 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

137 5.3 Shared Device Compilazione e caricamento Compilare e caricare una dopo l'altra nella CPU le configurazioni dei diversi IO Controller. A causa della configurazione distribuita con progetti separati, in caso di parametrizzazione di accesso errata, STEP 7 non segnala errori di coerenza. Esempi di parametrizzazione di accesso errata: Più IO Controller accedono allo stesso modulo I parametri dell'indirizzo IP o gli intervalli di trasmissione non sono identici Questi errori influiscono in primo luogo sul funzionamento e vengono segnalati ad es. come errori di configurazione. Nota Quando si carica una progettazione nell'io Controller i moduli o i sottomoduli non assegnati nell'io Device mantengono il loro stato di parametrizzazione in modo da assicurare l'indipendenza dalle progettazioni degli altri IO Controller Configurazione di un I Device come Shared Device Qui di seguito è descritto come configurare un S come I-Device utilizzando STEP 7 V13 o superiore e come utilizzarlo in due progetti come Shared Device. Anche in questo caso è generalmente possibile una configurazione "distribuita" con diversi tool di Engineering per diverse famiglie di IO Controller. La procedura descritta di seguito si basa su STEP 7 V13 e si limita a una configurazione con due IO Controller della famiglia S che condividono le aree di trasferimento di un I-Device impostato come Shared Device. Anche l'i-device è costituito da una CPU S Vengono creati tre progetti con un IO Controller ciascuno (PLC-I-Device, PLC_1 e PLC_2). Il PLC-I-Device viene utilizzato per configurare l'i-device. La variante GSD PROFINET del PLC-I-Device viene utilizzata nei progetti PLC_1 e PLC_2 per poter assegnare le aree di trasferimento nel rispettivo IO Controller sovraordinato. Concetto di Shared I-Device Il concetto di Shared I-Device viene chiarito in riferimento a due ruoli: Il ruolo del produttore (ad es. di macchine): il produttore configura e programma un I- Device che svolge un dato compito di automazione. Come interfaccia di periferia con il gestore della macchina vengono definite delle aree di trasferimento che possono essere assegnate a diversi IO Controller. Per il collegamento agli IO Controller sovraordinati il produttore mette a disposizione un file GSD PROFINET e lascia aperte le aree di trasferimento attraverso le quali è possibile accedere all'i-device. Il ruolo del gestore: utilizza l'i-device come variante GSD PROFINET nella progettazione del proprio sistema PROFINET IO e definisce gli indirizzi di I/O attraverso i quali gli IO Controller accedono alle aree di trasferimento. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 137

138 5.3 Shared Device Punto di vista del produttore Una CPU S si parametrizza come I-Device con periferia centrale e decentrata, con le aree di trasferimento desiderate e con il numero di IO Controller con accesso a questo I- Device (per gli Shared Device sempre maggiore di 1!). Particolarità: l'i-device viene configurato senza IO Controller sovraordinato. In questo modo sono disponibili solo gli indirizzi di I/O locali dell'area di trasferimento (= "Indirizzo nell'i- Device") per creare il programma utente per l'elaborazione degli indirizzi dall'area di trasferimento. L'I-Device progettato interamente (tranne che per il collegamento con l'io Controller sovraordinato) viene caricato nella CPU S Dalla configurazione dell'i-device viene esportato un file GSD PROFINET. Figura 5-23 Esportazione di un I-Device come file GSD 138 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

139 5.3 Shared Device Punto di vista del gestore Il file GSD PROFINET generato in base alla configurazione dell'i-device deve essere installato in tutti i sistemi di engineering che partecipano alla progettazione del sistema PROFINET IO con lo Shared I Device. Se tutti gli utilizzi dell'i-device vengono progettati con STEP 7 V13 è sufficiente installare il file GSD in STEP 7. L'I-Device può essere configurato come variante GSD nel sistema PROFINET IO dei progetti interessati. Dopo l'installazione l'i-device compare in STEP 7 V13 in "Ulteriori apparecchiature da campo > PROFINET IO > PLC e CP". Figura 5-24 Configurazione di un I-Device come file GSD Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 139

140 5.3 Shared Device In ciascun progetto interessato si deve definire quali aree di trasferimento sono assegnate in modo esclusivo all'io Controller sovraordinato (default: tutte). Le rimanenti aree di trasferimento vanno impostate su "---" (non assegnate). Questa impostazione fa sì che l'io Controller locale non disponga di accesso a questa area di trasferimento e possa essere quindi assegnato ad un altro IO Controller in un altro progetto. Figura 5-25 Impostazione dell'accesso allo Shared-I-Device Gli indirizzi dal punto di vista dell'io Controller possono essere modificati nella Vista generale dispositivi. Per aprirla fare doppio clic sull'i-device. Figura 5-26 Indirizzi I/O delle aree di trasferimento nella vista generale dispositivi Presupposti STEP 7 V13 o superiore 140 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

141 5.3 Shared Device Procedura - Creazione di un progetto PLC-I-Device Per creare il progetto con uno Shared I-Device procedere come segue: 1. Avviare STEP Creare un nuovo progetto e assegnargli il nome "PLC-I-Device". 3. Nella Vista di rete inserire ad es. una CPU PN/DP selezionandola dal Catalogo hardware. Assegnarle il nome "PLC-I-Device". 4. Fare doppio clic sull'io Device e configurare i moduli e i sottomoduli necessari. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 141

142 5.3 Shared Device 5. Parametrizzare i moduli. Per la CPU è necessario effettuare le seguenti impostazioni specifiche nell'area dell'interfaccia PROFINET [X1]: Attivare l'opzione "IO Device" nell'area "Modo di funzionamento". Configurare le aree di trasferimento nell'area "Modo di funzionamento" > "Configurazione I-Device". La colonna "Indirizzo nell'io Controller" resta vuota perché non è stato assegnato alcun IO Controller. Nota: per modificare un'area di ingresso in un'area di uscita e viceversa ci si deve spostare nell'area della corrispondente area di trasferimento. Figura 5-27 Modifica del tipo di indirizzo per l'area di trasferimento 142 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

143 5.3 Shared Device Selezionare il numero di IO Controller, almeno due, che accederanno allo Shared I- Device durante il funzionamento (area "Modo di funzionamento" > "Impostazioni Realtime", sezione "Shared Device"). 6. Salvare il progetto. 7. Fare clic sul pulsante "Esporta" (area "Modo di funzionamento" > "Configurazione I- Device", sezionare "Esporta file di descrizione del dispositivo (GSD)"). Se non si modifica il nome nella finestra di dialogo di esportazione, il file GSD può avere, ad esempio, un nome con il formato "GSDML-V2.31-#Siemens-PreConf_PLC-I-Device ". Procedimento - Creazione del progetto PLC_1 Per creare il primo progetto con uno Shared I-Device procedere come segue: 1. Avviare STEP Installare il file GSD PROFINET ottenuto esportando la CPU I-Device (PLC-I-Device). 3. Creare un nuovo progetto e assegnargli il nome "PLC_1". 4. Inserire nella Vista di rete ad es. una CPU PN/DP. Il nome della CPU deve essere "PLC_1". 5. Inserire l'i-device prelevandolo dal Catalogo hardware (Catalogo hardware: Ulteriori apparecchiature da campo > PROFINET IO > PLC e CP). 6. Assegnare l'io Controller "PLC_1" all'io Device. 7. Selezionare l'area "Shared Device" nelle proprietà dell'i-device. Nella tabella tutte le aree di trasferimento e l'interfaccia PROFINET sono assegnate all'io Controller locale (PLC_1). 8. Definire a quali aree di trasferimento la CPU PLC_1 non potrà accedere. Per tali aree scegliere la voce "---". Si tratta di aree riservate a PLC_2. 9. Salvare il progetto. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 143

144 5.3 Shared Device Procedimento - Creazione del progetto PLC_2 Per creare il secondo progetto con uno Shared I-Device procedere come segue: 1. Avviare nuovamente STEP 7. Si apre una nuova istanza di STEP In questa nuova istanza creare un nuovo progetto e assegnargli il nome "PLC_2". 3. Inserire nella Vista di rete ad es. una CPU PN/DP. Assegnare il nome "PLC_2". 4. Inserire l'i-device prelevandolo dal Catalogo hardware (Catalogo hardware: Ulteriori apparecchiature da campo > PROFINET IO > PLC e CP). 5. Assegnare l'io Controller "PLC_2" all'io Device. 6. Adeguare gli accessi alle aree di trasferimento come nel progetto PLC_1. Accertarsi che non si creino doppie assegnazioni. 7. Adeguare i parametri della sottorete e dell'interfaccia PROFINET. Poiché lo Shared I- Device è un dispositivo che viene usato in progetti diversi questi dati devono coincidere. 8. Salvare il progetto. Ora i due progetti hanno uno Shared-I-Device con una configurazione identica. Nella fase successiva si devono controllare gli accessi dell'io Controller e i parametri dell'interfaccia PROFINET dei diversi progetti. 144 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

145 5.3 Shared Device Riepilogo - Parametrizzazione degli accessi allo Shared Device Le aree di trasferimento vengono assegnate automaticamente all'io Controller locale. Per modificare l'assegnazione procedere nel seguente modo: 1. Nella Vista di rete del progetto "PLC_1" selezionare il dispositivo "PLC_I-Device" e l'area "Shared Device". 2. Una tabella mostra quale CPU ha accesso a quale area di trasferimento progettata. Per default la CPU locale ha accesso a tutti i moduli e sottomoduli. 3. Per tutte le aree di trasferimento che devono rimanere nell'area di indirizzi della CPU locale, lasciare invariata l'impostazione "PLC_1". Per tutte le aree di trasferimento che devono trovarsi nell'area di indirizzi della CPU "PLC_2" nel progetto " "PLC_2", selezionare l'impostazione "---". Ciò indica che un IO Controller al di fuori del progetto deve avere accesso all'area di trasferimento. 4. Procedere allo stesso modo per tutti gli altri progetti. 5. Controllare infine che in entrambi i progetti le impostazioni per l'accesso siano "complementari" per tutti i moduli e sottomoduli. In altri termini, se ad un progetto ha accesso la CPU locale, nell'altro progetto deve essere impostata l'opzione "---" e viceversa. Particolarità: l'opzione "---" dell'interfaccia PROFINET e pertanto anche delle porte comporta che i rispettivi parametri siano accessibili in sola lettura e non modificabili. I parametri dell'interfaccia PROFINET e quelli delle porte sono modificabili soltanto nel progetto al quale è assegnata l'interfaccia PROFINET della CPU locale. A prescindere da questa particolarità, le porte possono essere interconnesse in entrambi i progetti. 6. Accertarsi che in tutti i progetti siano impostati gli stessi parametri degli indirizzi IP e gli stessi nomi del dispositivo per lo Shared Device. Controllare che in tutti i progetti sia impostato lo stesso ID per la sottorete S7 alla quale è collegato lo Shared Device (proprietà della sottorete, area "Generale" nella finestra di ispezione). Nota Se si apportano modifiche all'i-device (ad es. al numero o alla lunghezza delle aree di trasferimento): Esportare nuovamente l'i-device come file GSD. Reinstallare il file GSD in tutti i progetti che utilizzano l'i-device come Shared Device. Accertarsi che soltanto un IO Controller abbia accesso a una data area di trasferimento. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 145

146 5.3 Shared Device Procedura - Adeguamento delle impostazioni Realtime Per garantire che tutti gli IO Controller e gli Shared Device operino con l'intervallo di trasmissione adeguato e che i tempi di aggiornamento, considerando il carico di comunicazione, vengano calcolati in modo corretto, controllare e adeguare le seguenti impostazioni: 1. Impostare lo stesso intervallo di trasmissione per ciascun IO Controller che accede ai moduli e ai sottomoduli dello Shared Device: In caso di progettazione dell'io Controller in STEP 7 (TIA Portal): Aprire il progetto interessato. Selezionare l'interfaccia PROFINET dell'io Controller. Nella finestra di ispezione, selezionare le voci "Opzioni avanzate > Impostazioni Realtime > Comunicazione IO", quindi impostare l'intervallo di trasmissione comune. In caso di progettazione dell'io Controller con un altro tool di Engineering: Selezionare l'interfaccia PROFINET e leggere l'intervallo di trasmissione nel Shared Device in STEP 7 (TIA Portal) (voci "Opzioni avanzate > Impostazioni Realtime") Nel tool di Engineering indicare l'intervallo di trasmissione letto. Particolarità: progettando in STEP 7 (TIA Portal o V5.5) tutti gli IO Controller che accedono allo Shared Device, è possibile l'impostazione nell'io Controller di intervalli di trasmissione più brevi di quelli supportati dal Shared Device (adeguamento dell'intervallo di trasmissione). Compilazione e caricamento Compilare e caricare una dopo l'altra nella CPU le configurazioni dei diversi IO Controller. A causa della configurazione distribuita con progetti separati, in caso di parametrizzazione di accesso errata, STEP 7 non segnala errori di coerenza. Esempi di parametrizzazione di accesso errata: Più IO Controller accedono allo stesso modulo I parametri dell'indirizzo IP o gli intervalli di trasmissione non sono identici Questi errori influiscono in primo luogo sul funzionamento e vengono segnalati ad es. come errori di configurazione. Nota Quando si carica una progettazione nell'io Controller i moduli o i sottomoduli non assegnati nell'io Device mantengono il loro stato di parametrizzazione in modo da assicurare l'indipendenza dalle progettazioni degli altri IO Controller. 146 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

147 5.3 Shared Device Shared Input/Shared Output interno/a al modulo (MSI/MSO) Introduzione Questo capitolo descrive la funzionalità Shared Input/Shared Output interno/a al modulo (MSI/MSO) per i moduli di periferia che vengono utilizzati in PROFINET. Funzionalità Shared Input/Shared Output interno/a al modulo Grazie alla funzionalità Shared Input interno al modulo (MSI) un'unità di ingressi può mettere a disposizione i suoi dati d'ingresso per max. quattro IO controller. Ogni controller può accedere in lettura agli stessi canali. La figura seguente mostra la funzionalità MSI Figura 5-28 CPU PN/DP come IO Controller CPU PN come IO Controller Modulo di ingressi con MSI Accesso in lettura ai canali di ingresso del modulo di ingressi Accesso in scrittura ai canali dell'unità I/O (solo per MSO) Esempio di configurazione con MSI Grazie alla funzionalità Shared Output interno al modulo (MSO) un'unità di uscite può mettere a disposizione i suoi dati d'uscita per un max. quattro IO controller. Un IO Controller ha accesso in scrittura ai canali del modulo di uscite. Inoltre fino a tre IO Controller possono accedere ai canali in lettura. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 147

148 5.3 Shared Device La figura seguente mostra la funzionalità MSO CPU PN/DP come IO Controller CPU PN come IO Controller Modulo di uscite con MSO Accesso in scrittura ai canali di uscita del modulo di uscite Accesso in lettura ai canali di uscita del modulo di uscite Figura 5-29 Esempio di configurazione con MSO Vantaggi di MSI/MSO Le funzioni Shared Input interno al modulo/ Shared Output interna al modulo offrono i seguenti vantaggi: Rilevamento in tempo reale in più di una CPU Costi minori rendendo superfluo l'impiego di dispositivi IO e moduli addizionali Minor ingombro rendendo superfluo l'impiego di dispositivi IO e moduli addizionali Minor carico della comunicazione grazie all'assenza di comunicazione CPU-CPU Niente costi di programmazione addizionali per la comunicazione CPU-CPU 148 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

149 5.3 Shared Device Presupposti per l'impiego di MSI/MSO Osservare i seguenti presupposti: L'impiego di MSI/MSO è possibile soltanto in PROFINET IO. Software di progettazione: STEP 7 (TIA Portal) a partire dalla versione V12 SP1 con file GSD, dalla versione V13 in poi i moduli sono integrati nel Catalogo hardware. Il modulo di interfaccia IM PN ST e i moduli supportano MSI/MSO a partire dalla versione firmware V Regole generali per l'impiego di MSI/MSO Prestare attenzione alle seguenti regole generali: Se i moduli sono suddivisi non è consentito utilizzare MSI/MSO. I moduli con MSI/MSO non sono utilizzabili nel funzionamento in sincronismo di clock. Il numero massimo di IO Controller dipende dal modulo di interfaccia. Il numero di IO Controller supportati dal modulo di interfaccia è specificato nel rispettivo manuale. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 149

150 5.3 Shared Device Sottomoduli MSI Con la configurazione MSI di un modulo d'ingresso i valori d'ingresso di tutti i canali vengono copiati in un sottomodulo di base e in max. tre ulteriori sottomoduli MSI. I canali del modulo sono quindi presenti nel sottomodulo di base e nei sottomoduli MSI con valori di ingresso identici. Se si utilizza il modulo in uno Shared Device si possono assegnare i sottomoduli MSI a max. tre IO Controller. Ciascun IO Controller può accedere in lettura agli stessi canali. La figura seguente mostra un'unità di ingressi digitali con il sottomodulo di base e tre sottomoduli MSI. Ogni sottomodulo è assegnato a un IO Controller. La diagnosi e la parametrizzazione dell'unità di ingressi digitali sono possibili tramite il sottomodulo di base dall'io Controller Figura 5-30 Accesso in lettura Parametrizzazione e diagnostica di sistema Modulo DI con sottomoduli MSI Stato del valore (Quality Information, QI) Il significato dello stato del valore dipende dal sottomodulo impiegato. Nel caso del sottomodulo di base (= 1 sottomodulo) lo stato del valore "0" indica che il valore è errato. Nel caso dei sottomoduli MSI (dal 2 al 4 sottomodulo) lo stato del valore "0" indica che il valore è errato o che il sottomodulo di base non è ancora parametrizzato (non è pronto al funzionamento). 150 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

151 5.3 Shared Device Sottomoduli MSO Con la configurazione MSO di un modulo di uscite i valori di uscita di tutti i canali del modulo vengono copiati da un sottomodulo di base in fino a tre ulteriori sottomoduli MSO. I canali del modulo sono quindi presenti nel sottomodulo di base e nei sottomoduli MSO con valori identici. Se si utilizza il modulo MSO in uno Shared Device si possono assegnare i sottomoduli MSI a max. tre IO Controller: L'IO Controller al quale è assegnato il sottomodulo di base ha accesso in scrittura alle uscite del modulo. Il sottomodulo di base occupa quindi gli indirizzi di uscita nell'immagine di processo dell'io Controller. Gli IO Controller ai quali sono assegnati i sottomoduli MSI hanno accesso in lettura alle uscite del modulo. I sottomoduli MSO occupano quindi gli indirizzi di ingresso nell'immagine di processo degli IO Controller. La figura seguente mostra un'unità di uscite digitali con il sottomodulo di base e tre sottomoduli MSO. Ogni sottomodulo è assegnato a un IO Controller. La diagnosi e la parametrizzazione dell'unità di uscite digitali sono possibili tramite il sottomodulo di base dall'io Controller Accesso in scrittura Accesso in lettura Parametrizzazione e diagnostica di sistema Figura 5-31 Modulo DO con sottomodulo MSO Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 151

152 5.3 Shared Device Stato del valore (Quality Information, QI) Il significato dello stato del valore dipende dal sottomodulo impiegato. Nel caso del sottomodulo di base (= 1 sottomodulo) lo stato del valore "0" indica che il valore è errato. Nel caso dei sottomoduli MSO (dal 2 al 4 sottomodulo) lo stato del valore "0" indica che il valore è errato o che si è verificato uno dei seguenti errori: Il sottomodulo di base non è stato ancora parametrizzato (non è pronto al funzionamento). Il collegamento tra l'io Controller e il sottomodulo di base è stato interrotto. L'IO Controller del sottomodulo di base è in STOP o RETE OFF. 152 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

153 5.3 Shared Device Configurazione di moduli di periferia con sottomoduli MSI/MSO Presupposti Software di progettazione STEP 7 V13 o superiore L'IO Device supporta MSI/MSO (ad es. IM PN ST dalla versione firmware V2.0.0) Procedimento 1. Inserire nella Vista di rete di STEP 7 un modulo di interfaccia IM PN ST con versione V2.0 o successiva. 2. Fare doppio clic sull'io Device da inserire. È necessario essere posizionati nella Vista dispositivi. 3. Prelevare i moduli di periferia dal catalogo hardware e collocarli in un posto connettore adeguato. 4. Aggiungere ai moduli di periferia dei sottomoduli MSI/MSO: Moduli di ingresso: Selezionare il numero dei sottomoduli MSI in "Parametri dell'unità > Configurazione DI" o "Configurazione AI" nell'area "Copia del modulo per Shared Device (MSI)". Moduli di uscita: Selezionare il numero dei sottomoduli MSO in "Parametri dell'unità > Configurazione DO" o "Configurazione AO" nell'area "Copia del modulo per Shared Device (MSO)". Figura 5-32 Configurazione di moduli di periferia con MSI/MSO Assegnazione di sottomoduli MSI/MSO a un IO Controller È possibile assegnare i sottomoduli in un Shared Device a un IO Controller. Per maggiori informazioni vedere Configurazione di Shared Device (Pagina 132). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 153

154 5.3 Shared Device Accesso ad un Shared Device e progettazione della funzione Shared Input / Shared Output (MSI /MSO) interne al modulo. Le modalità di progettazione dell'accesso ad un Shared Device e della funzione MSI /MSO in STEP 7 è illustrata in questa FAQ ( 154 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

155 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Per aumentare la disponibilità di una rete Industrial Ethernet con una topologia lineare ottica o elettrica è possibile unire una topologia lineare in una topologia ad anello. Ridondanza del supporto di trasmissione nelle topologie ad anello I nodi delle topologie ad anello possono essere IO Device, IO Controller e switch (esterni e/o integrati) dei moduli di comunicazione. Per realizzare una topologia ad anello con ridondanza del supporto è necessario unire entrambe le estremità libere di una topologia di rete lineare di un apparecchio. Il congiungimento della topologia lineare in un anello viene eseguito tramite due porte (porte dell'anello) di un apparecchio nell'anello. Almeno un dispositivo dell'anello così creato assume in seguito il ruolo di manager di ridondanza. Tutti gli altri apparecchi nell'anello sono client di ridondanza Figura 5-33 Manager di ridondanza Telegrammi di test Client di ridondanza Ridondanza del supporto di trasmisisone nella topologia ad anello Le due porte dell'anello di un dispositivo sono le porte che, in una topologia ad anello, creano il collegamento con i due dispositivi adiacenti. La selezione e la definizione delle porte dell'anello viene eseguita nella progettazione del relativo apparecchio (può essere anche preimpostata). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 155

156 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Funzione della ridondanza del supporto di trasmisisone in una topologia ad anello Qualora si verifichi un'interruzione in un determinato punto dell'anello, le vie di comunicazione tra i singoli dispostivi vengono riconfigurate automaticamente. Al termine della riconfigurazione gli apparecchi sono nuovamente accessibili. Nel manager di ridondanza una delle due porte dell'anello viene bloccata per la comunicazione normale in caso di funzionamento ininterrotto della rete, in modo da evitare la circolazione di telegrammi di dati. Dal punto di vista della trasmissione dei dati, la topologia ad anello diventa una linea. Il manager di ridondanza controlla eventuali interruzioni dell'anello. A tal fine invia dei telegrammi di prova sia dalla porta per rete ad anello 1 sia dalla porta 2. I telegrammi di prova attraversano l'anello in entrambe le direzioni, fino a raggiungere l'altra porta per rete ad anello del manager di ridondanza. Un'interruzione dell'anello può verificarsi in seguito a interruzione del collegamento tra due apparecchi o a guasto di un apparecchio nell'anello. Se i telegrammi di test del manager di ridondanza non vengono più inoltrati ad altre porte dell'anello perché l'anello è interrotto, il manager di ridondanza collega entrambe le sue porte. Su un percorso alternativo viene ristabilito un collegamento funzionante tra tutti gli apparecchi restanti sotto forma di una topologia di rete lineare. Il tempo tra l'interruzione dell'anello e il ripristino di una topologia lineare funzionante viene chiamato tempo di riconfigurazione. Eliminata l'interruzione, viene nuovamente bloccata una delle due porte ad anello nel manager della ridondanza. I client di ridondanza vengono informati del cambio e utilizzano nuovamente i percorsi originali verso gli altri dispositivi. Metodi di ridondanza del supporto di trasmisisone La procedura standard per la realizzazione della ridondanza del supporto di trasmissione in SIMATIC è l'mrp (Media Redundancy Protocol) con un tempo di riconfigurazione normalmente di 200 ms. È possibile utilizzare max. 50 dispositivi per anello. Inoltre è disponibile anche il metodo di ridondanza del supporto di trasmissione MRPD in tempo reale (Media Redundancy with Planned Duplication of frames). 156 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

157 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Media Redundancy Protocol (MRP) Media Redundancy Protocol (MRP) La procedura "MRP" funziona conformemente al Media Redundancy Protocol (MRP) specificato nella norma IEC Presupposti Tutti i dispositivi nell'anello supportano la procedura MRP. Sono state rispettate le regole sotto indicate per la topologia. STEP 7 controlla le regole durante la compilazione e invia opportuni messaggi. Topologia La seguente figura mostra una possibile topologia per i dispositivi in un anello con MRP. I dispositivi all'interno dell'ovale ombreggiato si trovano nel dominio di ridondanza. Esempio di topologia ad anello con il metodo di ridondanza del supporto di trasmissione MRP: Figura 5-34 Esempio di topologia ad anello con il metodo di ridondanza del supporto di trasmissione MRP Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 157

158 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Per la topologia ad anello con ridondanza del supporto di trasmissione secondo il metodo MRP valgono le seguenti regole: Tutti i dispositivi devono essere collegati tra loro tramite le proprie porte per strutture ad anello. Tutti gli apparecchi nell'anello devono far parte dello stesso dominio di ridondanza. Un dispositivo nell'anello assume la funzione di manager di ridondanza. Esattamente un dispositivo ha il ruolo di "Manager". Nessun altro dispositivo può avere il ruolo "Manager". Oppure Più di un dispositivo nell'anello ha il ruolo di "Manager (auto)". I dispositivi con ruolo "Manager (auto)" negoziano tra di loro chi debba assumere la funzione di manager della ridondanza. In questo caso nessun dispositivo deve avere il ruolo "Manager". Tutti gli altri apparecchi nell'anello sono client di ridondanza. È possibile collegare ad anello max. 50 dispositivi. I dispositivi senza funzione MRP ad es. possono essere collegati all'anello tramite uno switch SCALANCE X o un PC con CP Regole per il caricamento dei dispositivi di un dominio MRP Quando si caricano i dispositivi di un dominio MRP, la presenza di una progettazione MRP non valida può determinare una rotazione dei frame e di conseguenza un guasto della rete. Esempio: Vengono modificati i ruoli MRP di diversi dispositivi e viene poi caricata la configurazione nei dispositivi interessati. Possono prodursi configurazioni in contraddizione con le regole menzionate, ad es. nell anello potrebbero esistere nello stesso momento dispositivi con il ruolo "Manager" e "Manager (auto)". Per evitare che una configurazione MRP non valida provochi un guasto della rete, rimuovere l anello prima del caricamento. Procedere nel seguente modo: 1. Rimuovere l anello. 2. Caricare la progettazione MRP coerente e corretta dal progetto in tutti i dispositivi interessati e accertarsi che i dispositivi eseguano lo scambio di dati (ovvero le relazioni di applicazione (AR) sono configurate). 3. Chiudere l anello. 158 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

159 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Condizioni generali MRP e RT Il funzionamento RT è possibile con l'utilizzo dell'mrp. Nota La comunicazione RT viene interrotta (guasto della stazione) se il tempo di riconfigurazione dell'anello è maggiore del tempo di controllo risposta selezionato dell'io Device. Perciò selezionare un tempo di controllo risposta dell'io Device abbastanza grande. MRP e IRT Il funzionamento IRT non è possibile insieme all'mrp. Se si vuole utilizzare in un anello la ridondanza del supporto di trasmissione insieme all'irt, utilizzare solo dispositivi che supportano MRPD. MRP e TCP/IP (TSEND, HTTP...) La comunicazione TCP/IP è possibile con MRP perché i pacchetti di dati persi vengono eventualmente inviati più volte. MRP e avvio prioritario Se si progetta MRP in un anello, non è possibile utilizzare la funzione "Avvio prioritario" negli altri dispositivi nelle applicazioni PROFINET. Se si vuole utilizzare la funzione "Avvio prioritario", è necessario disattivare MRP nella progettazione (il dispositivo non può quindi nemmeno far parte dell'anello). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 159

160 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Progettazione della ridondanza del supporto Progettazione di MRP Per creare una configurazione PROFINET IO con MRP in STEP 7 procedere nel seguente modo: 1. Creare un anello tramite i collegamenti delle porte nella vista topologica. Collegare dapprima i dispositivi in una topologia lineare. Collegare la porta non utilizzata dell'ultimo dispositivo della linea con la porta non utilizzata del primo dispositivo. L'esempio seguente mostra una CPU PN/DP e due moduli di interfaccia IM PN HF che sono collegati ad anello nella vista topologica di STEP 7. Figura 5-35 Progettazione della ridondanza del supporto 2. Selezionare il sistema PROFINET IO nella vista di rete. 3. Nella finestra di ispezione spostarsi su "Proprietà > Generale > PROFINET > Domini MRP" nel campo "Ring interconnections". Questo campo mostra tutti gli anelli topologici nel sistema IO con i rispettivi domini MRP. 4. Selezionare nel campo "Ring interconnections" l'anello creato precedentemente. La tabella seguente mostra tutti i dispositivi PROFINET nell'anello. 5. Impostare il ruolo della ridondanza del supporto di trasmissione per i dispositivi PROFINET nella colonna ruolo MRP. Figura 5-36 Dominio MRP 160 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

161 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Configurazione MRP automatica Per i dispositivi PROFINET nell'anello è possibile anche far assegnare i ruoli di ridondanza del supporto automaticamente. Per far assegnare automaticamente i ruoli della ridondanza del supporto di trasmissione fare clic sul pulsante "Configure MRP automatically". STEP 7 assegna automaticamente a ogni dispositivo nell'anello il ruolo della ridondanza del supporto di trasmissione. Dopo la configurazione MRP automatica è possibile modificare come sempre i ruoli di ridondanza del supporto nella colonna "Ruolo MRP". Possibili impostazioni della "Ridondanza del supporto" Ruolo della ridondanza del supporto In funzione dell'apparecchio utilizzato sono disponibili i ruoli ""Manager", "Manager (Auto)", "Client" e "Non si tratta di un nodo dell'anello". Regole: Un anello può avere solo un apparecchio con il ruolo "Manager". Ulteriori apparecchi con il ruolo "Manager" o "Manager (Auto)" non sono consentiti. Tutti gli altri dispositivi possono avere solo il ruolo "Client". Se un anello non ha nessun dispositivo con il ruolo "Manager" deve comunque disporre almeno di un dispositivo con il ruolo "Manager (Auto)". I dispositivi con il ruolo "Client" possono essere presenti in un numero a scelta. Porta ad anello 1/ porta anello 2 Selezionare qui la porta che si vuole progettare come porta anello 1 o porta anello 2. Nella casella di riepilogo sono visualizzate le porte selezionabili per ogni tipo di apparecchio. Se le porte sono preimpostate in fabbrica, i campi sono grigi. Se si sceglie la messa in servizio a un livello utilizzare le porte ad anello preimpostate in STEP 7. Allarmi di diagnostica Per visualizzare gli allarmi di diagnostica sullo stato MRP nella CPU locale attivare la casella di scelta "Allarmi di diagnostica". È possibile generare i seguenti tipi di allarmi di diagnostica: Errori di cablaggio o delle porte Vengono generati allarmi di diagnostica se si verificano i seguenti errori sulle porte per struttura ad anello: Un nodo vicino della porta ad anello non supporta l'mrp. Una porta ad anello è stata collegata a una porta con configurazione diversa. Una porta ad anello è collegata alla porta ad anello di un altro dominio MRP. Interruzione / ripristino (solo manager di ridondanza) In caso di interruzione dell'anello e di ripristino della configurazione originaria vengono generati degli allarmi di diagnostica. Se questi allarmi si verificano entrambi entro 0,2 secondi significa che l'anello è stato interrotto. È possibile reagire a questi eventi nel programma utente programmando la reazione adeguata nell'ob di allarme di diagnostica (OB 82). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 161

162 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Media Redundancy with Planned Duplication of frames (MRPD) Ampliamento MRP "Media Redundancy with Planned Duplication of frames" (MRPD) L'ampliamento MRP "Media Redundancy with Planned Duplication of frames" (MRPD) ha il vantaggio di assicurare l'alimentazione dei dati IO di tutti gli altri dispositivi, senza interruzioni e con tempi di aggiornamento brevi, in caso di guasto di un dispositivo o di una linea nell'anello. MRPD si basa su IRT e MRP. Per ottenere una ridondanza del supporto con tempi di aggiornamento brevi, i dispositivi PROFINET nell'anello inviano i loro dati in entrambe le direzioni. Gli apparecchi ricevono questi dati su entrambe le porte dell'anello, quindi non è più necessario il tempo di riconfigurazione dell'anello. Presupposti per la ridondanza del supporto con MRPD Tutti i nodi dell'anello devono supportare MRPD, ad es. il modulo di interfaccia IM PN HS dalla versione firmware V4.0. Per tutti i nodi dell'anello è stato progettato MRP. Ai dispositivi che non si trovano nell'anello è stato assegnato il ruolo MRP "Non si tratta di un nodo dell'anello". L'IRT è stata progettata per tutti i componenti interessati. Progettazione di MRPD Non è necessario attivare esplicitamente MRPD in STEP 7. Se sono soddisfatti tutti i requisiti MRPD la funzione è disponibile automaticamente. 162 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

163 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Livelli di ridondanza degli IO-Device con MRPD Il livello di ridondanza di un IO Device indica quanto viene influenzata la comunicazione in tempo reale in caso di un'interruzione di rete tra un IO Device e il rispettivo IO Controller. Ridondanza completa nessuna influenza, perché IO-Controller e IO-Device si trovano nello stesso anello. Ridondanza parziale Se si verifica un'interruzione su una parte non ridondante (linea) tra IO Device e IO Controller, la comunicazione in tempo reale viene influenzata. Se si verifica un'interruzione sulla parte ridondante (anello), la comunicazione in tempo reale non viene influenzata. Nessuna ridondanza: nessun percorso ridondante tra IO-Device e relativo IO-Controller, la comunicazione viene sempre influenzata. La figura seguente mostra i livelli di ridondanza degli IO Device per una configurazione di esempio con MRPD. I tre device nell'anello e lo switch hanno il tipo di ridondanza "Ridondanza completa". Il device 4 ha il livello di ridondanza "Ridondanza parziale" perché il collegamento tra switch e device non è ridondante IO-Controller nell'anello IO Device nell'anello con livello di ridondanza "Ridondanza completa" Switch nell'anello con livello di ridondanza "Ridondanza completa" IO Device nella derivazione con il livello di ridondanza "Ridondanza parziale" Figura 5-37 Esempio di configurazione con MRPD Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 163

164 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) La figura seguente mostra come vengono visualizzati i livelli di ridondanza in STEP 7 per la configurazione di esempio. Figura 5-38 Visualizzazione dei livelli di ridondanza in STEP Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

165 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Anelli multipli Anelli multipli Per ottenere una maggiore disponibilità per le reti PROFINET IO con topologia a stella, utilizzare gli anelli multipli. In una configurazione ad anello multiplo diversi rami PROFINET si diramano da uno switch (topologia a stella). I singoli rami PROFINET vanno da IO Device ad IO Device. Dall'ultimo IO Device di ciascun ramo, dei cavi PROFINET ridondanti riportano allo switch. Lo switch funge da manager. Il manager deve avere due porte ad anello per ogni anello. È possibile avere diversi anelli, SCALANCE X414 dalla versione firmware V3.10 ad es. supporta fino a 4 anelli. Il manager controlla gli anelli singolarmente e verifica di volta in volta per un dato anello (un dominio MRP) se il percorso di trasmissione è intatto utilizzando un istanza MRP. È necessaria un istanza MRP per ogni anello collegato (STEP 7 la configura automaticamente). Figura 5-39 Configurazione con più anelli Presupposti SCALANCE X300 dalla versione V4.0 SCALANCE X414 dalla versione V3.10 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 165

166 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Regole per la configurazione delle reti ad anelli multipli Ruolo MRP negli anelli multipli: Il dispositivo appartenente a tutti gli anelli deve possedere il ruolo MRP in ogni istanza registrata nell'attributo "SupportedMultipleRole" nel file GSD. Gli switch della serie SCALANCE X300 dalla V4.0 e lo switch X414 dalla versione 4.10 per gli anelli multipli supportano il ruolo MRP "Manager". Se il dispositivo appartenente a tutti gli anelli ha il ruolo "Manager" in un anello, in questo anello non possono essere presenti dispositivi con il ruolo "Manager (Auto)". Progettazione degli anelli multipli Per progettare una configurazione MRP con anelli multipli procedere nel seguente modo: 1. Nella vista topologica collegare a un anello diverso ogni porta per rete ad anello dei dispositivi che faranno parte di un dominio MRP. 2. Selezionare il sistema PROFINET IO nella vista di rete. 3. Nella finestra di ispezione spostarsi su "Proprietà > Generale > PROFINET > Domini MRP" nel campo "Ring interconnections". Questo campo mostra tutti gli anelli topologici nel sistema IO con i rispettivi domini MRP. 4. Selezionare nel campo "Ring interconnections" uno degli anelli creati precedentemente. La tabella sottostante mostra tutti i dispositivi PROFINET nell'anello. 5. Impostare il ruolo della ridondanza del supporto di trasmissione per i dispositivi PROFINET nella colonna ruolo MRP. Esempio di anelli multipli La figura seguente mostra un esempio di configurazione di anelli multipli. Figura 5-40 Configurazione di esempio con gli anelli 1 e 2. Nell esempio lo switch 1 appartiene a due anelli MRP. L'anello 1 è formato dallo switch 1 e dal PLC 1, l'anello 2 dallo switch 1 e dall'io Device 1. STEP 7 assegna automaticamente allo switch il ruolo "Manager". Agli altri dispositivi viene attribuito il ruolo "Client". Il manager si trova nel punto di incontro degli anelli 1 e 2 e li controlla indipendentemente l uno dall altro servendosi di due istanze MRP. 166 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

167 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) Un istanza MRP controlla se tutti i dispositivi dell anello 1 sono accessibili, l altra istanza controlla se lo sono quelli dell anello 2 (nell esempio ogni anello è costituito da un unico dispositivo). Le istanze MRP possono essere configurate separatamente. La seguente figura mostra entrambe le istanze MRP nel manager (interfaccia PROFINET dello switch). Nell esempio l istanza MRP 1 controlla se i dispositivi del dominio MRP "mrpdomain-1" sono accessibili. L istanza MRP 2 ha il compito di controllare i dispositivi del dominio MRP "mrpdomain-2". Figura 5-41 Impostazione della ridondanza del supporto di trasmissione per gli anelli multipli Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 167

168 5.4 Ridondanza del supporto (topologie ad anello) La figura seguente mostra l'anello 1 (mrpdomain-1). I nodi di "mrpdomain-1" sono l'interfaccia PROFINET della CPU come "Client" e l'istanza MRP 1 dell'interfaccia PROFINET dello switch come "Manager". Figura 5-42 Anello 1 La figura seguente mostra l'anello 2 (mrpdomain-2). I nodi di "mrpdomain-2" sono l'interfaccia PROFINET dell'io Device come "Client" e l'istanza MRP 2 dell'interfaccia PROFINET dello switch come "Manager". Figura 5-43 Anello Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

169 5.5 Comunicazione in tempo reale 5.5 Comunicazione in tempo reale Introduzione Proprietà PROFINET IO è un sistema di comunicazione in tempo reale scalabile basato sul protocollo di livello 2 per Fast Ethernet. Perciò con il metodo di trasmissione RT per i dati di processo con criticità temporale e IRT per i processi di alta precisione e in sincronismo di clock sono disponibili due livelli di comunicazione in tempo reale. Figura 5-44 Performance della comunicazione in tempo reale Comunicazione in tempo reale e IT La comunicazione industriale, in particolare nell'automazione della produzione e di processo, richiede una trasmissione dei dati esatta e deterministica. Perciò per lo scambio ciclico dei dati utili IO con criticità temporale PROFINET IO non utilizza TCP/IP bensì la comunicazione in tempo reale (RT) o in tempo reale isocrono (IRT) per lo scambio di dati sincronizzato a intervalli di tempo riservati. Campo di impiego di PROFINET con RT PROFINET con RT è adatto per: Applicazioni con criticità temporale nell'automazione della produzione Realizzazione di grandi configurazioni negli impianti di controllo del processo Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 169

170 5.5 Comunicazione in tempo reale Campo di impiego di PROFINET con IRT PROFINET con IRT è particolarmente adatto per: Elevato determinismo in presenza di numerose risorse per la comunicazione di dati utili I/O (dati produttivi) Elevata performance anche in presenza di numerosi nodi per la comunicazione di dati utili I/O (dati produttivi) Trasmissione parallela di dati produttivi e TCP/IP attraverso una linea, anche con grandi volumi di dati; la trasmissione dei dati produttivi è assicurata dalla larghezza di banda riservata. Norma internazionale IEC I processi di comunicazione RT e IRT sono unificati nella norma internazionale IEC RT PROFINET IO con comunicazione real-time (RT) è la soluzione ideale per il collegamento di sistemi di periferia. Si tratta di una soluzione basata su Ethernet standard per apparecchi e switch industriali diffusi in commercio utilizzati come componenti dell'infrastruttura. Non è necessario un supporto hardware particolare. Per utilizzare le funzioni PROFINET che aggiungono un plusvalore, come ad es. rilevamento della topologia, diagnostica, sostituzione dei dispositivi senza supporto di memoria estraibile/pg, occorre scegliere switch che soddisfano gli standard PROFINET secondo la norma IEC Negli switch integrati dei dispositivi PROFINET e negli switch PROFINET (ad es. della gamma SCALANCE) le funzioni PROFINET sono implementate secondo gli standard PROFINET e possono essere utilizzate senza limitazioni per l'integrazione nel sistema PROFINET IO (vedere anche il capitolo Componenti di rete attivi (Pagina 31)). Comunicazione real-time (RT) I telegrammi PROFINET IO sono prioritari rispetto ai telegrammi standard secondo la norma IEEE802.1Q. Ciò garantisce il determinismo necessario per la tecnica di automazione. Con questo procedimento i dati vengono trasmessi tramite telegrammi Ethernet prioritari. Con RT è possibile realizzare tempi di aggiornamento 250 μs. Meccanismi di switching In SIMATIC gli switch soddisfano le caratteristiche del tempo reale in PROFINET attraverso due meccanismi: "Store and Forward" e "Cut Through". Store and Forward In questo procedimento lo switch riceve i telegrammi completi e quindi li inserisce in una coda di attesa. Se lo switch supporta lo standard internazionale IEEE 802.1Q, i dati vengono ordinati nella coda di attesa in base alla priorità. I telegrammi vengono poi inoltrati selettivamente alla porta dalla quale è accessibile il nodo indirizzato (Store and Foreward). 170 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

171 5.5 Comunicazione in tempo reale Cut Through Nel procedimento Cut Through il pacchetto dei dati completo non viene bufferizzato temporaneamente, ma trasmesso direttamente alla porta di destinazione non appena è stato letto l'indirizzo di destinazione ed è stata determinata la porta. In questo modo i tempi richiesti dal pacchetto di dati per attraversare lo switch diventano minimi e non dipendono dalla lunghezza del telegramma. Soltanto se il segmento di destinazione, ovvero il tratto compreso fra la porta di destinazione e la porta dello switch successivo, è occupato, i dati vengono memorizzati provvisoriamente in base alla priorità con il metodo Store and Forward IRT Comunicazione in real-time isocrono (IRT) IRT è un procedimento di trasmissione sincronizzato per lo scambio ciclico di dati IRT tra dispositivi PROFINET. Per i dati IRT è riservata una larghezza di banda all'interno dell'intervallo di trasmissione. La larghezza di banda riservata garantisce un trasferimento dei dati IRT senza interferenze, a intervalli temporali sincronizzati e riservati, anche in presenza di un altro elevato carico della rete (ad es. la comunicazione TCP/IP o un'altra comunicazione real-time). Vantaggi PROFINET con IRT è una comunicazione sincronizzata a intervalli di tempo riservati. IRT offre la possibilità di controllare applicazioni a criticità temporale, come ad es. le applicazioni Motion Control, tramite PROFINET. Inoltre IRT offre ulteriori vantaggi: Determinismo di alta precisione, massima qualità di regolazione e quindi ad es. un posizionamento esatto degli assi Integrazione semplice e flessibile dei dispositivi PROFINET per le applicazioni in tempo reale nelle reti aziendali esistenti Tempi di reazione minimi e massimo determinismo grazie alla larghezza di banda riservata, quindi idoneo anche per applicazioni con max. requisiti di performance (ad es. regolazione di pressione/posizione nelle presse; riconoscimento dell'etichettatura nelle macchine per imballaggio) Comunicazione standard sicura parallela alla comunicazione in tempo reale attraverso lo stesso mezzo di trasmissione È possibile continuare a utilizzare i componenti standard del sistema PROFINET IO al di fuori del dominio Sync Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 171

172 5.5 Comunicazione in tempo reale Proprietà del real-time isocrono Per l'irt è indispensabile la progettazione della topologia. Oltre alla larghezza di banda riservata, per l'ulteriore ottimazione dello scambio di dati i telegrammi vengono scambiati su percorsi di trasmissione definiti. Le informazioni topologiche della progettazione vengono utilizzate per la pianificazione della comunicazione. In questo modo sono garantiti i momenti di invio e di ricezione di ogni singolo telegramma di dati per ogni nodo di comunicazione. Ciò permette di sfruttare al massimo la larghezza di banda con la migliore performance possibile nel sistema PROFINET IO. L'IRT consente di realizzare tempi di aggiornamento con il massimo determinismo 125 µs e un'accuratezza del jitter dell'intervallo di trasmissione < 1 µs. Con IRT è possibile realizzare applicazioni in sincronismo di clock (vedere il capitolo Sincronismo di clock (Pagina 197)). * Il tempo di aggiornamento minimo dipende dalla CPU utilizzata. I tempi di aggiornamento supportati da una CPU sono indicati nei dati tecnici nel manuale del prodotto della CPU. Nota IWLAN e IRT I dispositivi PROFINET collegati a PROFINET IO attraverso degli Access Point non supportano l'irt. Sincronizzazione Il presupposto per la comunicazione IRT è un clock di sincronizzazione per tutti i dispositivi PROFINET in un dominio Sync per la distribuzione di una base di tempo comune. Questa sincronizzazione di base consente di ottenere un sincronismo del ciclo di trasmissione dei dispositivi PROFINET in un dominio Sync. Un master Sync dà la cadenza e gli slave Sync si sincronizzano su questa cadenza. Sia un IO Controller che un IO Device può assumere il ruolo di master Sync. Il guasto del master Sync comporta il guasto di tutti gli IO Device con IRT. I master Sync e gli slave Sync sono sempre nodi di un dominio Sync. All'interno del dominio Sync viene riservata un'ampiezza della banda per la comunicazione IRT. La comunicazione real-time e non real-rime (comunicazione TCP/IP) è possibile al di fuori dell'ampiezza di banda riservata. Dominio Sync di default Una volta creata una sottorete PROFINET, si genera automaticamente anche uno speciale dominio Sync: il dominio Sync di default. Tutti i dispositivi PROFINET progettati per la sottorete PROFINET appartengono automaticamente a questo dominio Sync. Per ulteriori informazioni sulla creazione dei domini Sync consultare la Guida in linea a STEP Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

173 5.5 Comunicazione in tempo reale Intervalli di tempo del ciclo di comunicazione Il ciclo di comunicazione si suddivide in tre intervalli di tempo, rappresentati nella grafica seguente: Figura 5-45 Ampiezza di banda riservata Dati IRT (comunicazione sincronizzata) Questo intervallo di tempo può essere riservato in determinati passi, a seconda dell'intervallo di trasmissione. All'interno di questo periodo vengono trasmessi esclusivamente dati IRT. Dati RT (comunicazione in tempo reale) In questo arco di tempo vengono trasmessi i dati RT. Ai dati RT viene data maggiore priorità rispetto ai "normali" dati TCP/IP. I dati TCP/IP e i telegrammi Ethernet possono avere una priorità compresa tra 1 e 7. I dati RT hanno la priorità 6. Dati TCP/IP (comunicazione standard) La comunicazione standard (ad es. TCP/IP) viene trasmessa alla fine, nell'intervallo di tempo residuo del ciclo di comunicazione. In STEP 7 è possibile impostare il rapporto tra dati IO ciclici e comunicazione standard nell'utilizzo dell'ampiezza di banda. L'impostazione dell'utilizzo dell'ampiezza di banda è descritto nel capitolo Impostazione dell'utilizzo dell'ampiezza di banda per l'intervallo di trasmissione (Pagina 179) Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 173

174 5.5 Comunicazione in tempo reale RT e IRT a confronto Principali differenze tra RT e IRT Tabella 5-2 Confronto tra RT e IRT Proprietà RT IRT Tipo di trasmissione Determinismo È necessario il supporto hardware tramite speciali Ethernet Controller Applicazione in sincroniscmo di clock Momento di avvio dell'applicazione con sincroniscmo di clock Priorità dei telegrammi RT in base alla priorità Ethernet (tag VLAN) Varianza della durata della trasmissione dovuta alla condivisione della larghezza di banda con altri protocolli (ad es.tcp/ip) Non richiesto - Sì Switching in funzione del percorso basato su una pianificazione del percorso di comunicazione; nessuna trasmissione di frame TCP/IP nell'intervallo di tempo con la comunicazione IRT. Trasmissione esatta pianificata, i momenti di invio e ricezione sono garantiti per qualsiasi topologia. Necessario - Momenti per la ricezione dei dati esattamente pianificati. L'applicazione può essere avviata in sincronismo con il ciclo. 174 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

175 5.5 Comunicazione in tempo reale Progettazione di PROFINET IO con IRT Introduzione Per progettare un sistema PROFINET IO con IRT è necessario configurare i dispositivi PROFINET IO. Questi dispositivi PROFINET devono supportare l'irt. Specificare quale dispositivo dovrà sincronizzare gli altri dispositivi come master Sync. A tal fine configurare un dominio Sync con un master Sync e almeno uno slave. Presupposti È presente un sistema IO con un IO Controller e almeno un IO Device. È stata progettata la topologia per il sistema IO. I dispositivi supportano IRT. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 175

176 5.5 Comunicazione in tempo reale Procedimento Per abilitare un sistema IO esistente per l'utilizzo di IRT procedere nel seguente modo: 1. Selezionare l'interfaccia PROFINET dell'io Controller. 2. Nella finestra di ispezione spostarsi fino a "Opzioni ampliate > Impostazioni Realtime > Sincronizzazione". Figura 5-46 IRT, progettazione del master Sync 3. In "Ruolo di sincronizzazione" assegnare all'io Controller il ruolo di master Sync. 4. Selezionare le interfacce PROFINET di un IO Device correlato. 176 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

177 5.5 Comunicazione in tempo reale 5. Nella finestra di ispezione spostarsi fino a "Opzioni ampliate > Impostazioni Realtime > Sincronizzazione". Figura 5-47 IRT, progettazione dello slave Sync 6. Attivare la classe RT "IRT". All'IO Device viene assegnato automaticamente il ruolo di sincronizzazione "Slave Sync". 7. Le impostazioni si possono verificare e correggere in qualsiasi momento con il pulsante "Impostazioni dominio". Oppure 1. Nella vista di rete evidenziare il sistema PROFINET IO. 2. Fare clic sul sistema PROFINET IO. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 177

178 5.5 Comunicazione in tempo reale 3. Nella finestra di ispezione spostarsi sul nodo del dominio Sync desiderato. Figura 5-48 IRT, progettazione del dominio Sync 4. Eseguire tutte le impostazioni direttamente nelle tabelle: Selezionare un sistema IO. Impostare il ruolo di sincronizzazione "Master Sync" per l'io Controller. Modificare la classe RT degli IO Device in "IRT". In questo modo viene assegnato automaticamente all'io Device il ruolo di sincronizzazione "Slave Sync". A questo punto la configurazione con PROFINET può essere caricata nei dispositivi. 178 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

179 5.5 Comunicazione in tempo reale Impostazione dell'utilizzo dell'ampiezza di banda per l'intervallo di trasmissione Livelli dell'ampiezza di banda Per PROFINET IO con IRT è possibile stabilire quale percentuale max. dell'intervallo di trasmissione si vuole utilizzare per la comunicazione ciclica IO. In STEP 7 esistono le seguenti opzioni di impostazione dell'utilizzo dell'ampiezza di banda: Max. 25% dati IO ciclici. Focalizzazione sui dati non ciclici. Max. 37,5% dati IO ciclici. Focalizzazione sui dati non ciclici. Max. 50% dati IO ciclici. Rapporto equilibrato. Max. 90% dati IO ciclici. Focalizzazione sui dati IO ciclici. (Presupposti: l'opzione "Consenti 'High Performance'" è attivata). Impostazione dell'utilizzo dell'ampiezza di banda Per impostare l'utilizzo dell'ampiezza di banda per un sistema PROFINET IO in STEP 7, procedere nel modo seguente: 1. Selezionare il sistema IO nella vista di rete di STEP Nella finestra di ispezione spostarsi su "Proprietà > Generale > PROFINET > Gestione dominio > Domini Sync > Nome dominio Sync > Dettagli". 3. Selezionare nella casella di riepilogo "Utilizzo dell'ampiezza di banda" il livello di utilizzo dell'ampiezza di banda desiderato. Figura 5-49 Impostazione dell'utilizzo dell'ampiezza di banda L'impostazione dell'utilizzo dell'ampiezza di banda per IRT con massima performance è descritto nel capitolo Progettazione di IRT con massima performance (Pagina 191). Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 179

180 5.5 Comunicazione in tempo reale Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET Ottimizzazione di PROFINET con RT PROFINET consente di realizzare una comunicazione ad alte prestazioni su tutti i livelli. La figura seguente mostra un esempio di topologia PROFINET ottimizzata. Figura 5-50 Topologia PROFINET ottimizzata 180 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

181 5.5 Comunicazione in tempo reale Quando si configura la topologia della rete PN è opportuno distribuire le varie applicazioni per l'automazione in diversi rami della rete in modo che sia sempre a disposizione una riserva di larghezza di banda sufficiente anche per i futuri ampliamenti. Se si inseriscono dispositivi Ethernet standard nella topologia della rete o si utilizza la comunicazione Ethernet standard, tener conto del carico che questi esercitano sulla rete ed eventualmente adeguare la topologia (max. larghezza di banda 100 MBit/s). Per la comunicazione con le reti sovraordinate che hanno un traffico dati elevato utilizzare percorsi più diretti possibile verso l'infrastruttura della rete. Inoltre leggere le direttive di installazione ( dell'organizzazione degli utenti PROFIBUS. Configurazione di PROFINET con IRT Per la configurazione e il funzionamento di un sistema PROFINET IO in modalità IRT attenersi alle seguenti regole, che consentono di garantire un funzionamento ottimale del sistema PROFINET IO. Se si utilizza l'irt è necessario configurare la topologia. In questo modo vengono calcolati con esattezza tempo di aggiornamento, ampiezza di banda e altri parametri. Se si vogliono utilizzare più domini Sync, progettare una boundary del dominio Sync per la porta collegata a un dispositivo PROFINET dell'altro dominio Sync. In un dominio Sync è possibile progettare un solo master Sync per volta. Un sistema PROFINET IO può appartenere a un solo dominio Sync. Se si progettano dispositivi PROFINET in un dominio Sync e li si vuole sincronizzare con IRT, i dispositivi PROFINET in questione devono supportare la comunicazione IRT. Se possibile, utilizzare lo stesso dispositivo PROFINET come PROFINET IO Controller e master Sync. Se si sincronizza solo una parte dei dispositivi PROFINET di un sistema PROFINET IO attenersi a quanto segue: Assegnare ai dispositivi PROFINET che non partecipano alla comunicazione IRT nel dominio Sync la classe RT "RT" e il ruolo di sincronizzazione "Non sincronizzato". Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 181

182 5.5 Comunicazione in tempo reale Applicazioni per CPU con diverse interfacce PROFINET IO Collegamento di macchine: la configurazione comprende macchine che che si trovano su rami IO separati. Attraverso l'interfaccia PROFINET IO X2 è possibile gestire una comunicazione in tempo reale tra più CPU. Utilizzare le funzionalità I-Device o Shared-I- Device. La figura seguente mostra un esempio di configurazione in cui due macchine sono collegate all'interfaccia X2 con una relazione I-Device. Figura 5-51 Accoppiamento I-Device attraverso l'interfaccia 2.PNIO Suddivisione per compiti di automazione: Per i compiti di automazione che richiedono maggiori requisiti di performance e determinismo, utilizzare PROFINET con IRT attraverso l'interfaccia X1. Per gli ulteriori compiti che si possono realizzare con RT utilizzare l'interfaccia X2. Se si utilizza l'interfaccia X2 come interfaccia PROFINET IO con una delle seguenti CPU, questo può influire sulla performance: CPU 1515(F)-2 PN CPU 1515T-2 PN CPU 1516(F)-3 PN/DP CPU 1516(F)pro-2 PN Ulteriori informazioni sono disponibili al capitolo Interfaccia PROFINET (Pagina 24) e nel manuale di guida alle funzioni Tempi di ciclo e di reazione ( 182 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

183 5.5 Comunicazione in tempo reale Sovrapposizione topologica dei sistemi IO nelle applicazioni multi controller In una configurazione con diversi IO Controller si aggiungono ai percorsi condivisi i carichi di rete di tutti i sistemi PROFINET IO. Per evitare carichi di comunicazione elevati nelle applicazioni multi controller, attenersi alle raccomandazioni seguenti. Evitare percorsi condivisi da diversi sistemi IO. La figura seguente mostra una configurazione con due sistemi PROFINET IO che utilizzano percorsi comuni. 1 Percorso condiviso Figura 5-52 Applicazione multicontoller con percorso condiviso Nella figura seguente i due sistemi PROFINET IO non utilizzano percorsi condivisi. Figura 5-53 Applicazione multi controller con percorsi separati Se non è possibile una separazione: Aumentare il tempo di aggiornamento degli IO Device interessati. Direttive di configurazione dell'organizzazione degli utenti PROFIBUS La direttiva per l'installazione si trova in Internet ( Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 183

184 5.5 Comunicazione in tempo reale Limitazione dell alimentazione di dati nella rete Limitazione dell alimentazione di dati nella rete sulle interfacce PROFINET La funzione "Limita alimentazione dati nella rete" limita a un valore max. il carico della rete della comunicazione Ethernet standard che viene alimentata nella rete dall interfaccia. Ciò non riguarda la comunicazione in tempo reale ciclica (RT/IRT). In un sistema PROFINET IO si possono verificare carichi di rete critici causati dalla comunicazione Ethernet standard. Tutti i dispositivi in un sistema PROFINET IO devono supportare la limitazione dell'alimentazione di dati nella rete. Se si utilizzano dispositivi che alimentano molta "Comunicazione Ethernet standard" nel sistema PROFINET IO, potrebbe essere necessario adeguare la topologia. A seconda dell'interfaccia è possibile attivare o disattivare la funzione "Limita alimentazione dati nella rete". Se si utilizza l'interfaccia X1 di una CPU S come IO Controller o come I-Device, la funzione "Limita alimentazione dati nella rete" è sempre attiva. Esempio: Se non si utilizza l'interfaccia X1 di una CPU S come IO Controller o come I-Device, è possibile attivare o disattivare la funzione. Vantaggi della limitazione dell'alimentazione di dati Suddivisione dell'ampiezza di banda per la comunicazione Ethernet standard tra i dispositivi: nelle reti PROFINET la comunicazione ciclica in tempo reale e la comunicazione Ethernet standard condividono la stessa rete. Di conseguenza, per la comunicazione Ethernet standard resta solo un'ampiezza di banda limitata. La limitazione dell'alimentazione dei dati fa sì che l'ampiezza di banda restante per la comunicazione Ethernet standard non venga occupata da un singolo dispositivo ma che possa essere suddivisa tra diversi dispositivi. Livellamento dei picchi nell'alimentazione dei dati: la limitazione dell'alimentazione dei dati livella i picchi di carico della comunicazione Ethernet standard (ad es. Open User Communication, accessi dal server Web). Limitazione dei problemi nell'alimentazione dei dati: se le applicazioni in un dispositivo generano troppi dati, questi dati non vengono trasmessi alla rete PROFINET. Gli effetti negativi (ad es. perdita di dati, interruzione della comunicazione) rimangono limitati al dispositivo e al suo partner di comunicazione. Ulteriori nodi non vengono disturbati. 184 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

185 5.5 Comunicazione in tempo reale Impostazione della limitazione dell alimentazione di dati nella rete per una CPU Per impostare la limitazione dell alimentazione dei dati nella rete procedere nel seguente modo: 1. Selezionare l interfaccia della CPU nella vista di rete di STEP Nella finestra di ispezione spostarsi su "Proprietà > Generale > Opzioni avanzate > Opzioni dell'interfaccia". 3. Attivare o disattivare la casella di scelta "Limita alimentazione dati nella rete". Figura 5-54 Limitazione dell alimentazione di dati nella rete Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 185

186 5.6 PROFINET con Performance Upgrade 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Performance Upgrade Il Performance Upgrade realizza l Application Class "High Performance" della specifica PROFINET V2.3. Performance Upgrade offre una serie di misure finalizzate, per PROFINET con comunicazione IRT, al raggiungimento dei seguenti vantaggi: Riduzione dei ritardi del tempo di esecuzione negli IO Device Aumento dell ampiezza di banda per i dati IO ciclici Riduzione dell ampiezza di banda occupata dai telegrammi PROFINET Riduzione degli intervalli di trasmissione Grazie all'ottimizzazione realizzata con Performance Upgrade è possibile gestire il sistema PROFINET IO con più nodi a fronte dello stesso intervallo di trasmissione o con un intervallo di trasmissione minore mantenendo lo stesso numero di nodi. Con PROFINET finora era possibile raggiungere intervalli di trasmissione di 250 µs. Con il Performance Upgrade con procedimento Fast Forwarding, Dynamic Frame Packing e frammentazione ora è possibile raggiungere intervalli di trasmissione in sincronismo di clock fino a 125 µs a prescindere dalla performance della CPU (vedere i dati tecnici nei manuali del prodotto). Gli intervalli di trasmissione brevi consentono comunque la comunicazione standard. Il Performance Upgrade è utile per realizzare applicazioni con requisiti elevati di velocità e intervalli di trasmissione. 186 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

187 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Dynamic Frame Packing Dynamic Frame Packing Finora vengono trasferiti singoli frame PROFINET IO per ogni PROFINET IO Device. Il Performance Upgrade utilizza per le topologie lineari il procedimento Dynamic Frame Packing che si basa sul metodo di somma dei frame. Con il metodo di somma dei frame un frame contiene i dati utili per i nodi adiacenti di una linea. Con il Dynamic Frame Packing, inoltre, ogni IO-Device preleva i propri dati utili dal frame e inoltra il resto. Il frame si riduce da IO Device a IO Device. Dynamic Frame Packing migliora lo sfruttamento dell ampiezza di banda in una topologia lineare. La figura seguente mostra come funziona il procedimento Dynamic Frame Packing prendendo come esempio un frame che contiene i dati utili per 3 IO Device Il frame PROFINET IO contiene i dati utili per tutti e 3 gli IO-Device (verde, blu, arancione). Il frame PROFINET IO raggiunge il primo IO-Device. L'IO-Device preleva i suoi dati utili (verde) dal frame e inoltra il restante frame. Il frame PROFINET IO contiene i dati utili per due IO-Device (blu, arancione). Il frame PROFINET IO raggiunge il secondo IO-Device. L'IO-Device preleva i suoi dati utili (blu) dal frame e inoltra il restante frame. Il frame PROFINET IO contiene i dati utili per un IO Device (arancione). Il frame PROFINET IO raggiunge l'ultimo IO-Device. L'IO-Device accoglie l'intero frame compresi i dati utili (arancione). Figura 5-55 Dynamic Frame Packing (DFP) Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 187

188 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Gruppi DFP Dynamic Frame Packing raggruppa automaticamente gli IO Device che supportano Performance Upgrade in gruppi DFP. Gli IO Device si possono raggruppare in gruppi DFP se sono ordinati in fila lungo una linea e hanno lo stesso tempo di aggiornamento e di controllo della risposta. Non appena si supera una dimensione max. del frame per il gruppo DFP o si raggiunge un numero max. di membri per un gruppo DFP, Dynamic Frame Packing apre automaticamente un nuovo gruppo DFP. In STEP 7 i gruppi DFP vengono visualizzati in Gestione dominio > Domini Sync > Nome del dominio di sincronizzazione > Nodi nel campo IO Device. Figura 5-56 Visualizzazione dei gruppi DFP in STEP 7 Nota Dynamic Frame Packing con tempi di controllo risposta brevi Se si imposta il parametro "Numero dei cicli di aggiornamento accettati senza dati IO" a più di 31 per un IO Device, Dynamic Frame Packing non inserisce questo IO Device in un gruppo DFP. 188 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

189 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Frammentazione La trasmissione di un frame Ethernet standard completo con dati TCP/IP dura fino a 125 µs. Il tempo di ciclo per i dati PROFINET IO non può essere ridotto a piacere. Il Performance Upgrade utilizza il procedimento di frammentazione che suddivide i telegrammi TCP/IP in telegrammi parziali. Tramite diversi clock di trasmissione, i telegrammi parziali vengono trasmessi al dispositivo di destinazione nel quale vengono ricomposti per ricostituire il telegramma TCP/IP originale. La frammentazione è il requisito necessario per tempi di ciclo inferiori ai 250 µs. In questi intervalli di trasmissione brevi è possibile utilizzare una maggiore ampiezza di banda per i dati IO ciclici perché i frammenti dei frame Ethernet standard occupano una larghezza di banda decisamente minore che un frame Ethernet standard completo. La figura seguente mostra il funzionamento del procedimento di frammentazione Un frame Ethernet standard con dati TCP/IP è di max. 125 µs. Con la frammentazione il frame Ethernet standard viene suddiviso in telegrammi parziali. I telegrammi parziali vengono suddivisi in diversi intervalli di trasmissione brevi. Figura 5-57 Frammentazione Nota L'interfaccia PROFINET IO dell'io Controller supporta la frammentazione se tutte le porte sono disattivate tranne una. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 189

190 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Fast Forwarding Per decidere se inoltrare un telegramma o se utilizzarlo, un dispositivo PROFINET IO necessita dell ID del frame. Finora erano necessari 1440 ns prima che l ID del frame si trovasse nell'io Device. Il Performance Upgrade utilizza il procedimento Fast Forwarding, in cui l ID del frame è collocato più avanti nel telegramma. Il tempo di attraversamento nel Device si riduce a 320 ns. Con il Fast Forwarding si riduce il tempo di esecuzione dei frame nel sistema PROFINET IO. In particolare nelle topologie lineari, ad anello e ad albero i vantaggi per la performance sono decisivi. La figura seguente mette a confronto l'esecuzione di un frame PROFINET IO da parte di un IO Device con Fast Forwarding e senza Fast Forwarding Avvio: Entrambi i frame PROFINET raggiungono l'io Device. Gli IO Device iniziano a verificare i frame in base al rispettivo ID Dopo 320 ns: Senza Fast Forwarding: l'io Device sta ancora controllando l'id del frame PROFINET. Con Fast Forwarding: l'io Device riceve l'id dal frame PROFINET e inoltra il frame. Dopo 1440 ns: Senza Fast Forwarding: l'io Device riceve l'id dal frame PROFINET e inoltra il frame. Il frame PROFINET con Fast Forwarding "è in vantaggio" rispetto al frame PROFINET senza Fast Forwarding. Figura 5-58 Fast Forwarding 190 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

191 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Progettazione di IRT con massima performance Le applicazioni high-end con comunicazione IO richiedono requisiti di massima potenza di elaborazione degli IO, ad es. per il controllo di pale eoliche (Converter Control). Per utilizzare la comunicazione IRT con la massima Performance nel sistema PROFINET IO, attivare l'opzione "Consenti High Performance ". Gli effetti di un attivazione dell'opzione "Consenti High Performance sono i seguenti: È possibile impostare intervalli di trasmissione di 187,5 µs e 125 µs (CPU 1518), oppure. di 187,5 (CPU 1517), vedere i dati tecnici nei manuali del prodotto della CPU. È possibile impostare un utilizzo dell ampiezza di banda maggiore per i dati IO ciclici È possibile utilizzare l'opzione "Consente di utilizzare il 'Fast Forwarding'". Presupposti CPU S a partire dalla versione firmware V2.0 Attivazione dell opzione Consenti 'High Performance' Per attivare la funzione Consenti High Performance procedere nel seguente modo: 1. Selezionare il sistema PROFINET IO nella vista di rete di STEP Nella finestra di ispezione spostarsi su Proprietà > Generale > PROFINET > Gestione dominio > Domini Sync > Nome dominio Sync. 3. Attivare l'opzione "Consenti High Performance ". Figura 5-59 Attivazione di High Performance Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 191

192 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Utilizzo di una maggiore ampiezza di banda per i dati IO ciclici Presupposti: è stata attivata l opzione Consenti 'High Performance. Per impostare una maggiore ampiezza di banda per i dati IO ciclici per il sistema PROFINET IO procedere come segue: 1. Selezionare il sistema IO nella vista di rete di STEP Nella finestra di ispezione spostarsi su Proprietà > Generale > PROFINET > Gestione dominio > Domini Sync > Nome dominio Sync > Dettagli. 3. Selezionare nella casella di riepilogo "Max. 90% dati IO ciclici. Focalizzazione sui dati IO ciclici.". Figura 5-60 Utilizzo di una maggiore ampiezza di banda per i dati IO ciclici Nota Utilizzo dell'ampiezza di banda per il funzionamento in sincronismo di clock Se si utilizza il sistema PROFINET IO in sincronismo di clock, evitare l'impostazione per l'utilizzo dell'ampiezza di banda "Max. 90% dati IO ciclici. Focalizzazione sui dati IO ciclici.". 192 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

193 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Impostazione di intervalli di trasmissione brevi (CPU PN/DP) Presupposti: è stata attivata l opzione Consenti 'High Performance. 1. Selezionare il sistema PROFINET IO nella vista di rete di STEP Nella finestra di ispezione spostarsi su Proprietà > Generale > PROFINET > Gestione dominio > Domini Sync > Nome dominio Sync. 3. Selezionare l intervallo di trasmissione nella casella di riepilogo "Intervallo di trasmissione". Figura 5-61 Impostazione di intervalli di trasmissione brevi Presupposti per la frammentazione (CPU PN/DP) Se si utilizzano le seguenti combinazioni per l'intervallo di trasmissione e le impostazioni dell'ampiezza di banda, i dispositivi nel sistema IO utilizzano il procedimento di frammentazione. Intervallo di trasmissione di 125 μs: sempre frammentazione indipendentemente dall'impostazione dell'ampiezza di banda. Intervallo di trasmissione di 187,5 µs: frammentazione con le impostazioni dell'ampiezza di banda "Max. 50% dati IO ciclici. Rapporto equilibrato." e "Max. 90% dati IO ciclici. Focalizzazione sui dati IO ciclici." L'interfaccia PROFINET IO del Controller supporta la frammentazione se tutte le porte sono disattivate tranne una. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 193

194 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Ottimizzazione delle impostazioni delle porte per intervalli di trasmissione brevi L'utilizzo dell'ampiezza di banda si può ulteriormente ottimizzare nel sistema PROFINET IO utilizzando tra i dispositivi cavi con una lunghezza contenuta (< 20 m) o un tempo di propagazione del segnale breve (max µs). Per progettare cavi con una lunghezza minore o un tempo di propagazione del segnale breve in STEP 7 procedere nel modo seguente: 1. Selezione la porta nella vista topologica di STEP Nella finestra di ispezione spostarsi fino a "Interconnessione di porte nel campo Porta partner. 3. Selezionare l'opzione "Lunghezza del cavo" o "Tempo di propagazione del segnale". 4. Selezionare la lunghezza dei cavi o inserire il tempo di propagazione del segnale. Figura 5-62 Ottimizzazione delle impostazioni delle porte per intervalli di trasmissione brevi 194 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

195 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Consentire il Fast Forwarding Presupposti: Per poter utilizzare il Fast Forwarding per un PROFINET IO Device è necessario che il device supporti questo metodo. È stata attivata l opzione "Consenti 'High Performance'" L'interfaccia PROFINET IO supporta il Fast Forwarding se tutte le porte sono disattivate tranne una. Per consentire il Fast Forwarding procedere come segue: 1. Selezionare il sistema PROFINET IO nella vista di rete di STEP Nella finestra di ispezione spostarsi su "Proprietà > Generale > PROFINET > Gestione dominio > Domini Sync > Nome dominio Sync". 3. Attivare l'opzione "Consente di utilizzare il 'Fast Forwarding'". Figura 5-63 Consentire il Fast Forwarding Nota Fast Forwarding e IPv6 Il funzionamento di Fast Forwarding con IPv6 non è supportato. Non appena un IO Device nella sottorete utilizza un indirizzo IPv6, non è consentito attivare il "Fast Forwarding". Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 195

196 5.6 PROFINET con Performance Upgrade Esempio di configurazione per IRT con massima performance La figura seguente mostra un esempio di configurazione con la quale raggiungere la massima performance. La porta 1 dell'interfaccia X1 della CPU è disattivata. La porta 2 dell interfaccia X1 e le porte dei moduli di interfaccia sulla linea utilizzano le impostazioni seguenti: supporto di trasmissione rame, lunghezza cavo < 20 m o tempo di propagazione del segnale max. 0,12 µs Attraverso le interfacce X2 e X3 della CPU o attraverso la porta libera alla fine della linea è possibile creare un collegamento PG alla CPU. Figura 5-64 Esempio di configurazione per IRT con massima performance Per il dominio Sync utilizzare le seguenti impostazioni: Attivare l'opzione "Consenti High Performance ". Impostare l intervallo di trasmissione a 125 µs. Attivare l'opzione "Consente di utilizzare il 'Fast Forwarding'". Comunicazione Ethernet Standard con IRT a massima performance Anche in un sistema PROFINET IO, la comunicazione Ethernet Standard a massima performance è ancora possibile. Accertarsi che nell'io Controller i nodi IRT vengano disposti per primi e che i nodi Ethernet Standard vengano disposti alla fine della linea. In presenza di un grande volume di dati nella comunicazione Ethernet Standard, è consigliabile ridurre il carico di rete separando la comunicazione Ethernet Standard dalla comunicazione ciclica in tempo reale. Esempio: utilizzare per la comunicazione PROFINET IO l'interfaccia X1 e per la comunicazione Ethernet Standard un'altra interfaccia. 196 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

197 5.7 Sincronismo di clock 5.7 Sincronismo di clock Che cos'è il sincronismo di clock? Qual è la funzione del sincronismo di clock? Se i trasporti pubblici urbani funzionassero effettivamente a dovere e i tempi di sosta venissero ridotti al minimo assoluto, non di rado i passeggeri arriverebbero in ritardo alle fermate. Il tempo complessivo della percorrenza, tuttavia, è determinato dalle singole corse di ferrovia, autobus o metropolitana, perché una sincronizzazione granulare può garantire risultati migliori. Lo stesso vale per la tecnica di automazione decentrata, perché non solo la rapidità dei singoli cicli è importante, ma anche il loro coordinamento e la loro sincronizzazione assicurano un flusso ottimale. Just in Time Figura 5-65 Clock di sistema Il tempo di reazione breve e affidabile di un sincronismo di clock si basa sul fatto che tutti i dati vengono resi disponibili Just In Time. Il ciclo PROFINET IO equidistante determina il clock. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 197

198 5.7 Sincronismo di clock Vantaggi del sincronismo di clock L'impiego del sincronismo di clock permette regolazioni ad alta precisione. Regolazioni ottimizzate Determinismo Lettura coerente (simultanea) dei dati di ingresso Emissione coerente (simultanea) dei dati di uscita Impiego del sincronismo di clock La proprietà di sistema "Sincronismo di clock" consente di rilevare valori di misura e dati di processo con un clock di sistema costante. Con lo stesso clock di sistema viene elaborato il segnale fino all'attivazione sul morsetto di uscita. Il sincronismo di clock contribuisce così a migliorare la qualità della regolazione e quindi la precisione della produzione. Esso consente inoltre di ridurre drasticamente possibili variazioni nei tempi di reazione del processo. L'elaborazione a intervalli sicuri può essere utilizzata per un ciclo della macchina più elevato. Il sincronismo di clock si addice particolarmente laddove i valori di misura devono essere rilevati in modo sincrono, i movimenti devono essere coordinati e le reazioni del processo devono essere definite e simultanee. I campi di impiego del sincronismo di clock perciò sono molto diversi Applicazioni del sincronismo di clock Esempio: misura in diversi punti con sincronismo di clock Nell'ambito del processo di produzione di alberi a camme è necessario che questi ultimi vengano misurati con la massima precisione per assicurarne la massima qualità. Figura 5-66 Misura di alberi a camme 198 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

199 5.7 Sincronismo di clock Ciclo di lavorazione con sincronismo di clock Se si usa la proprietà di sistema "sincronismo di clock" i valori di misura vengono rilevati a cadenze prestabilite e contemporaneamente nei diversi punti di misura. e la riduzione dei tempi richiesti dallo stesso. Da ciò risulta il seguente ciclo di lavorazione: Rotazione continua dell'albero a camme Misura della deviazione delle camme e posizionamento sincrono durante la rotazione continua Elaborazione del successivo albero a camme Con un'unica rotazione dell'albero a camme, perciò, vengono misurati in modo sincrono tutte le posizioni dell'albero e i relativi valori di misura (rosso). Il ciclo della macchina aumenta a fronte di una precisione di misura uguale o migliore. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 199

200 5.7 Sincronismo di clock Sequenza cronologica della sincronizzazione Dalla lettura dei dati di ingresso all'emissione dei dati di uscita Qui di seguito è spiegata la sequenza cronologica di base di tutti i componenti compresi nella sincronizzazione: Lettura dei dati di ingresso in sincronismo di clock Trasporto dei dati di ingresso all'io Controller (CPU) attraverso la sottorete PROFINET Ulteriore elaborazione nell'applicazione della CPU in sincronismo di clock Trasporto dei dati di uscita all'io Device di emissione attraverso la sottorete PROFINET Emissione dei dati di uscita in sincronismo di clock T_DC TI TO Ciclo dati (Time_DataCycle) Tempo di lettura dei dati di ingresso Tempo di emissione dei dati di uscita Figura 5-67 Sequenza cronologica della sincronizzazione 200 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

201 5.7 Sincronismo di clock Perché all'inizio di ogni ciclo PROFINET IO successivo tutti i dati di ingresso siano pronti per il trasporto attraverso il ramo PROFINET IO, l'inizio del ciclo di lettura della periferia viene anticipato del tempo TI. TI è il "flash" per gli ingressi; in questo momento vengono letti tutti gli ingressi sincronizzati. TI è necessario per compensare la conversione analogico-digitale, i tempi del bus backplane e affini. Il tempo di anticipo TI può essere progettato da STEP 7 o dall'utente. Si consiglia di fare assegnare TI automaticamente da STEP 7. Il ramo PROFINET IO trasporta i dati di ingresso all'io Controller. L'applicazione può essere avviata in sincronismo con il ciclo, ovvero l'ob di allarme in sincronismo di clock viene richiamato dopo un tempo di ritardo parametrizzabile. Il programma utente nell'ob di allarme in sincronismo di clock determina la reazione del processo e appronta per tempo i dati di uscita entro l'inizio del successivo ciclo di dati. La lunghezza del ciclo di dati viene sempre progettata dall'utente. TO è la compensazione del bus backplane e della conversione digitale-analogico all'interno dell'io Device. TO è il "flash" per le uscite; in questo momento vengono emesse le uscite sincronizzate. Il tempo TO può essere progettato da STEP 7 o dall'utente. Si consiglia di fare assegnare TO automaticamente da STEP 7. Periferia decentrata con e senza sincronismo di clock In un IO Controller è possibile combinare periferia decentrata con sincronismo di clock e periferia decentrata senza sincronismo di clock. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 201

202 5.7 Sincronismo di clock Basi della programmazione Programmazione negli OB di allarme in sincronismo di clock La parte di programma con sincronismo di clock viene programmata esclusivamente negli OB di allarme in sincronismo di clock dall'ob 61 all'ob 64. Poiché vengono elaborati gli allarmi in sincronismo di clock con priorità elevata, nell'ob 6x dovrebbero essere elaborate solo le parti di programma a criticità temporale. L'allarme in sincronismo di clock viene richiamato con il tempo di ritardo progettato. Accesso alla periferia con sincronismo di clock mediante richiamo di funzioni di sistema La periferia con sincronismo di clock si aggiorna esclusivamente mediante il richiamo delle istruzioni "SYNC_PI" e "SYNC_PO" e quindi nella relativa immagine di processo parziale. Nota Per evitare che vengano riconsegnati all'ob6x dei dati incoerenti, rinunciare all'utilizzo delle istruzioni "DPRD_DAT" e "DPWR_DAT" (accesso ai dati diretto) nell'ob in sincronismo di clock. L'accesso diretto alle aree della periferia fornisce valori del processo attuali, che tuttavia non corrispondono necessariamente ai valori forniti da "SYNC_PI" e "SYNC_PO". Le istruzioni "SYNC_PI" e "SYNC_PO" possono aggiornare l'immagine di processo parziale solo nell'intervallo di esecuzione consentito, il quale si estende dalla fine dello scambio di dati ciclico in PROFINET IO fino al momento che precede la fine di T_DC, in cui le uscite possono ancora essere copiate per tempo. Lo scambio di dati deve iniziare in questo intervallo di tempo. Se l'intervallo di esecuzione viene violato con l'elaborazione delle istruzioni "SYNC_PI" e SYNC_PO", queste ultime inviano un messaggio di errore. Un grafico con la rappresentazione del'intervallo di esecuzione e i relativi tempi è illustrato nel seguente capitolo. Modelli di elaborazione del programma A seconda dell'ordine in cui le istruzioni "SYNC_PI" e "SYNC_PO" vengono richiamate nell'ob 6x e del fattore del ciclo di applicazione impostato, l'elaborazione del programma si può suddividere in due modelli di base: Modello IPO (Input Process Output; lettura degli ingressi, elaborazione, scrittura delle uscite) con fattore del ciclo di applicazione = 1 Modello IPO (Input Process Output; lettura degli ingressi, elaborazione, scrittura delle uscite) con fattore del ciclo di applicazione > Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

203 5.7 Sincronismo di clock Elaborazione del programma secondo il modello IPO con ciclo di applicazione = 1 Identificazione del modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 1 Il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 1 è caratterizzato dal fatto che l'elaborazione dei dati E/A si conclude all'interno di un clock di sistema T_DC. Questo modello assicura i tempi di reazione più brevi. Modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 1 Con il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 1 risulta un tempo di elaborazione dal "morsetto di ingresso" al "morsetto di uscita" costante pari a TI + T_DC + TO. Come tempo di reazione del processo è possibile garantire TI + 2 T_DC + TO. Figura 5-68 Elaborazione del programma secondo il modello IPO con ciclo dell'applicazione = 1 La figura mostra il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 1 dall'acquisizione all'elaborazione nella CPU fino all'emissione dei valori di processo. Il tempo di ritardo viene calcolato da STEP 7 oppure può essere registrato dall'utente (vedere il capitolo Impostazione del ciclo di applicazione e del tempo di ritardo (Pagina 209)). Durante questo intervallo di tempo i dati di ingresso letti e i dati di uscita scritti sono in fase di trasferimento su PROFINET IO. Il tempo di ritardo è impostato per default all'inizio dell'intervallo di esecuzione. Il programma utente in sincronismo di clock nell'ob 6x inizia dall'istruzione "SYNC_PI" e finisce con l'istruzione "SYNC_PO". Le istruzioni "SYNC_PI" e "SYNC_PO" possono essere elaborate solo nell'intervallo di esecuzione. L'elaborazione del programma utente si deve concludere entro il ciclo di dati T_DC. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 203

204 5.7 Sincronismo di clock Elaborazione del programma secondo il modello IPO con ciclo di applicazione > 1 Identificazione del modello IPO con fattore del ciclo di applicazione > 1 Il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione > 1 è un modello IPO su più cicli di dati T_DC, con un'emissione ritardata di un clock di applicazione (OB 6x). L'immissione e l'elaborazione vengono effettuate nello stesso clock di applicazione. L'emissione avviene all'inizio del clock di applicazione successivo, subito dopo la prossima immissione. Le istruzioni "SYNC_PI" e "SYNC_PO" devono essere richiamate nell'intervallo di esecuzione del primo ciclo di dati T_DC del ciclo dell'applicazione. (Disponibile solo lì se il fattore del ciclo dell'applicazione > 1.) Per il resto, l'elaborazione del programma utente nell'ob 6x avviene in seguito a "SYNC_PO" e si estende fino al ciclo o ai cicli di dati successivi T_DC. Figura 5-69 Elaborazione del programma secondo il modello IPO con fattore del ciclo dell'applicazione > 1 La figura mostra l'andamento del segnale del modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 2 dall'acquisizione all'elaborazione nell'io Controller fino all'emissione dei valori di processo. Il tempo di ritardo TM viene calcolato da STEP 7. Durante questo intervallo di tempo i dati di ingresso letti e i dati di uscita scritti sono in fase di trasferimento su PROFINET IO. Il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione > 1 è particolarmente adatto nell'ob6x per configurazioni di periferia di dimensioni considerevoli con un vasto programma utente. Questo modello consente tempi di calcolo più lunghi per l'elaborazione dei dati di ingresso e il rilevamento dei corrispondenti dati di uscita. Con il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione > 1 risulta un tempo di elaborazione dal "morsetto di ingresso" al "morsetto di uscita" costante pari a TI + (fattore del ciclo di applicazione + 1) x T_DC + TO. Come tempo di reazione del processo è possibile garantire TI + (2 x fattore del ciclo di applicazione + 1) T_DC + TO. 204 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

205 5.7 Sincronismo di clock Progettazione del sincronismo di clock Introduzione Qui di seguito è descritta la progettazione del sincronismo di clock di un modulo sulla base del sistema di periferia decentrata ET 200MP come IO Device. Il procedimento tuttavia è valido anche per altri sistemi di periferia decentrata (ad es. ET 200S o ET 200SP). L'IO Controller è una CPU S Presupposti La vista di rete in STEP 7 è aperta. È stata collocata una CPU S (ad es. CPU PN/DP). Un modulo di interfaccia IM PN HF (ET 200MP) è collocato e collegato in rete con la CPU. Esistono tutti i presupposti per una configurazione IRT, ovvero: Le porte della CPU e del modulo di interfaccia sono collegate. La classe RT del modulo di interfaccia è impostata su "IRT" (campo "Opzioni avanzate > Impostazioni Realtime > Sincronizzazione"). Sono stati assegnati i ruoli "Master Sync" e "Slave Sync". Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 205

206 5.7 Sincronismo di clock Procedimento Per creare un collegamento tra periferia e programma utente in sincronismo di clock procedere nel modo seguente: 1. Selezionare l'im PN HF nella vista di rete di STEP 7 e passare alla vista dispositivi. 2. Inserire un modulo di periferia utilizzabile in sincronismo di clock (modulo seguito dalla sigla "HF"). 3. Nella finestra di ispezione del modulo di periferia selezionato spostarsi su "Indirizzi di I/O". Figura 5-70 Progettazione del sincronismo di clock in STEP Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

207 5.7 Sincronismo di clock 4. Nell'area degli indirizzi I/O definire le impostazioni seguenti: Attivare l'opzione "Funzionamento in sincronismo di clock". Selezionare un'immagine di processo parziale, ad es. la numero 1. Fare clic sulla casella di riepilogo "Blocco organizzativo assegnato" e successivamente sul pulsante "Inserisci oggetto" o selezionare un OB esistente. Figura 5-71 Creazione del blocco organizzativo per la programmazione del sincronismo di clock Si apre una finestra di dialogo per la selezione dei blocchi organizzativi. Selezionare l'ob "Synchronous Cycle" e confermare con "OK". Se l'assegnazione dei numeri è automatica viene generato e aperto l'ob 61. Nella finestra di ispezione il campo "Sincronizzazione di clock" è evidenziato ed è possibile proseguire direttamente con l'impostazione del ciclo di applicazione e del tempo di ritardo e iniziare la programmazione dell'ob nella parte dell'istruzione. 5. Inserire ulteriori IO Device secondo necessità nella vista di rete e adeguare la configurazione e le impostazioni del sincronismo di clock. 6. Per richiamare le informazioni sulle ampiezze di banda calcolate o sull'adeguamento dell'intervallo di trasmissione selezionare la sottorete e spostarsi nell'area corrispondente del Sync Domain Management nella finestra di ispezione. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 207

208 5.7 Sincronismo di clock Programmazione del sincronismo di clock Per utilizzare l'impianto in sincronismo di clock anche il programma utente deve essere configurato nel modo opportuno. Creare in un modulo di periferia in un OB di sincronizzazione di clock (OB 6x) (vedere sopra). La periferia isocrona è accessibile da un'immagine di processo parziale, perciò gli indirizzi dei moduli isocroni devono trovarsi in un'unica immagine di processo parziale. Gli accessi alla periferia isocrona si devono programmare con le istruzioni SYNC_PI e SYNC_PO nell'ob di allarme in sincronismo di clock. Se il ciclo dell'applicazione = 1 richiamare all'inizio dell'ob di allarme in sincronismo di clock l'istruzione SYNC_PI, purché sia stata selezionata l'impostazione automatica per il tempo di ritardo. L'istruzione SYNC_PO si richiama alla fine dell'ob 6x. Se il ciclo dell'applicazione è > 1, richiamare all'inizio dell'ob di allarme in sincronismo di clock l'istruzione SYNC_PO, quindi l'istruzione SYNC_PI e infine il programma utente vero e proprio. 208 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

209 5.7 Sincronismo di clock Impostazione del ciclo di applicazione e del tempo di ritardo Presupposti È stata creata una configurazione in sincronismo di clock in STEP 7. È stato creato un OB di allarme in sincronismo di clock. L'OB di allarme in sincronismo di clock è aperto. Impostazione del ciclo di applicazione e del tempo di ritardo Per impostare il ciclo per l'applicazione in sincronismo di clock procedere come indicato nel seguito: 1. Aprire la finestra di dialogo "Proprietà" dell'ob di sincronizzazione di clock in questione. 2. Fare clic sul gruppo "Sincronismo di clock" all'interno della navigazione dell'area. 3. Impostare il ciclo dell'applicazione in "Ciclo di applicazione (ms)". Aprire l'elenco a discesa e selezionare il ciclo di applicazione. L'elenco contiene come possibili valori per il ciclo di applicazione dei multipli dell'intervallo di trasmissione PROFINET. Nella seguente figura l'intervallo di trasmissione PROFINET è di 2 ms. Figura 5-72 Impostazione del ciclo di applicazione Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 209

210 5.7 Sincronismo di clock Impostazione del tempo di ritardo STEP 7 imposta per default il tempo di ritardo all'inizio dell'intervallo di esecuzione. In questo modo l'aggiornamento in sincronismo di clock dell'immagine di processo parziale viene effettuato automaticamente nell'intervallo di esecuzione del ciclo dell'applicazione. Il tempo di ritardo può essere impostato anche manualmente. Un tempo di ritardo più breve consente di ottenere un tempo di elaborazione maggiore per il programma utente nell'ob di allarme in sincronismo di clock. Se si effettua l'impostazione manualmente tener conto del fatto che le istruzioni "SYNC_PI" e "SYNC_PO" devono essere richiamate entro l'intervallo di esecuzione del ciclo dell'applicazione. Per impostare il tempo di ritardo per l'applicazione in sincronismo di clock procedere come indicato nel seguito: 1. Aprire la finestra di dialogo "Proprietà" dell'ob di sincronizzazione di clock in questione. 2. Fare clic sul gruppo "Sincronismo di clock" all'interno della navigazione dell'area. 3. Disattivare la casella di controllo "Impostazione automatica". 4. Immettere il valore desiderato in "Tempo di ritardo (ms)". Figura 5-73 Impostazione del tempo di ritardo 210 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

211 5.8 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile 5.8 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Definizione Gli IO Device che non sono dotati di uno slot per un supporto di memoria estraibile (ad es. ET 200SP, ET 200MP) o che supportano la funzionalità PROFINET sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/pg possono essere sostituiti senza che sia inserito un supporto di memoria con il nome del dispositivo memorizzato e senza che il nome del dispositivo debba essere assegnato con il PG. All'IO Device sostituito il nome di dispositivo non viene più assegnato dal supporto di memoria estraibile o dal PG bensì dall'io Controller. Per l'assegnazione del nome al dispositivo, l'io Controller impiega la topologia progettata e le correlazioni con i nodi vicini rilevate dagli IO Device. Figura 5-74 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Nota Quando si sostituisce un dispositivo assicurarsi che i cavi PROFINET siano nuovamente inseriti nelle porte corrette come progettato in STEP 7. In caso contrario l'impianto non si avvia. Vantaggi La funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/pg" offre i vantaggi seguenti: Dopo la sostituzione, l'io Device riceve il nome automaticamente dall'io Controller. Non è più necessario assegnare il nome del dispositivo con il PG o con un supporto di memoria estraibile. Non è necessario un supporto di memoria estraibile per l'io Device sostituito. Assegnazione dei nomi ai dispositivi semplificata per le macchine in serie che hanno la stessa configurazione e la stessa topologia prefissata. Non è più necessario assegnare i nomi ai dispositivi manualmente tramite supporto di memoria estraibile/pg. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 211

212 5.8 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Quali dispositivi supportano la sostituzione senza supporto di memoria estraibile? Una panoramica dei dispositivi che supportano la funzione "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile" si trova in questa FAQ ( Funzione di sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/pg Correlazione con i nodi vicini La correlazione con i nodi vicini indica la relazione fisica tra due porte di dispositivi PROFINET adiacenti. Un dispositivo PROFINET collegato attraverso una delle sue porte su un percorso Ethernet fisico con una determinata porta del secondo dispositivo PROFINET ha con quest'ultimo (nodo adiacente) una correlazione diretta. I dispositivi PROFINET possono essere sia dei terminali, come ad es. IO Controller e IO Device con una porta, sia componenti di rete come ad es. switch, IO Controller e IO Device con diverse porte. Guasto e sostituzione di un IO Device L'esempio seguente descrive la sostituzione di un dispositivo senza supporto di memoria estraibile in caso di guasto di un IO Device. Figura 5-75 Esempio di configurazione della sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Per la sostituzione del dispositivo l'io Controller dispone delle informazioni seguenti: Dispositivo PROFINET Controllore Switch Pressa Macina Pompa Alias dei dispositivi "port-001.switch" "port-002.controllore", "port-001.pressa", "port-001.pompa" "port-002.switch", "port-001.macina" "port-002.pressa" "port-004.switch" In questo esempio si guasta l'io Device con il nome di dispositivo "Macina": 212 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

213 5.8 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Presupposti Il dispositivo PROFINET sostituito non ha un nome. Principio di assegnazione dei nomi Viene considerato il guasto dell'io Device "Macina". 1. L'IO Controller interroga il nome del dispositivo dell'io Device sostituito. 2. L'IO Controller riconosce che l'io Device con l'alias "port-002.pressa" non ha un nome di dispositivo. 3. Attraverso l'alias "port-002.pressa" dell'io Device guasto l'io Controller assegna all'io Device sostituito il nome di dispositivo "Macina". Nota Se si inserisce un dispositivo con la funzionalità PROFINET sostituzione dei dispositivi senza supporto di memoria estraibile/pg in un punto diverso da quello definito nella progettazione, al dispositivo viene assegnato un altro nome. Prima di riutilizzare un dispositivo inserito nel punto sbagliato resettarlo allo stato di fornitura Sostituzione di un IO Device senza supporto di memoria estraibile Introduzione In un sistema di automazione può essere necessario sostituire gli IO Device. Solitamente agli IO Device viene assegnato un nome dispositivo inserendo un supporto di memoria estraibile oppure tramite il PG. La CPU identifica l'io Device da questo nome. Con determinati presupposti un IO Device può essere sostituito senza inserire un supporto di memoria estraibile (ad es. memory card) o senza PG. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 213

214 5.8 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Presupposti La topologia del sistema PROFINET IO con i rispettivi IO Device deve essere già stata progettata. Con la progettazione della topologia vengono comunicate al sistema PROFINET IO e all'io Controller le correlazioni con i nodi vicini di tutti i dispositivi PROFINET presenti nel sistema PROFINET IO. Dalle correlazioni con i nodi vicini predefinite dalla topologia prefissata e da quelle determinate in base ai dispositivi PROFINET reali, l'io Controller è in grado di identificare l'io Device sostituito anche senza nome, di assegnargli il nome progettato e l'indirizzo IP e quindi di reinserirlo nel traffico dei dati utili. Gli IO Device interessati del sistema di automazione devono supportare la sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile. Se alcuni IO Device del sistema di automazione non supportano la sostituzione dei dispositivi senza supporto di memoria estraibile, per l'io Device in questione viene visualizzato un relativo messaggio. Nota Come dispositivi sostitutivi utilizzare soltanto degli IO Device nuovi oppure impostare prima degli IO Device già parametrizzati nello stato di fornitura. Attivazione/disattivazione della sostituzione dispositivi senza supporto di memoria La funzione sostituzione dispositivi senza supporto di memoria è attivata per default nell'io Controller. Per disattivare la funzione di sostituzione dispositivi senza supporto di memoria, procedere nel modo seguente: 1. Nella vista dispositivi o nella vista di rete di STEP 7 selezionare l'interfaccia PROFINET dell'io Controller relativo. 2. Nelle proprietà dell'interfaccia in "Impostazioni avanzate > Opzioni dell'interfaccia" disattivare la casella di scelta "Supporta la funzione Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile". Per utilizzare nuovamente la funzione di sostituzione dei dispositivi senza supporto di memoria, attivare la casella di scelta "Supporta la funzione Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile" Consenti sovrascrittura del nome del dispositivo PROFINET Con l'opzione "Consenti sovrascrittura del nome del dispositivo PROFINET di tutti gli IO Device assegnati" è possibile sovrascrivere i nomi di dispositivo PROFINET degli IO Device all'avvio della CPU. Questa opzione riduce ad es. i tempi di sostituzione di un dispositivo durante la messa in servizio automatica. 214 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

215 5.8 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Presupposti L'IO Controller supporta l'opzione "Consenti sovrascrittura del nome dispositivo di tutti gli IO Device assegnati", ad es. la CPU 1215C DC/DC/DC dalla versione firmware V4.0 Effetti dell'opzione "Consenti sovrascrittura dei nomi dispositivi PROFINET di tutti gli IO Device assegnati" Quando è attivata l'opzione "Consenti sovrascrittura del nome dispositivo PROFINET di tutti gli IO Device assegnati", l'io Controller (CPU) può sovrascrivere i nomi dei dispositivi PROFINET degli IO Device nel sistema IO. I sistemi IO utilizzabili più volte possono essere impiegati solo se l'opzione è attivata. Prima di procedere alla sovrascrittura, l'io Controller verifica la rispondenza del tipo dell'io Device con il tipo progettato. AVVERTENZA Nome del dispositivo PROFINET errato Se è attivata l'opzione "Consenti sovrascrittura del nome del dispositivo PROFINET di tutti gli IO Device assegnati", i dispositivi collegati in modo errato possono ricevere dalla progettazione un nome di dispositivo PROFINET errato. A seconda della periferia collegata il funzionamento errato può causare la morte, gravi lesioni o danni materiali. Per evitare rischi, durante la sostituzione di un dispositivo verificare in ogni caso se il nuovo dispositivo collegato è adeguato e se il collegamento porta corrisponde alla topologia di riferimento progettata. Se non è stata attivata l'opzione corrispondente, l'io Controller non potrà sovrascrivere i nomi dispositivo degli IO Device. In questo caso sarà necessario, ad es. dopo una modifica di un nome dispositivo PROFINET nella progettazione o in caso di una sostituzione del dispositivo, assegnare manualmente il nome dispositivo PROFINET nell'io Device oppure cancellare il nome dispositivo dell'io Device prima della messa in servizio automatica. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 215

216 5.8 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Tipica fonte di pericolo Quando si sostituisce un IO Device ("caso standard") è ampiamente garantito che il dispositivo sostituito venga collegato in funzione del collegamento porta progettato. Nella figura seguente è illustrato il caso in cui i collegamenti di due rami PROFINET con la stessa struttura vengono scambiati su due porte switch. Poiché l'io Controller assegna i nomi dispositivo in base alla topologia di riferimento, il collegamento errato dei dispositivi influenza notevolmente l'assegnazione. In questo caso, comandando diversi attuatori i pericoli possono derivare dall'impianto. 1 Switch con rami PROFINET collegati 2 Il dispositivo A, nome dispositivo IOD-1 : comanda il motore 1 3 Il dispositivo B, nome dispositivo IOD-10 : comanda il motore 10 4 Il dispositivo A comanda il motore 10 5 Il dispositivo B comanda il motore Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

217 5.8 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile Procedimento Per modificare l'opzione "Consenti sovrascrittura del nome dispositivo PROFINET di tutti gli IO Device assegnati" procedere nel seguente modo: 1. Nella vista di rete o nella vista dispositivi selezionare l'interfaccia PROFINET della CPU per la quale si intende modificare l'opzione. 2. Selezionare l'area "Opzioni avanzate", sezione "Opzioni dell'interfaccia". 3. Modificare l'opzione. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 217

218 5.9 Progetto per macchine di serie 5.9 Progetto per macchine di serie Introduzione I progetti per macchine di serie sono progetti STEP 7 che utilizzano una serie di funzioni innovative per una facile progettazione e messa in servizio di soluzioni di automazione flessibili per macchine di serie o macchine con struttura modulare. Una configurazione hardware composta da un IO Controller e da un numero qualsiasi di IO Device collegati rappresenta un "master del sistema PROFINET IO". Questo master è progettato con una configurazione massima basata su un modello dalla quale è possibile derivare diverse opzioni per le varie macchine di serie con, ad es., varianti costruttive del sistema IO differenti. Flessibilità su tutti i livelli I progetti per macchine di serie presentano le seguenti caratteristiche principali: Da un unico progetto con configurazione massima progettata è possibile caricare diverse versioni di una macchina di serie (opzioni del sistema IO). Il progetto per macchine di serie riguarda tutte le versioni (opzioni) del sistema IO. Un'opzione del sistema IO può essere facilmente collegata sul posto ad una rete esistente. La flessibilità è garantita in diversi modi: Con un'adeguata progettazione si possono adattare i parametri dell'indirizzo IP dell'io Controller sul posto, utilizzando pochi strumenti. In questo modo è possibile integrare con poche operazioni una macchina di serie in diversi impianti o collegarla più volte ad una rete. I sistemi IO che presentano questa proprietà vengono definiti sistemi IO utilizzabili più volte. Con una progettazione e programmazione opportuna è possibile utilizzare sul posto opzioni del sistema IO con diverse configurazioni che si distinguono per gli IO Device impiegati o la rispettiva disposizione. Poiché la configurazione concreta del sistema IO viene comandata dal programma utente, si parla di controllo di configurazione per sistemi IO. A prescindere dalle funzioni precedentemente descritte, con un'opportuna progettazione e programmazione è possibile utilizzare in un unico progetto diverse opzioni della stazione da dispositivi centrali o da dispositivi di periferia decentrata. I dispositivi possono differenziarsi per i moduli selezionati e la rispettiva disposizione. Poiché la configurazione concreta della stazione viene comandata dal programma utente si parla anche di controllo di configurazione. 218 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

219 5.9 Progetto per macchine di serie Ulteriori informazioni Per ulteriori informazioni sui sistemi IO utilizzabili più volte consultare il capitolo Sistemi IO utilizzabili più volte (Pagina 219). Per ulteriori informazioni sul controllo di configurazione per i sistemi IO consultare il capitolo Controllo di configurazione per i sistemi IO (Pagina 228). Per ulteriori informazioni sul controllo di configurazione consultare il manuale di sistema S7-1500, ET 200MP ( Sistemi IO utilizzabili più volte Informazioni utili sui sistemi IO utilizzabili più volte Soluzioni di automazione riutilizzabili Una soluzione di automazione utilizzabile in modo flessibile, come ad es. nel caso delle macchine di serie, può essere impiegata nei seguenti casi: La macchina (e quindi il sistema PROFINET IO) viene utilizzata più volte presso i clienti. La macchina viene utilizzata in diversi impianti presso vari clienti. In questo caso la soluzione di automazione deve soddisfare i seguenti presupposti: Una configurazione/un programma può essere caricata/o in diverse macchine dello stesso tipo senza dover apportare modifiche. Per collegare la macchina all'infrastruttura di rete preesistente è necessario apportare adeguamenti minimi sul posto. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 219

220 5.9 Progetto per macchine di serie La figura seguente mostra come si carica una soluzione di automazione con sistema IO utilizzabile più volte in diversi sistemi di automazione e come si adatta sul posto un sistema di automazione all'infrastruttura di rete esistente. 1 2 Caricare la configurazione con sistema IO utilizzabile più volte Impostare sul posto l'indirizzo IP e il nome di dispositivo per l'io Controller Figura 5-76 Principio del sistema IO utilizzabile più volte Principi I componenti di automazione per una macchina comprendono un sistema PROFINET IO costituito da un IO Controller (interfaccia PROFINET di una CPU) e dai rispettivi IO Device. Impostando "Sistema IO utilizzabile più volte" nel sistema IO si trasforma il progetto STEP 7 in un "Progetto per macchine di serie". L'impostazione "Sistema IO utilizzabile più volte" fa sì che STEP 7 esegua particolari impostazioni e verifiche della configurazione. Tali impostazioni garantiscono che il sistema IO sia un sistema chiuso e non dipenda da componenti esterni. Presupposti STEP 7 V13 o superiore L'IO Controller supporta la funzione "Sistema IO utilizzabile più volte", ad es. una CPU 1512SP-1 PN dalla versione firmware V Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

221 5.9 Progetto per macchine di serie Regole Le seguenti regole valgono per un sistema IO utilizzabile più volte: Nessun IO Device deve essere configurato come Shared Device. Le porte dei dispositivi devono essere collegate. I dispositivi per i quali non è stato progettato il collegamento porta, come ad es. il modulo di interfaccia IM IWLAN (ET 200pro PN), non sono utilizzabili con STEP 7 V13 come IO Device in un sistema IO utilizzabile più volte. Se un IO Device in un sistema IO utilizzabile più volte è un I-Device (CPU come IO Device "intelligente"): Se l'i-device ha un sistema IO subordinato, non deve essere collegato alla stessa interfaccia PROFINET dell'io Controller sovraordinato. Nota: se l'i-device è stato progettato con un file GSD PROFINET, STEP 7 non può verificare che questa regola sia stata rispettata. In questo caso la verifica spetta all'utente. 1 2 I-Device nel sistema IO utilizzabile più volte. L'interfaccia PROFINET viene utilizzata come IO Device. Non è collegato nessun altro sistema IO. Un sistema IO subordinato nell'i-device è collegato a un'altra interfaccia PROFINET. Figura 5-77 Esempio di configurazione di un sistema IO con I-Device utilizzabile più volte L'interfaccia PROFINET dell'i-device deve essere impostata su "Parametrizzazione dell'interfaccia PN tramite l'io Controller sovraordinato". Se è stato configurato MRP (Media Redundancy Protocol): Gli IO Device del sistema IO utilizzabile più volte devono far parte dello stesso dominio MRP. Se è stato configurato IRT (Isochronous Real Time): Tutti gli IO Device del sistema IO utilizzabile più volte devono appartenere allo stesso dominio Sync. Il dominio Sync non può contenere altri IO Device. Con STEP 7 V13 gli IE/PB Link non possono essere utilizzati come IO Device nel sistema IO utilizzabile più volte. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 221

222 5.9 Progetto per macchine di serie Progettazione L'impostazione che definisce se una configurazione è utilizzabile più volte può essere attivata nelle proprietà del sistema IO. Gli altri parametri dei dispositivi progettati vengono quindi impostati automaticamente da STEP 7 e verificati durante la compilazione. Condizioni generali Per evitare che il progetto relativo a una macchina di serie presenti dipendenze da altri dispositivi esterni alla macchina attenersi a quanto segue: Un progetto per macchine di serie è composto da un IO Controller e dai rispettivi IO Device. Nel progetto per macchine di serie configurare quindi solo una CPU come IO Controller e i rispettivi IO Device. Non utilizzare collegamenti bilaterali per la comunicazione, ma solo collegamenti unilaterali o non specificati. Spiegazione: per progettare la comunicazione in un progetto STEP 7 è anche possibile impostare i parametri dell'indirizzo IP nel progetto. Tuttavia quest'operazione non è possibile per sistemi IO utilizzabili più volte perché i parametri dell'indirizzo IP vengono assegnati dall'io Controller e dai rispettivi IO Device solo sul posto. Al momento della progettazione quindi i parametri dell'indirizzo IP non sono noti. Se si desidera progettare comunque la comunicazione con dispositivi su PROFINET, ad es. con un coordinatore centrale, è possibile utilizzare solo meccanismi di comunicazione di questo tipo i quali consentono un'assegnazione dinamica dei parametri dell'indirizzo IP nel programma utente. Esempio: Open User Communication Se il dispositivo è progettato ad es. come punto finale attivo (iniziatore del collegamento), i parametri dell'indirizzo IP possono essere mantenuti ad es. in un blocco dati. Solo al momento della messa in servizio si assegnano al blocco dati i parametri dell'indirizzo IP attualmente validi. Il sistema non supporta questo tipo dinamico di parametrizzazione dell'indirizzo IP, vale a dire che se si modifica la configurazione del sistema, i parametri dell'indirizzo IP non vengono adattati automaticamente. L'utilizzo delle istruzioni per l'open User Communication è descritto nella Guida in linea a STEP 7 ricercando questa parola chiave. 222 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

223 5.9 Progetto per macchine di serie Configurazione dei sistemi IO utilizzabili più volte Presupposti STEP 7 V13 o superiore L'IO Controller supporta la funzione "Sistema IO utilizzabile più volte", ad es. una CPU 1512SP-1 PN dalla versione firmware V1.6. Procedimento Nel seguito viene descritta la configurazione di una macchina di serie sull'esempio di una CPU S CPU. Per creare un nuovo progetto per macchine di serie procedere come segue: 1. Creare un progetto. 2. Configurare una CPU come IO Controller, ad es. una CPU PN/DP dalla versione firmware V Configurare gli IO Device necessari e assegnarli all'io Controller. 4. Progettare il collegamento tra le porte dei dispositivi. 5. Selezionare il sistema IO in modo da poterne modificare le proprietà nella finestra di ispezione. 6. Attivare la casella di scelta "Sistema IO utilizzabile più volte" nell'area "Generale" della finestra di ispezione. Figura 5-78 Attivazione di "Sistema IO utilizzabile più volte" Risultato: STEP 7 effettua le seguenti impostazioni: Il nome dispositivo dell'io Controller (CPU) nel progetto per le macchine di serie è impostato su "Consenti adeguamento nome dispositivo PROFINET direttamente nel dispositivo". Inizialmente l'io Controller (CPU) non ha un nome di dispositivo PROFINET. Il protocollo IP dell'io Controller (CPU) è impostato su "Consenti la modifica dell'indirizzo IP direttamente nel dispositivo". Inizialmente la CPU non ha un indirizzo IP. L'opzione "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile" viene attivata automaticamente. Questa opzione fa sì che sia possibile la messa in servizio automatica. L'operatore che effettua la messa in servizio non deve più assegnare sul posto i nomi dispositivo negli IO Device. Durante l'avviamento l'io Controller assegna agli IO Device il nome dispositivo e l'indirizzo IP in base alla topologia di riferimento e ad altre impostazioni. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 223

224 5.9 Progetto per macchine di serie Il nome dispositivo degli IO Device è impostato su "Genera nome del dispositivo PROFINET automaticamente" (in base al nome dell'io Device progettato). Il protocollo IP dell'io Device è impostato su "Consenti la modifica dell'indirizzo IP tramite l'io Controller". Inizialmente gli IO Device non hanno un indirizzo IP. Se un IO Device non è un sistema di periferia decentrata tipico (ad es. un sistema ET 200), ma un dispositivo diverso, ad es. un HMI, modificare l'opzione su "Consenti la modifica dell'indirizzo IP direttamente nel dispositivo", vedere più avanti. Il numero di dispositivo per gli IO Device viene assegnato automaticamente e viene utilizzato sul posto per rendere univoco l'indirizzo IP. Affinché l'io Controller possa successivamente adeguare il nome dispositivo presso il gestore, deve essere attivata l'opzione "Consenti sovrascrittura del nome del dispositivo PROFINET" (Parametri CPU, Proprietà dell'interfaccia PROFINET, area Indirizzi Ethernet). Per default questa opzione è disattivata. La seguente figura illustra le impostazioni dell'indirizzo IP e del nome del dispositivo PROFINET descritte più sopra. 1 2 Dopo il caricamento della configurazione dal progetto per le macchine di serie, l'io Controller non dispone di nome dispositivo e di indirizzo IP. Dopo il caricamento gli IO Device dispongono del nome e del numero di dispositivo, ma non dell'indirizzo IP. Figura 5-79 Impostazioni dell'indirizzo IP e del nome del dispositivo PROFINET 224 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

225 5.9 Progetto per macchine di serie Come si imposta l'indirizzo IP di un IO Device sul posto Nel seguito vengono illustrate le opzioni "Consenti la modifica dell'indirizzo IP tramite l'io Controller" e "Consenti la modifica dell'indirizzo IP direttamente nel dispositivo" progettabili generalmente in un sistema IO utilizzabile più volte. Se nel sistema IO è stata impostata l'opzione "Sistema IO utilizzabile più volte", STEP 7 seleziona automaticamente l'opzione "Consenti la modifica dell'indirizzo IP tramite l'io Controller" negli IO Device. In questo caso è l'io Controller ad assegnare all'io Device l'indirizzo IP in base all'indirizzo IP che gli è stato attribuito sul posto (vedere il prossimo capitolo). Questa opzione è utile se l'io Device è un'apparecchiatura da campo, ad es. un ET 200MP, un ET 200SP, un ET 200AL o un altro sistema di periferia decentrata. Se l'io Device non è una "normale" apparecchiatura da campo ma, ad es., un dispositivo HMI con un sistema operativo Windows, l'opzione "Consenti la modifica dell'indirizzo IP tramite l'io Controller" non funziona. In questo caso selezionare l'opzione "Consenti la modifica dell'indirizzo IP direttamente nel dispositivo". L'indirizzo IP deve essere quindi assegnato al dispositivo sul posto, accertandosi che sia compatibile con gli indirizzi IP degli altri IO Device e dell'io Controller Modifica in loco dei sistemi IO utilizzabili più volte Bastano poche operazioni per adeguare la macchina che è stata caricata con il progetto per le macchine di serie. Si devono adeguare sul posto solo il nome dispositivo e l'indirizzo IP dell'io Controller. I nomi dispositivo e gli indirizzi IP degli IO Device risultano da questi adeguamenti. Questo esempio spiega quali sono gli effetti delle impostazioni effettuate sul posto su due moduli macchina reali. Le impostazioni sul posto possono essere effettuate ad es. con il display della CPU e i tool per la messa in servizio quali Primary Setup Tool (PST) o PRONETA. Pur essendo possibili anche su un dispositivo di programmazione con STEP 7, queste impostazioni non richiedono necessariamente la disponibilità di quest'ultimo. Presupposti Nella macchina è stato caricato un progetto per macchine di serie (vedere Configurazione dei sistemi IO utilizzabili più volte (Pagina 223)). Il display è pronto oppure il tool per l'assegnazione dell'indirizzo IP e del nome dispositivo è disponibile (ad es. PST Tool, STEP 7). Le porte dell'io Controller e degli IO Device sono interconnesse come previsto dalla progettazione. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 225

226 5.9 Progetto per macchine di serie Procedimento Tener conto delle condizioni generali e delle istruzioni per la messa in servizio delle S Per ulteriori informazioni sulla messa in servizio di una CPU S consultare il manuale di sistema S7-1500, ET 200MP ( Per adeguare sul posto una macchina di serie procedere nel seguente modo: 1. Collegare la macchina alla rete. 2. Collegare alla CPU il dispositivo per l'assegnazione dell'indirizzo IP e del nome dispositivo, ad es. un PG/PC con il rispettivo software. 3. Assegnare l'indirizzo IP e il nome dispositivo all'io Controller. 4. Avviare la CPU. L'IO Controller assegnerà agli IO Device il nome dispositivo PROFINET adeguato e un indirizzo IP univoco. Per l'assegnazione è necessario rispettare le seguenti regole: I nomi dispositivo degli IO Device risultano dalla concatenazione dei seguenti componenti, separati da un punto: <Nome dell'io Device configurato nel progetto per le macchine di serie>.<nome del rispettivo IO Controller impostato nel dispositivo> Gli indirizzi IP degli IO Device vengono definiti in base all'indirizzo IP progettato sul posto per l'io Controller e in base al numero di dispositivo (somma). Nota Accertarsi che non vengano generati indirizzi IP doppi nella sottorete durante l'assegnazione. In questo caso l'io Controller non assegna un nuovo indirizzo IP. Nella seguente figura sono stati assegnati all'io Controller della prima macchina il nome dispositivo "m1" e l'indirizzo IP Alla seconda macchina sono stati assegnati il nome dispositivo "m2" e l'indirizzo IP Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

227 5.9 Progetto per macchine di serie I nomi dispositivo e gli indirizzi IP risultanti sono indicati nella figura. 1 2 Figura 5-80 Impostazione del nome dispositivo e dell'indirizzo IP nell'io Controller Dopo l'avviamento gli IO Device dispongono di un nome dispositivo aggiornato (<nome dispositivo progettato>.<nome dispositivo dell'io Controller>) e di un indirizzo IP adeguato (= <indirizzo IP dell'io Controller> + <numero dispositivo>) Esempio di assegnazione dell'indirizzo IP e del nome di dispositivo nel caso di un "Sistema IO utilizzabile più volte" Vedere anche Configurazione dei sistemi IO utilizzabili più volte (Pagina 223) Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 227

228 5.9 Progetto per macchine di serie Controllo di configurazione per i sistemi IO Informazioni utili sul controllo di configurazione per i sistemi IO Con il controllo di configurazione dei sistemi IO è possibile creare da un progetto di macchina in serie diverse caratteristiche concrete per una macchina in serie. È possibile variare in modo flessibile la configurazione di un sistema IO per una determinata applicazione finché la configurazione reale può derivare dalla configurazione progettata. La configurazione progettata rappresenta quindi l'insieme principale di tutte le configurazioni reali che si possono derivare. La figura seguente mostra un esempio di come da un progetto per macchine di serie risultino due sistemi IO con un numero diverso di IO Device. Figura 5-81 Esempio di controllo di configurazione per i sistemi PROFINET IO I seguenti paragrafi spiegano come progettare e programmare un sistema PROFINET IO in modo da potere ad es. mettere in servizio una macchina di serie sul posto senza software di progettazione. 228 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

229 5.9 Progetto per macchine di serie Criterio Il principio del controllo di configurazione è già noto a livello del dispositivo e consente un impiego flessibile delle unità/dei moduli ("Ampliamenti futuri"). Sia per la periferia centrale che per quella decentrata è possibile derivare diverse configurazioni da un'unica progettazione. Con le CPU S dalla versione firmware V1.7 questo principio è applicabile anche al livello dei sistemi IO. Esiste la possibilità di omettere, di aggiungere o di ridisporre in un ordine diverso le stazioni (IO Device) di un sistema PROFINET IO in un impianto concreto. Il controllo di configurazione per i dispositivi e il controllo di configurazione per i sistemi IO si possono combinare tra loro; le funzioni sono indipendenti le une dalle altre. Dalla configurazione massima di un sistema IO è possibile ricavare e utilizzare varianti diverse. In un progetto di macchina in serie si può preparare un sistema modulare composto da IO Device da adeguare in modo flessibile per le più diverse estensioni attraverso il controllo di configurazione. Sono disponibili i seguenti tipi di varianti: Variazione del numero di IO Device utilizzati Gli IO Device opzionali per il controllo di configurazione si acquisiscono nella configurazione attraverso il trasferimento del set di dati contenente la configurazione desiderata nel programma utente. Variazione dell'ordine degli IO Device utilizzati Il collegamento delle porte degli IO Device viene adeguato alla topologia utilizzata con il trasferimento del set di dati contenente la topologia desiderata nel programma utente. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 229

230 5.9 Progetto per macchine di serie La figura seguente mostra come comandare due diverse configurazioni attraverso un IO Device contrassegnato come opzionale nella vista di rete di STEP 7: Configurazione senza IO Device opzionale: In questo caso è necessario trasferire un set di dati all'interfaccia PROFINET che contiene l'informazione che nella configurazione non devono essere acquisiti IO Device opzionali con l'aiuto dell'istruzione "ReconfigIOSystem". Configurazione con IO Device opzionale: In questo caso è necessario trasferire all'interfaccia PROFINET un set di dati che acquisisce nella configurazione l'io Device opzionale con l'aiuto dell'istruzione "ReconfigIOSystem" Figura 5-82 Stabilito dalla parametrizzazione: l'io-device_2 è l'io Device opzionale Configurazione senza IO Device opzionale Configurazione con IO Device opzionale Esempio di configurazione con IO Device opzionale e rispettive opzioni di comunicazione 230 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

231 5.9 Progetto per macchine di serie Riepilogo: Procedimento di base La realizzazione di un concetto di macchina in serie si può suddividere nelle seguenti fasi: 1. Fase di engineering: creazione di un progetto di macchina in serie e caricamento in una macchina o un impianto concreto: Progettare completamente tutti gli IO Device (opzioni) necessari in una macchina o un impianto concreti Parametrizzare come opzioni gli IO Device che verranno omessi nella macchina o nell'impianto concreti Progettare il collegamento delle porte considerando una diversa disposizione degli IO Device Preparare il programma utente (vedere Parametrizzazione di una disposizione flessibile degli IO Device (Pagina 241)) con la possibilità di scegliere sul posto la configurazione reale per mezzo di interruttori o del dispositivo HMI 2. Fase di messa in servizio: predisposizione della macchina o dell'impianto concreti per il funzionamento: Integrare la macchina o l'impianto nella rete locale (vedere Modifica in loco dei sistemi IO utilizzabili più volte (Pagina 225)) Selezionare attraverso la possibilità di selezione progettata la configurazione attualmente disponibile del sistema IO Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 231

232 5.9 Progetto per macchine di serie Parametrizzazione degli IO Device opzionali Presupposti L'IO Controller supporta il controllo di configurazione per i sistemi IO, ad es. CPU PN/DP dalla versione firmware V1.7 STEP 7 V13 SP1 o superiore Le regole (Pagina 247) per la configurazione e il funzionamento di un progetto di macchina in serie sono state rispettate. Procedimento Per parametrizzare un IO Device come IO Device opzionale procedere come segue: 1. Creare un progetto. 2. Configurare una CPU S con versione firmware V1.7 o superiore come IO Controller 3. Configurare gli IO Device necessari e assegnarli all'io Controller. 4. Progettare il collegamento tra le porte dei dispositivi. Nota Il collegamento tra i dispositivi del sistema IO è indispensabile per i sistemi IO da adeguare attraverso il programma utente. In caso contrario non sarebbe stabilito un ordine degli IO Device collegati in rete. Sono possibili le seguenti impostazioni delle porte partner: Porta partner concreta di un IO Device (selezione tramite la casella di riepilogo "Porte del partner" nelle proprietà della porta o collegamento tramite drag&drop nella vista topologica) "Partner impostato nel programma utente" (selezione tramite casella di riepilogo "Porte del partner" nelle proprietà della porta). 5. Selezionare l'io Device da contrassegnare come opzionale. 6. Selezionare l'area "Interfaccia PROFINET [X1] > Opzioni avanzate". 7. Attivare l'opzione "IO Device opzionale". 8. Ripetere i passi da 5 a 7 per tutti gli IO Device da parametrizzare come opzionali. 9. Caricare la configurazione nella CPU. Figura 5-83 Parametrizzazione di un IO Device come IO Device opzionale 232 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

233 5.9 Progetto per macchine di serie Risultato: Dopo aver caricato la configurazione il sistema si comporta come segue: La CPU è pronta per il controllo di configurazione del sistema IO. Tutti gli IO Device sono disattivati. Indipendentemente dal fatto che si adegui la configurazione nel programma utente (inclusione degli IO Device opzionali) o che non si effettuino modifiche della configurazione caricata: nel programma utente è necessario richiamare l'istruzione "ReconfigIOSystem" e comunicare la configurazione attuale al sistema! Senza richiamo dell'istruzione "ReconfigIOSystem" il sistema non è operativo. Per ulteriori informazioni sul procedimento vedere Attivazione degli IO Device opzionali nel programma (Pagina 234). Parametrizzazione rapida nella tabella "Comunicazione I/O" Nella scheda "Comunicazione I/O" è possibile stabilire se un IO Device deve essere opzionale o no. La colonna aggiuntiva "IO Device opzionali" dispone per ciascun IO Device di una casella di riepilogo che indica se un IO Device è opzionale o no. Qui è possibile adattare l'impostazione a livello centrale. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 233

234 5.9 Progetto per macchine di serie Attivazione degli IO Device opzionali nel programma Presupposti L'IO Controller supporta il controllo di configurazione per i sistemi IO, ad es. CPU PN/DP dalla versione firmware V1.7 STEP 7 V13 SP1 Almeno un IO Device è stato parametrizzato come IO Device opzionale. Le regole (Pagina 247) per la configurazione e il funzionamento di un progetto di macchina in serie sono state rispettate. Procedimento Osservare le avvertenze e le regole sulla messa in servizio nella documentazione di SIMATIC S7-1500, delle CPU ET 200SP e della CPU 1516pro-2 PN. La seguente descrizione del procedimento comprende solo i passi necessari per la comprensione dell'attivazione di un IO Device opzionale comandata dal programma. Per attivare o disattivare gli IO Device opzionali procedere nel seguente modo: 1. Creare un set di dati "CTRLREC" per l'istruzione "ReconfigIOSystem". Ulteriori informazioni sulla struttura del set di dati sono disponibili nella Guida in linea a STEP Richiamare l'istruzione "ReconfigIOSystem" e selezionare il MODE 1 per disattivare tutti gli IO Device. Se si porta la CPU nello stato STOP o RETE-OFF per riconfigurare l'impianto (ad es. per aggiungere un IO Device opzionale) non è necessario disattivarla esplicitamente con "ReconfigIOSystem" con il modo 1. In questo caso, ovvero dopo un passaggio STOP- RUN e dopo un passaggio RETE-OFF > RETE-ON, tutti gli IO Device sono disattivati automaticamente. 3. Se l'impianto è stato portato in uno stato di sicurezza che consente una riconfigurazione senza pericoli: Assemblare l'impianto in funzione del caso applicativo. Inserire gli IO Device opzionale necessari nel punto in cui erano previsti nella progettazione (rispettare l'ordine!) oppure rimuovere quelli non più necessari. 4. Collegare in rete gli IO Device. 234 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

235 5.9 Progetto per macchine di serie 5. Avviare il sistema S e richiamare nuovamente l'istruzione "ReconfigIOSystem". Selezionare il MODE 2 per il trasferimento del set di dati CTRLREC. 6. Al termine del trasferimento del set di dati richiamare nuovamente l'istruzione "ReconfigIOSystem". Selezionare il MODE 3 per attivare tutti gli IO Device che appartengono alla configurazione attuale. Risultato: la CPU attiva i seguenti IO Device: Tutti gli IO Device che non sono stati parametrizzati come IO Device opzionali. Tutti gli IO Device opzionali che figurano nel set di dati di comando (CTRLREC). I seguenti IO Device rimangono disattivati: Docking unit (IO Device alterni durante il funzionamento). Gli IO Device opzionali non elencati nel set di dati di comando. Nota Richiamare l'istruzione "ReconfigIOSystem" per tutti i valori del parametro MODE con lo stesso set di dati di comando (CTRLREC)! Se si utilizzano set di dati diversi per i valori del parametro MODE, la modifica della configurazione risulta incoerente e vengono emessi messaggi di errore difficili da interpretare. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 235

236 5.9 Progetto per macchine di serie Esempio: Struttura del set di dati per l'attivazione di un IO Device L'IO Device "IO-Device_2" deve essere attivato come unico IO Device nel programma utente. Per farlo è richiesto l'id hardware di "IO-Device_2" Suggerimento: utilizzare le costanti di sistema degli ID hardware anziché i valori assoluti, come mostrato in questo esempio. Con questo procedimento il contenuto del DB non viene influenzato dalle modifiche degli ID hardware in seguito ad una modifica della progettazione. Il set di dati deve essere inserito in un blocco dati ed essere trasferito all'interfaccia PROFINET dell'io Controller nel programma utente con l'istruzione "ReconfigIOSystem". 1 2 l'io-device_2 è parametrizzato come IO Device opzionale. Dopo il trasferimento del set di dati e l'attivazione della configurazione con l'istruzione "ReconfigIOSystem" l'io Device_2 è acquisito nella configurazione e prende parte allo scambio di dati con l'io Controller. Figura 5-84 Esempio: Attivazione di un IO Device opzionale 236 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

237 5.9 Progetto per macchine di serie Creazione di un blocco dati In questo esempio il set di dati di comando è stato creato in un blocco dati. Il blocco dati è così composto: Riga 2: Definizione array: Array del tipo Word con 4 elementi. Il tipo di dati consentito è Array of Word. Riga 3: Versione del set di dati (attuale: V1.0). Riga 4: Numero di IO Device opzionali da attivare (qui: 1). Riga 5: Lista degli ID hardware degli IO Device, qui inserita come costante di sistema. Riga 6: Numero di collegamenti delle porte impostati nel programma utente (qui: 0). Riga 7: Ulteriori set di dati (opzionale) Figura 5-85 Blocco dati con set di dati di comando Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 237

238 5.9 Progetto per macchine di serie Parametri MODE dell'istruzione "ReconfigIOSystem" Il parametro MODE consente di definire in che modo funzionerà l'istruzione "ReconfigIOSystem". Per il parametro di ingresso "MODE" sono possibili i seguenti valori: MODE Descrizione 1 Tutti gli IO Device del sistema IO vengono disattivati richiamando l'istruzione tramite MODE 1. L'istruzione "ReconfigIOSystem" utilizza internamente l'istruzione "D_ACT_DP". Gli errori rilevati tramite D_ACT_DP vengono inoltrati da "ReconfigIO- System" ai seguenti parametri di uscita: STATUS (codice di errore) ERR_INFO (identificazione HW dell' IO Device che ha causato l'errore). In STATUS e ERR_INFO la CPU registra l'ultimo errore/l'ultimo ID HW rilevato sovrascrivendo un codice di errore esistente. Perciò oltre all'errore registrato potrebbero essere presenti altri errori. 2 L'istruzione inoltra il set di dati per il controllo della configurazione effettiva del sistema IO sull'interfaccia PROFINET indirizzata tramite LADDR (ID HW dell'interfaccia PROFINET). 3 Gli IO Device non opzionali del sistema IO e gli IO Device elencati nel set di dati di comando CTRLREC vengono attivati. Gli IO Device opzionali non elencati nel set di dati CTRLREC rimangono disattivati. Se il set di dati di comando CTRLREC elenca degli IO Device che fanno parte di Docking Unit (IO Device alterni durante il funzionamento), il sistema PN IO si comporta nel seguente modo: Se si richiama ReconfigIOSystem con MODE 3 gli IO Device delle Docking Unit rimangono disattivati. Questo comportamento corrisponde a quello di una progettazione senza IO Device controllati dalla configurazione. Gli IO Device delle Docking Unit sono disattivati per default e devono essere attivati nel programma utente. Ulteriori informazioni sulle docking unit si trovano nel capitolo Sistemi di docking (Pagina 251). 238 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

239 5.9 Progetto per macchine di serie Regole sulla sequenza di richiamo di "ReconfigIOSystem" Assegnare all'istruzione "ReconfigIOSystem" sempre lo stesso set di dati di comando (parametro di ingresso "CTRLREC"). Sequenza di richiamo dopo un passaggio RETE-OFF > RETE-ON: Richiamo di ReconfigIOSystem con il MODE 1 (opzionale). Richiamo di ReconfigIOSystem con il MODE 2 (obbligatorio, anche senza riconfigurazione!). Richiamo di ReconfigIOSystem con il MODE 3 (obbligatorio). Sequenza di richiamo dopo un passaggio STOP > RUN: Richiamo di ReconfigIOSystem con il MODE 1 (opzionale). Richiamo di ReconfigIOSystem con il MODE 2 (obbligatorio se la configurazione è stata modificata in STOP. Diversamente non necessario). Richiamo di ReconfigIOSystem con il MODE 3 (obbligatorio). Sequenza di richiamo in caso di modifica della configurazione in RUN: Richiamo di ReconfigIOSystem con il MODE 1 (obbligatorio). Richiamo di ReconfigIOSystem con il MODE 2 (obbligatorio). Richiamo di ReconfigIOSystem con il MODE 3 (obbligatorio). Spiegazioni e suggerimenti sulle regole Se non si inserisce nel set di dati di comando o nel blocco dati un IO Device parametrizzato come opzionale, questo IO Device non farà parte della configurazione e non potrà partecipare allo scambio di dati con la CPU. Se non si attiva nessun IO Device opzionale e si utilizza la configurazione caricata senza modificarla, è comunque necessario seguire il procedimento descritto nella sezione precedente e trasferire il set di dati di comando alla CPU. Il set di dati di comando ha la struttura semplice con le seguenti variabili: Versione (high byte =1, low byte = 0) Numero di Device opzionali da attivare = 0 Numero di collegamenti delle porte impostati nel programma utente = 0 Dopo un passaggio STOP > RUN e dopo un passaggio RETE-OFF > RETE-ON, tutti gli IO Device sono disattivati automaticamente. Perciò, per il corretto funzionamento del controllo di configurazione, non è necessario richiamare ReconfigIOSystem con il MODE 1. Se si utilizza il progetto come modello generale valido per la programmazione del controllo di configurazione si consiglia di richiamare comunque ReconfigIOSystem con il MODE 1 prima di ogni riconfigurazione. Il modello si potrà utilizzare anche per le modifiche della configurazione in stato di funzionamento RUN. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 239

240 5.9 Progetto per macchine di serie Messa in servizio di numerosi sistemi IO (più di 8 IO Device opzionali) con utilizzo parallelo di IRT: Per ridurre i tempi di avviamento in caso di attivazione di IO Device opzionali (ReconfigIOSystem, modo 3) si consiglia di Controllare il numero di dispositivo degli IO Device. I numeri di dispositivo dovrebbero essere in ordine crescente in base al collegamento topologico, partendo dall'io Controller. Maggiore è la distanza di un IO Device dall'io Controller nella topologia, ovvero maggiore è il numero di IO Device presenti tra l'io Controller e l'io Device in questione, maggiore dovrebbe essere il numero di dispositivo. I numeri di dispositivo si impostano nell'area "Indirizzi Ethernet - PROFINET" della finestra di ispezione dopo aver selezionato l'interfaccia PROFINET. Ecco un esempio di assegnazione dei numeri di dispositivo in una topologia lineare: Figura 5-86 Esempio: numeri dei dispositivi in una topologia lineare La CPU elabora l'istruzione "ReconfigIOSystem" per il trasferimento del set di dati di comando in modo asincrono. Perciò, se si utilizza l'istruzione nel programma di avvio, è necessario richiamare ripetutamente "ReconfigIOSystem" in un loop finché i parametri di uscita "BUSY" o "DONE" indicano che il set di dati è stato trasferito. Suggerimento: per la programmazione del loop utilizzare il linguaggio di programmazione SCL con l'istruzione REPEAT... UNTIL. REPEAT "ReconfigIOSystem"(REQ := "start_config_ctrl", MODE := 1, LADDR := 64, UNTIL NOT "conf_busy" END_REPEAT; CTRLREC := "myctrlrec".arrmachineconfig0, DONE => "conf_done", BUSY => "conf_busy", ERROR => "conf_error", STATUS => "conf_status"); 240 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

241 5.9 Progetto per macchine di serie Ulteriori informazioni Per informazioni sulla struttura di base del set di dati e sull'utilizzo dell'istruzione "ReconfigIOSystem" consultare la Guida in linea a STEP 7. Vedere anche Parametrizzazione degli IO Device opzionali (Pagina 232) Parametrizzazione di una disposizione flessibile degli IO Device Questo paragrafo spiega come creare i presupposti per la modifica dell'ordine degli IO Device in un sistema PROFINET IO. Questa funzione è disponibile anche con gli IO Device opzionali. Per non complicare la rappresentazione è raffigurata una configurazione massima senza IO Device opzionali. Criterio Una tipica applicazione per un progetto di macchine in serie è la realizzazione di un impianto complessivo raggruppando diverse parti di impianto prese da un sistema modulare, che si differenziano solo per la diversa disposizione nello spazio - ad es. nel caso dei sistemi di trasporto. Ogni parte dell'impianto è composta da un'unità funzionale meccanica (rotaie o nastri trasportatori) ed elettrica (alimentazione di corrente, IO Device con moduli di periferia, sensori, attuatori, motori, connessione PROFINET per lo scambio di dati con il controllore centrale...). La figura seguente mostra come, sostituendo due segmenti di rotaia, si realizza un nuovo sistema di trasporto che viene adeguato alle condizioni locali con uno scambio a monte. Figura 5-87 Esempio: Modifica della disposizione degli IO Device Dal punto di vista dell'automazione non è necessario modificare il progetto per adeguare la configurazione PROFINET. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 241

242 5.9 Progetto per macchine di serie La sequenza degli IO Device è determinata dal collegamento delle porte. Nelle proprietà delle porte dei dispositivi IO si progettano di volta in volta la porta partner e quindi il dispositivo adiacente collegato alla rispettiva porta locale. Se la porta partner deve essere determinata dal programma utente, è necessario selezionare come porta partner l'opzione "Partner impostato nel programma utente". La figura seguente mostra la configurazione di uscita del sistema di trasporto sopra rappresentato che consente una modifica dell'ordine degli IO Device collegati dal programma utente. Nell'esempio l'ordine di IO-Device_2 e IO-Device_3 deve essere comandato dal programma utente. Figura 5-88 Esempio di configurazione: Parametrizzazione di una disposizione flessibile degli IO Device Per stabilire come selezionare le impostazioni della porta partner occorre annotare per ogni dispositivo e per ogni porta quale partner può essere preso in considerazione per un collegamento. Se il partner è sempre lo stesso nelle diverse configurazioni previste, selezionare la porta partner per questo partner. Se i partner variano nelle diverse configurazioni, selezionare "Partner impostato nel programma utente". Per l'esempio nella figura in alto risultano le seguenti impostazioni per le porte: Dispositivo Porta locale Impostazione porta partner Spiegazione PLC_1 p1 p1 (IO-Device_1) Il partner di PLC_1 sulla porta 1 è IO-Device_1 (sempre) IO-Device_1 p1 p1 (PLC_1) Il partner di IO-Device_1 sulla porta 1 è PLC_1 (sempre) IO-Device_1 p2 Partner impostato nel programma utente IO-Device_2 p1 Partner impostato nel programma utente Il partner di IO-Device_1 sulla porta 2 è IO-Device_2 o IO- Device_3 => partner impostato nel programma utente Il partner di IO-Device_2 sulla porta 1 è IO-Device_1 o IO- Device_3 => partner impostato nel programma utente 242 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

243 5.9 Progetto per macchine di serie Dispositivo Porta locale Impostazione porta partner Spiegazione IO-Device_2 p2 Partner impostato nel programma utente IO-Device_3 p1 Partner impostato nel programma utente IO-Device_3 p2 Partner impostato nel programma utente IO-Device_4 p1 Partner impostato nel programma utente Il partner di IO-Device_2 sulla porta 2 è IO-Device_3 o IO- Device_4 => partner impostato nel programma utente Il partner di IO-Device_3 sulla porta 1 è IO-Device_2 o IO- Device_1 => partner impostato nel programma utente Il partner di IO-Device_3 sulla porta 2 è IO-Device_4 o IO- Device_2 => partner impostato nel programma utente Il partner di IO-Device_4 sulla porta 1 è IO-Device_3 o IO- Device_2 => partner impostato nel programma utente IO-Device_4 p2 Qualsiasi partner Nessun partner previsto sulla porta 2 Presupposti L'IO Controller supporta il controllo di configurazione per i sistemi IO, ad es. CPU PN dalla versione firmware V1.7 STEP 7 V13 SP1 o superiore Le regole (Pagina 247) per la configurazione e il funzionamento di un progetto di macchina in serie sono state rispettate. Procedimento Per impostare la porta partner di una porta per il collegamento comandato dal programma procedere come segue: 1. Selezionare l'interfaccia PROFINET del dispositivo (IO Controller o IO Device) di cui impostare la porta. 2. Selezionare nelle proprietà dell'interfaccia PROFINET l'area "Interconnessione di porte" (Opzioni avanzate > Porta [...] > Interconnessione di porte). 3. Selezionare dalla casella di riepilogo come porta partner "Partner impostato nel programma utente". 4. Ripetere i passi da 1 a 3 per ogni porta da collegare attraverso il programma utente. Vedere anche Adattamento della disposizione degli IO Device nel programma (Pagina 244) Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 243

244 5.9 Progetto per macchine di serie Adattamento della disposizione degli IO Device nel programma Presupposti L'IO Controller supporta il controllo di configurazione per i sistemi IO, ad es. CPU 1516pro-2 PN dalla versione firmware V1.7 come IO Controller. STEP 7 V13 SP1 Almeno una porta partner è stata parametrizzata come "Partner impostato nel programma utente". Le regole (Pagina 247) per la configurazione e il funzionamento di un progetto di macchina in serie sono state rispettate. Procedimento Il procedimento equivale a quello per l'attivazione degli IO Device opzionali. Solo la struttura del set di dati deve essere ampliata per l'assegnazione della porta comandata dal programma. L'ampliamento è descritto nelle prossime sezioni. Esempio: Struttura del set di dati per l'assegnazione delle porte partner Per la struttura del set di dati sono necessari gli ID hardware delle porte. Il set di dati deve essere inserito in un blocco dati ed essere trasferito all'interfaccia PROFINET dell'io Controller nel programma utente con l'istruzione "ReconfigIOSystem". Poiché il parametro di ingresso RECORD dell'istruzione "ReconfigIOSystem" ha il tipo di dati VARIANT è necessario prima creare un tipo di dati per il blocco dati. Nelle sezioni che seguono è descritta la struttura del tipo di dati PLC e del blocco dati che si basa su di esso. Selezione di una configurazione derivata Qui di seguito è spiegato come deve essere il set di dati per la seguente configurazione perché gli IO Device possano essere collegati nell'ordine previsto attraverso il programma utente. Figura 5-89 Esempio di configurazione: Adattamento della disposizione degli IO Device nel programma utente Si presuppone la configurazione flessibile della sezione precedente (Pagina 241) con le stesse impostazioni descritte per le varie porte partner. Le porte partner nella configurazione derivata concreta sono definite, perciò è possibile nominare gli ID hardware delle porte utilizzate. 244 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

245 5.9 Progetto per macchine di serie La tabella seguente contiene solo i dispositivi nei quali le porte possono essere determinate dal programma utente. Solo questi dispositivi sono rilevanti per la struttura del set di dati! Dispositivo Porta locale Impostazione porta partner Porta partner della configurazione selezionata IO-Device_1 p2 = porta 2 ID hardware: 251 Partner impostato nel programma utente Porta 1 di IO-Device_3 ID hardware: 261 IO-Device_2 p1 = porta 1 ID hardware: 281 Partner impostato nel programma utente Porta 2 di IO-Device_3 ID hardware: 291 IO-Device_2 p2 = porta 2 ID hardware: 311 Partner impostato nel programma utente Porta 1 di IO-Device_4 ID hardware: 321 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 245

246 5.9 Progetto per macchine di serie Creazione di un blocco dati Qui viene riportato un esempio di struttura del blocco dati "DB-IO-SYSTEM-Port- Interconnections" per la configurazione derivata. Questo blocco dati si utilizza al richiamo dell'istruzione "ReconfigIOSystem" nel parametro di ingresso "CTRLREC". Al posto dei valori assoluti per gli ID hardware delle porte qui vengono utilizzate le costanti di sistema degli ID hardware. Il blocco dati è così composto: Riga 2: Definizione di un Array of Word (è possibile solo questo tipo di dati). Riga 3: Versione del set di dati di comando: V1.0. Riga 4: Numero degli IO Device opzionali: 0. Riga 5: Numero dei collegamenti delle porte specificati: 3. Riga 6: Collegamento porta 1, porta locale. Riga 7: Collegamento porta 1, porta partner. Riga 8: Collegamento porta 2, porta locale. Riga 9: Collegamento porta 2, porta partner. Riga 10: Collegamento porta 3, porta locale. Riga 11: Collegamento porta 3, porta partner. Figura 5-90 Blocco dati con set di dati per collegamenti delle porte Collegamento nel blocco dati non eseguito Se nelle proprietà della porta si è parametrizzata la porta partner come "Partner impostato nel programma utente" senza inserirla nel set di dati o nel blocco dati, la CPU imposta per questa porta l'impostazione "Qualsiasi partner". Se non si trasferisce nessun set di dati la CPU imposta questa impostazione "Qualsiasi partner" per tutte le assegnazioni comandate dal programma. 246 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

247 5.9 Progetto per macchine di serie Ulteriori informazioni Per informazioni sulla struttura di base del set di dati e sull'utilizzo dell'istruzione "ReconfigIOSystem" consultare la Guida in linea a STEP Comportamento del sistema e regole Qui di seguito è spiegato come si comporta durante il funzionamento un sistema IO la cui configurazione viene comandata dal programma utente. Inoltre qui sono elencate le regole e le limitazioni da considerare per la progettazione della configurazione massima nel progetto per macchine di serie. Comportamento del sistema Diagnostica di sistema: Se un IO Device opzionale è disattivato, dal punto di vista della diagnostica di sistema (vista online o Online & Diagnostica) viene visualizzato come "disattivato". Vista topologica: Vista offline: come progettato. Le porte la cui porta partner è stata parametrizzata come "Partner impostato nel programma utente" non mostrano collegamenti. Vista online: le porte e i collegamenti degli IO Device disattivati vengono rappresentati in un'altra tonalità di verde rispetto alle porte senza errori e ai collegamenti degli IO Device attivati. Rappresentazione nel server web: Il nome dei dispositivi viene visualizzato come progettato (Proprietà > Generale > Informazioni sul progetto). Il nome del dispositivo PROFINET assegnato viene visualizzato sulla pagina web "Comunicazione", scheda "Parametri" per la CPU. Parametri dell'indirizzo IP: i parametri dell'indirizzo IP attualmente assegnati vengono visualizzati sulla pagina web "Stato dell'unità". Topologia: la topologia attuale viene visualizzata sul server web come risulta dall'adattamento per mezzo del programma utente. Gli IO Device che sono stati parametrizzati come opzionale vengono visualizzati sul server web come IO Device "disattivati". Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 247

248 5.9 Progetto per macchine di serie Regole Per i progetti per macchine di serie valgono le regole qui (Pagina 219) descritte. Per i sistemi IO con controllo di configurazione valgono le seguenti regole aggiuntive: Per la progettazione di MRP (Media Redundancy Protocol): Le porte parametrizzate come porte ad anello non devono essere collegate tramite programma utente. I dispositivi con porte ad anello (nodi di un dominio MRP) possono tuttavia essere IO Device opzionali. Per la progettazione di docking system (= sostituzione di IO Device durante il funzionamento): Né la docking station né il primo IO Device di una docking unit possono essere IO Device opzionali. Le porte delle docking unit non devono essere collegate tramite programma utente. Per la progettazione di IRT: La sequenza degli IO Device sincronizzati ("dispositivi IRT") deve essere definita nella configurazione e non deve variare nelle diverse caratteristiche di una macchina di serie. Perciò le porte dei dispositivi IRT non devono essere collegate tramite programma utente. Tuttavia esiste la possibilità di parametrizzare i dispositivi IRT in una linea come IO Device opzionali. Inoltre è possibile collegare tramite programma utente dispositivi RT che sono ad es. "sganciati" da questa linea attraverso una porta switch (vedere la figura). Figura 5-91 Esempio: Controllo di configurazione per un sistema IO con dispositivo RT derivato 248 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

249 5.10 Risparmio energetico con PROFIenergy 5.10 Risparmio energetico con PROFIenergy Risparmio energetico con PROFIenergy PROFIenergy è un'interfaccia dati basata su PROFINET che permette di disattivare indipendentemente dal costruttore e dal dispositivo le utenze durante le pause con comando centrale e coordinato. In questo modo viene fornita al processo solo l'energia assolutamente necessaria. La maggior parte dell'energia viene risparmiata dal processo, il dispositivo PROFINET in sé contribuisce solo con alcuni watt al potenziale di risparmio. Figura 5-92 Risparmio energetico con PROFIenergy durante le pause Nozioni di base Per poter utilizzare la funzionalità PROFIenergy è necessario trasformare l'io Controller esistente nel sistema PROFINET IO in un cosiddetto "PROFIenergy Controller" per mezzo di un blocco funzionale, inoltre deve essere presente almeno un IO Device con funzione PROFIenergy ("PROFIenergy Device"). I comandi PROFIenergy (ad es. per avviare o arrestare una pausa) vengono trasmessi dal "PROFIenergy Controller" ai singoli "PROFIenergy Device". Ogni "PROFIenergy Device" decide individualmente come reagire al comando PROFIenergy (la reazione è specifica in base al dispositivo e al produttore). L'impiego di ulteriore hardware non è richiesto, i comandi PROFIenergy vengono direttamente interpretati dai dispositivi PROFINET. Funzionamento All'inizio e alla fine delle pause il gestore dell'impianto attiva e disattiva la funzione di pausa dell'impianto; l'io Controller invia quindi il comando PROFIenergy "Start_Pause" / "End_Pause" ai dispositivi PROFINET. Il dispositivo interpreta il contenuto del comando PROFIenergy e si disattiva o si riattiva. Altre funzioni PROFIenergy permettono di richiamare durante le pause informazioni sui dispositivi che l'utente può utilizzare per trasmettere per tempo il comando "Start_Pause" / "End_Pause". Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 249

250 5.10 Risparmio energetico con PROFIenergy Istruzioni PROFIenergy per IO Controller Per il comando e il controllo delle funzioni PROFIenergy sono necessarie due istruzioni. L'istruzione PE_START_END è un modo semplice per attivare o disattivare lo standby dei dispositivi PROFINET. La commutazione dipende da un fronte di salita o di discesa. L'istruzione PE_START_END offre un'interfaccia semplice per realizzare i comandi PROFIenergy Start_Pause e End_Pause. L'istruzione PE_CMD permette di trasmettere tutti i comandi PROFIenergy inclusi Start_Pause e End_Pause. Con gli altri comandi si può ad es. interrogare lo stato attuale dei dispositivi PROFINET o il comportamento durante le pause. L'istruzione PE_CMD consente di gestire comodamente tutte le funzioni PROFIenergy. Istruzione PROFIenergy per I-Device L'istruzione PE_I_DEV permette di applicare PROFIenergy anche agli I-Device. L'istruzione riceve i comandi PROFIenergy sull'i-device e li inoltra al programma utente per l'elaborazione. Dopo che il programma utente ha elaborato il comando viene richiamata nuovamente l'istruzione PE_I_DEV per inviare la conferma all'io Controller. Per queste risposte è disponibile per ogni comando un'istruzione ausiliaria che fornisce i dati della risposta all'istruzione. Le istruzioni si trovano nella task card "Istruzioni" dell'editor di programma in STEP 7. Progettazione e programmazione Le funzioni possono essere comodamente integrate negli impianti esistenti. Per l'applicazione di PROFIenergy non è richiesta alcuna progettazione. Tuttavia sono necessarie integrazioni del programma utente: Prima del comando "Start_Pause" è necessario assicurarsi che l'impianto venga portato in uno stato sicuro adeguato alla pausa. Occorre programmare un schedulazione per l'inizio della pausa dei dispositivi e per la riattivazione per tempo dei nodi in pausa (in funzione dei tempi di anticipo dell'attivazione necessari che richiede il rispettivo dispositivo PROFINET). È necessario analizzare i messaggi di errore dell'istruzione PE_CMD e programmare le reazioni opportune (ad es. interruzione o continuazione di altri comandi nei dispositivi PROFINET subordinati). Nota Per il sistema di periferia decentrata ET 200S l'utilizzo di PROFIenergy deve essere progettato in STEP 7. PROFIenergy si progetta attivando nel modulo power PM-E DC24V/8A RO la casella di scelta "Applicare misure di risparmio energetico per questo gruppo di potenziale". Se si vuole utilizzare PROFIenergy per un I Device è necessario progettare quest'ultimo in STEP 7. La progettazione di PROFIenergy per un I Device è descritta nel capitolo Progettazione di PROFIenergy negli I-Device (Pagina 127). 250 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

251 5.11 Sistemi di docking Esempi pratici Biblioteca SIMATIC S7 per una facile parametrizzazione di PROFIenergy. L'esempio pratico si trova qui ( Guida alla realizzazione di concetti di disinserzione con PROFIenergy. L'esempio pratico si trova qui ( Risparmio energetico con SIMATIC S7 - PROFIenergy con I Device L'esempio pratico si trova qui ( Sistemi di docking Applicazione della sostituzione di IO Device durante il funzionamento ("Partner alternativi") in una docking station La figura seguente mostra una cella di automazione con una docking station e diverse docking unit. Figura 5-93 IO Device alterni (porte partner) in un docking system Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 251

252 5.11 Sistemi di docking Campo di impiego della sostituzione di IO Device durante il funzionamento La funzionalità PROFINET "Sostituzione di IO Device durante il funzionamento" ("Porte alternative")" può essere utilizzata ad es. per il cambio di utensili nei sistemi robotizzati. Tipici utensili sono: Pinze per saldatura Supporti per i pezzi di produzione Presupposti per l'interconnessione di porte del partner elterne durante il funzionamento Gli IO Device con porte del partner alterne possono essere collegati nei casi seguenti: Per l'io Device alterno (docking unit) non è stata progettata la comunicazione IRT. L'interfaccia PROFINET è collegata alla sottorete Ethernet. I dispositivi PROFINET supportano la progettazione della topologia. L'IO Controller, gli IO Device alterni (docking unit) e lo switch (docking station) in cui vengono utilizzati gli IO Device alterni supportano questa funzione. Nota Indirizzo IP univoco Ogni docking unit di un docking system deve essere progettata con un indirizzo IP univoco in un progetto comune ed essere utilizzata nello stesso IO Controller di tutte le altre docking unit del sistema. 252 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

253 5.11 Sistemi di docking Presupposti per l'applicazione Per la realizzazione di un docking system con sostituzione degli IO Device durante il funzionamento occorre osservare gli aspetti seguenti: Gli IO Device di tutte le docking unit sono stati disattivati nelle preimpostazioni durante la progettazione. Può essere attiva sempre solo una docking unit per volta, vale a dire che solo gli IO Device di una docking unit possono essere attivi. Tutti gli IO Device delle altre docking unit devono essere disattivati prima di poter attivare gli IO Device di una docking unit. L'attivazione di un IO Device avviene con l'istruzione "D_ACT_DP". Per attivare una docking unit si crea un collegamento fisico con questa docking unit e il relativo IO Device, quindi si attivano gli IO Device (tensione On). Allo stesso tempo si devono attivare tutti gli IO Device della docking unit nel programma utente tramite l'istruzione "D_ACT_DP". Nota Disattivazione automatica nello stato di funzionamento "Avviamento" della CPU Se la CPU si trova nello stato di funzionamento "Avviamento", gli IO Device da sostituire durante il funzionamento all'interno di un docking system vengono disattivati automaticamente. Dopo la conferma "IO Device attivato" accedere all'io Device con accesso diretto alla periferia. Richiamare l'istruzione "D_ACT_DP" per attivare e disattivare l'io Device possibilmente all'inizio del ciclo dell'ob 1. Nota Numero di IO Device con sostituzione durante il funzionamento ("porte partner alterne"), numero di docking unit Per ottenere tempi di cambio utensili possibilmente rapidi osservare i punti seguenti, che dipendono dalla CPU o dal CP utilizzati: Solo gli IO Device progettati con la funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" assicurano un avvio ottimale. Il numero di IO Device con progettazione di questa funzionalità PROFINET è limitato. Si può attivare solo un determinato numero di IO Device contemporaneamente. Questo numero dipende dalle risorse "D_ACT_DP" disponibili. Una docking unit non dovrebbe contente più del numero corrispondente di IO Device. Se si utilizzano più IO Device in una docking unit, essi devono essere attivati l'uno dopo l'altro e ciò comporta un prolungamento del tempo necessario. Esempio: Una S7-CPU PN/DP può utilizzare max. 32 IO Device con avvio prioritario e attivare contemporaneamente 8 IO Device tramite "D_ACT_DP". Perciò, per ottimizzare i tempi dell'applicazione, una docking unit non dovrebbe comprendere più di 8 IO Device e in tutte le docking unit alterne non dovrebbero essere impiegati più di 32 IO Device. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 253

254 5.11 Sistemi di docking Progettazione di sistemi docking Come progettare i sistemi docking I possibili collegamenti con i singoli IO Device devono essere progettati in STEP 7. Procedimento in STEP 7 1. Progettare l'impianto come di consueto, ma tralasciando in un primo momento l'interconnessione topologica dei singoli dispositivi PROFINET. 2. Navigare fino alla scheda "Vista topologica". 3. Selezionare la porta da utilizzare con i partner alterni da sostituire durante il funzionamento. 4. Navigare fino alla scheda "Proprietà" della finestra di ispezione e selezionare nella navigazione dell'area "Collegamento porta". 5. Alla voce "Porta del partner" attivare l'opzione "Partner alternativo". 6. Selezionare le porte del partner desiderate facendo clic su "<Aggiungi partner alternativo>" e selezionare una porta partner; ripetere l'operazione fino a collegare tutte le porte partner desiderate. Figura 5-94 Progettazione di sistemi docking in STEP 7 Suggerimento: le porte partner alternative si possono anche collegare con drag&drop nella vista topologica avendo prima selezionato l'opzione "Partner alternativi". Risultato La porta scelta è stata collegata con uno o più IO Device alterni. I collegamenti con le singole porte del partner da sostituire durante il funzionamento vengono rappresentati nella Vista topologica con una linea verde tratteggiata. 254 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

255 5.11 Sistemi di docking Diversi IO Device come docking unit ("Porta partner alterna") Una docking unit può essere costituita anche da diversi IO Device collegati in serie. In caso di impiego di IO Device collegati in serie come docking unit assicurarsi che la topologia degli IO Device sia stata progettata. In basso a destra nella figura seguente è rappresentata una docking unit composta da due IO Device collegati in serie (Tool_3_1 e Tool_3_2). Figura 5-95 Sistema docking nella vista topologica di STEP 7 Limitazione dell'interconnessione Nei seguenti casi non è possibile interconnettere una porta del partner: La porta del partner ha un tipo di cavo incompatibile. In questo caso occorre inserire un convertitore del mezzo di trasmissione compreso nel catalogo. La porta del partner è bloccata (disattivata). Entrambe le porte da collegare appartengono alla stessa interfaccia (è possibile collegare solo porte di interfacce diverse in una stazione). Le due porte da interconnettere fanno parte di sottoreti Ethernet diverse. Eliminazione di un'interconnessione Selezionare la porta del partner alterno ed eliminare il collegamento con il tasto "Canc". Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 255

256 5.12 Accelerazione dell'avvio 5.12 Accelerazione dell'avvio Possibilità di accelerare l'avvio degli IO Device Abbreviazione del tempo di avvio degli IO-Device Il tempo impiegato per l'avvio degli IO Device dipende da diversi fattori e può essere ridotto in diversi modi. Con la funzione PROFINET "Avvio prioritario" si ottiene una prima, netta riduzione del tempo di avvio. Per ridurre ulteriormente i tempi di avvio, oltre all'impiego della funzione "Avvio prioritario", adottare le seguenti misure: Ottimizzazione delle impostazioni delle porte Ottimizzazione del cablaggio delle porte Misure nel programma utente (soltanto per docking system) Queste misure accelerano l'avvio dell'io Device anche senza la funzione "Avvio prioritario". Tuttavia i tempi di avvio più brevi (circa 500 ms) si ottengono solo combinando tutte le misure con l'"avvio prioritario". Nota Tempo di avviamento fino a 8 s Nonostante l'avvio prioritario, nelle seguenti situazioni il tempo di avviamento può raggiungere 8 s: A un punto di docking sono collegati più IO Device fisici come IO Device con un nome di dispositivo identico e una configurazione IP identica (ad es. punto di docking per sistemi di trasporto automatico). 256 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

257 5.12 Accelerazione dell'avvio Dipendenze La durata dell'avvio di un IO Device (periferia decentrata) con la funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" dipende dai seguenti fattori: IO Device (periferia decentrata) Configurazione della periferia dell'io Device (periferia decentrata) Moduli dell'io Device (periferia decentrata) IO Controller Switch Impostazione della porta Cablaggio Classe RT progettata per l'io Device Nota Tempo di avvio e classe RT dell'io Device Un IO Device con comunicazione IRT impiega più tempo per l'avvio accelerato rispetto a un IO Device con comunicazione RT. L'avvio prolungato nel caso dell'irt deriva dalla necessità di sincronizzare l'io Device prima di poter configurare la comunicazione. Nota IWLAN e avvio prioritario I dispositivi PROFINET collegati a PROFINET IO tramite Access Point non supportano la funzionalità "Avvio prioritario" di PROFINET. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 257

258 5.12 Accelerazione dell'avvio Avvio prioritario Definizione L'avvio prioritario è una funzionalità PROFINET che consente di accelerare l'avvio degli IO Device in un sistema PROFINET IO con comunicazione RT. Esso riduce il tempo impiegato dagli IO Device progettati per accedere nuovamente allo scambio ciclico dei dati utili nei casi seguenti: Dopo il ripristino della tensione di alimentazione Dopo il ripristino della stazione Dopo l'attivazione di IO Device AVVERTENZA Scambio dei dati nonostante l'impostazione di indirizzi IP/nomi di dispositivo non univoci nel sistema IO PROFINET Per ottenere tempi di avviamento più rapidi, in caso di avvio prioritario l'io Controller verifica, parallelamente all'avvio del dispositivo, se i nomi dei dispositivi e gli indirizzi IP sono univoci. In caso di errore o doppia assegnazione dei nomi e degli indirizzi può verificarsi un breve scambio di dati prima che l'io Controller reagisca all'errore. In questo lasso di tempo l'io Controller potrebbe scambiare dati IO con il dispositivo errato. Durante la messa in servizio è quindi importante verificare che nel sistema IO PROFINET non siano stati assegnati più volte gli stessi indirizzi IO o nomi di dispositivo. Vantaggi La funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" consente di realizzare applicazioni PROFINET IO nelle quali vengono continuamente sostituite parti di macchina o utensili e rispettivi IO Device. L'ottimizzazione degli intervalli tra un nuovo avviamento e l'altro riduce al minimo i tempi di attesa di diversi secondi. Ciò permette di accelerare il processo di produzione con IO Device alterni (funzionalità PROFINET "sistemi docking"), ad es. nelle applicazioni con cambia utensili, assicurando un rendimento maggiore. La funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" consente un notevole incremento delle prestazioni anche nelle applicazioni per le quali in generale è particolarmente importante l'avviamento rapido degli IO Device dopo l'accensione oppure in seguito al guasto/ripristino della stazione. 258 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

259 5.12 Accelerazione dell'avvio Campo di impiego L'avvio prioritario si può utilizzare ad es. per il cambio di utensili nei sistemi robotizzati nell'industria dell'automobile. Tipici utensili sono ad es.: Pinze per saldatura Supporti per la produzione di parti della carrozzeria Figura 5-96 Esempio di configurazione di un cambia utensili: utensili 1-3 configurati con "Avvio prioritario". Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 259

260 5.12 Accelerazione dell'avvio Progettazione dell'avvio prioritario Presupposti La funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" può essere attivata negli IO Device (periferia decentrata) solo nei casi seguenti: L'IO Controller utilizzato può stabilire le priorità durante l'avvio degli IO Device selezionati. L'IO Device utilizzato supporta l'assegnazione di priorità. Procedimento 1. Nella vista di rete o nella vista dispositivi selezionare l'io Device di cui accelerare l'avvio. 2. Nella finestra di ispezione aprire le proprietà dell'io Device. 3. Passare a "Interfaccia PROFINET > Opzioni ampliate > Opzioni dell'interfaccia". 4. Attivare la casella di scelta "Avvio prioritario". Figura 5-97 Progettazione dell'avvio prioritario in STEP 7 5. Caricare la progettazione nell'io Controller. Nota Avvio prioritario dopo il primo avviamento Un avvio prioritario degli IO Device è disponibile sempre solo dopo la prima parametrizzazione dell'io Device con il primo avviamento in assoluto del sistema PROFINET IO. Anche in caso di sostituzione di un componente o dopo il reset alle impostazioni di fabbrica, il primo avvio è sempre un avvio standard degli IO Device opportunamente progettati. Nota Numero di IO Device (periferia decentrata) con avvio prioritario All'interno di un sistema PROFINET IO la funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" consente di avviare solo un numero massimo di IO Device che varia in funzione dell'io Controller utilizzato. 260 Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG

261 5.12 Accelerazione dell'avvio Ottimizzazione delle impostazioni delle porte Ottimizzazione delle impostazioni della porta nell IO Device e nell'io Controller Durante l'avviamento dell IO Device, se il cablaggio è in CU, viene effettuata una verifica del supporto di trasferimento e dell'opzione duplex. Questi controlli richiedono tempo e con un'impostazione mirata di queste opzioni è possibile risparmiare tempo per le verifiche. Assicurarsi che le impostazioni effettuate corrispondano alle effettive condizioni (uso dei cavi giusti). Ottimizzazione delle impostazioni delle porte per l'avvio accelerato Per ottimizzare le impostazioni delle porte per l'avvio accelerato procedere nel modo seguente: 1. Selezionare la porta dell'io Controller o la porta partner dell'io Device corrispondente. 2. Nella finestra di ispezione spostarsi fino alle "Opzioni delle porte > Collegamento". Alla voce "Velocità di trasmissione/duplex" selezionare l'impostazione "TP 100 Mbit/s full duplex". 3. Disattivare la casella di scelta "Attiva autonegoziazione". Figura 5-98 Ottimizzazione delle impostazioni delle porte per l'avvio accelerato in STEP 7 Queste impostazioni vengono applicate automaticamente alla porta partner con la progettazione della topologia. Manuale di guida alle funzioni, 09/2016, A5E AG 261