Profinet Realtime Switches

Zuverlässige Echtzeit-Übertragung selbst unter schwierigen Bedingungen

16.03.12 | Autor / Redakteur: Uwe Nolte / Ines Näther

Profinet bietet skalierbare Echtzeit-Eigenschaften - vom Realtime-Datenaustausch in der klassischen Fertigungsautomation bis zur taktsynchronen Kommunikation in hochdynamischen Bewegungssteuerungen.
Bildergalerie: 5 Bilder
Profinet bietet skalierbare Echtzeit-Eigenschaften - vom Realtime-Datenaustausch in der klassischen Fertigungsautomation bis zur taktsynchronen Kommunikation in hochdynamischen Bewegungssteuerungen.

Die durchgängige Kommunikation via Profinet unterstützt den zunehmenden Trend der Modularisierung im Anlagenbau. Dezentral installierte Switches binden hier Anlagenteile und Maschinengruppen in eine optimierte Netzwerk-Topologie ein, die sich an der Anlagenstruktur orientieren kann. Wesentliche Kriterien bei der Auswahl der passenden Switches sind zum einen die Sicherstellung der notwendigen Echtzeitfähigkeit sowie einer hohen Anlagenverfügbarkeit. Auf der anderen Seite kommt wirtschaftlichen Engineering- und Service-Eigenschaften eine wichtige Bedeutung zu.

Die neuen Profinet Realtime Switches FL Switch IRT… von Phoenix Contact ermöglichen den Aufbau des Profinet-Netzwerks in Lichtwellenleiter-Technik (LWL), sodass sich die Applikation auch in Anlagenbereichen mit hoher EMV-Belastung sicher betreiben lässt. Durch die Kombination von Vier-Port-Switches und Zwei-Port-Endgeräten können flexible Topologieformen wie Stern, Baum, Linie oder ein redundanter Ring umgesetzt werden.

Hardware-Unterstützung sorgt für bevorzugte Verarbeitung

Die Profinet-Technologie bietet skalierbare Echtzeit-Eigenschaften, die vom Realtime-Datenaustausch in der klassischen Fertigungsautomation bis zur taktsynchronen Kommunikation in hochdynamischen Bewegungssteuerungen reichen. Bei der Automatisierung von Anlagen wird überwiegend die Variante Profinet RT (Realtime) verwendet. Profinet IO beschreibt dazu die zyklische Datenübertragung zwischen der Steuerung und den Feldgeräten, wobei die Zykluszeiten des Busses wenige Millisekunden betragen.

Die Profinet Realtime Switches verfügen über eine Hardware-Unterstützung in Form des ERTEC-Asics (Enhanced Real Time Ethernet Controller), die für einen optimalen Echtzeit-Betrieb in Profinet-Anwendungen sorgt. Durch die Implementierung des Profinet-Bausteins in den Realtime Swiches werden eingehende Datenpakete vom Typ Profinet IO im Gerät erkannt und unabhängig von der Priorität in ihrem VLAN-Tag stets bevorzugt verarbeitet.

Konkurrierende Anwendungen wie Kamera-Applikationen mit Videostream, die möglicherweise mit einer gleich hohen Priorität im VLAN-Tag versehen sind, beeinträchtigen die Profinet-Kommunikation also nicht. Die Hardware-Unterstützung in den Switches erleichtert somit die Projektierung sowie die Sicherstellung der erforderlichen Echtzeit-Eigenschaften im laufenden Betrieb, da eine automatische Abgrenzung zu den Prioritäten aller Nicht-Profinet-Telegramme gegeben ist.

Basierend auf den in der IEEE 802 definierten Übertragungsverfahren kombinieren die Profinet Realtime Switches die Switching-Mechanismen „Cut Through“ und „Store and Forward“. Mit Hilfe der Cut-Through-Technologie lassen sich die Latenzzeiten beim Weiterleiten von Datenpaketen verkürzen. Auf diese Weise erreichen Profinet-Pakete ihr Ziel auch über mehrere Switches in einer längeren Linienstruktur schnell, wie sie beispielsweise in ausgedehnten Anlagen üblich ist.

Ergänzendes zum Thema
Aufbau vielfältiger Netzwerkstrukturen

LWL-Kommunikation stellt eine hohe Verfügbarkeit sicher

Die Profinet Realtime Switches von Phoenix Contact stellen zwei oder drei diagnosefähige POF-Schnittstellen zur Verfügung. Über die Lichtwellenleiter-Interfaces mit SC-RJ-Anschluss können sowohl Polymer- als auch HCS-Fasern angebunden werden, die dann die Verbindung der Switches untereinander aufbauen. Die optischen Fasern zeichnen sich durch eine einfache und komfortable Konfektionierung im Feld aus. Weil auf aufwändiges Crimpen, Kleben und Polieren verzichtet wird, lassen sich die LWL-Stecker in weniger als zwei Minuten vor Ort anschließen. Bei Nutzung der Gradientenindex-HCS-Faser (GI-HCS) kann eine Reichweite bis 250 m überbrückt werden.

Der Einsatz der LWL-Technik steigert die Robustheit und damit die Zuverlässigkeit der gesamten Anlage. Etwaige Mehrkosten bei der Anschaffung von optischen Komponenten amortisieren sich durch die zusätzlichen Funktionen sowie Einsparungen im laufenden Betrieb. Darüber hinaus macht die Verwendung von Lichtwellenleitern die Applikation unempfindlich gegen EMV-Einflüsse. Die Ausführung des Profinet-Netzwerks in einer optischen Ringstruktur erhöht die Verfügbarkeit der Automatisierungslösung außerdem deutlich. Das zahlt sich beispielsweise dann aus, wenn eine Leitung im Ring zerstört wird, denn alle angekoppelten Teilnehmer sind trotzdem erreichbar. Sollten dennoch Probleme mit den POF- oder HCS-Fasern auftreten, lassen sich die Fehler schnell mit der optischen Diagnose lokalisieren.

Inhalt des Artikels:

»1 »2 nächste Seite

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 32356150) | Archiv: Vogel Business Media