1 Integrazione di rete di campo in reti di fabbrica di tipo Ethernet Paolo Ferrari Dipartimento di Ingegneria dell Informazione, Università di Brescia Via Branze 38-25123 Brescia (Italy) Centro di Competenza e PROFINET - Brescia http://www.csmt.it profilab@csmt.it Tel: +39-030-3715445 fax: +39-030-380014 e-mail: paolo.ferrari@unibs.it La sindrome Industry 4.0 2 Quando non si sapeva cosa fosse Industry 4.0 030 6595111 1
La sindrome Industry 4.0 3 La scoperta di cosa è Industry 4.0 La sindrome Industry 4.0 4 Come ci si sente dopo aver capito cosa è Industry 4.0 030 6595111 2
Perché sopravvivrà a Industry 4.0 5 Zone classificate a rischio esplosione (Ex) Sensori e attuatori disseminati su lunghe distanze Proven-In-Use ha una robusta struttura software organizzata in profili e parametri standard. La mappatura dei dati nei servizi Industry 4.0 è facile! PROFINET offre già compatibilità con mondo IT 6 Uso di standard IT ben noti Gestione della rete (DHCP) Diagnosi di rete (SNMP) Accesso remoto tramite WEB (HTTP) Komponente: Spülen 030 6595111 3
PROFINET estende l integrazione ai bus di campo Integrazione con gli altri bus di campo grazie alla tecnologia Proxy Integrazione trasparente senza necessità di programmazione Ancora una volta protezione degli investimenti! PROFINET e l integrazione con i bus di campo Integrazione trasparente senza la necessità di programmare I dispositivi su bus di campo vengono gestiti come se fossero dei dispositivi PROFINET nativi PROFINET Proxy Proxy INTERBUS 030 6595111 4
PROFINET e i proxy per interfacciare 10 Concetto di Proxy universale e customizzabile IO-Controller 5 4 Connect: Combinazione di I/O Write: Parametri utente 6 7 Tool di configurazione del controller Tool di configurazione del proxy GSD 3 Scambio dati con un qualunque bus di campo 1 2 Qualunque linguaggio di descrizione Esempio: PROFINET come backbone Scambio dati a tutti i livelli della fabbrica DCS ERP MES Ethernet backbone DP 4 3 5 6 2 1 PA 7 8 PROFINET PROXY 16 1 2 3 4 5 HART 6 7 8 16 PROFINET 1 2 3 4 FF H1 5 6 7 8 16 030 6595111 5
PROFINET IO: Come realizzare un proxy La mappatura dei dispositivi a del bus di campo verso PROFINET può essere può essere realizzata in tre modi 12 Trasparente: ogni dispositivo del bus di campo subordinato viene mappato in un IO-Device PROFINET Modulare: ogni dispositivo del bus di campo subordinato viene mappato in un modulo di un singolo IO-Device PROFINET (il Proxy stesso) Compatto: tutto il sistema del bus di campo subordinato diventa un singolo IO-Device Il Proxy rimpiazza il master della rete subordinata! Unire reti Ethernet con usando i Gateway 13 I gateway servono per far passare i dati da una rete ad un altra I gateway sono più semplici perché si occupano solo di mappare i dati in modi differenti, ma di solito non hanno funzionalità di master L utilizzo di un gateway richiede del lavoro ad alto livello (a livello applicazione) per completare l integrazione delle reti connesse Esistono numerosi produttori di Gateway per PROFINET. 030 6595111 6
Quale è il compito del gateway? Permettere il passaggio di dati, allarmi, diagnostica la complessità sta nel fatto che le reti sono diverse 14 Master Gateway -Ethernet Perché le informazioni possano passare tra una rete e l altra devono verificarsi delle condizioni 1. Compatibilità Possibilità HW-SW del gateway 15 Possibilità di Possibilità di Ciò che si può ottenere 030 6595111 7
Gateway -Ethernet: caratteristiche Protocollo ciclico (Gateway=Slave) Numero di byte scambiati (max 244 in + 244 out) 16 Protocollo aciclico (Gateway=Master Classe 2) Numero di connessioni attive contemporaneamente Server/Client lato Ethernet Tempo di trasferimento dell informazione da una rete all altra Memoria disponibile per lo scambio, dimensione massima dei dati scambiabili Meccanismi di sicurezza: non ha security, tutta la protezioen deve risiedere nel punto di accesso, cioè nel gateway. Gateway stand-alone per Sono oggetti fisici separati dagli altri oggetti dell automazione Hanno due interfacce di rete Ethernet 17 Gateway stand-alone Master 030 6595111 8
Il gateway è uno Slave 18 I dati prima di uscire dalla rete devono passare dal Master della rete. Permette il passaggio di dati (max 244 in e 244 out) Bisogna scrivere anche un programma per il PLC Il tempo di trasferimento dipende anche dal tempo di ciclo del PLC --- --- --- Master Il gateway è un Master di Classe 2 19 Il Gateway deve entrare in token ring con il PLC. Non è richiesta la modifica del programma del PLC Permette il passaggio di dati, diagnostica E possibile accedere direttamente ai dati disponibili in modo aciclico (DP V1) negli slave Master 030 6595111 9
Gateway software per (1) Le funzionalità di gateway sono implementate nel PLC che è anche Master Il PLC deve anche avere una interfaccia Ethernet Bisogna scrivere un programma (per il PLC) che implementi il gateway 20 Gateway software Master Gateway software per (2) Le funzionalità di gateway sono implementate in un PC Il PC deve anche avere una interfaccia Bisogna scrivere/installare un programma (per il PC) che implementi il gateway 21 Gateway software Master 030 6595111 10
Riassunto finale Interfacciare verso PROFINET Si usano i Proxy Trasparente Pieno accesso da PROFINET a tutte le funzionalità di 22 Interfacciare verso generica Si usano i Gateway Bisogna scegliere cosa far passare da una rete all altra Industry 4.0 E possibile trasportare tutte le funzionalità base di (dati/diagnostica) e almeno un sottoinsieme delle funzionalità avanzate (es. accessi aciclici, allarmi, profili) 030 6595111 11