Broschüre Industrielle Kommunikation April 2012

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© Siemens AG 2012
Industrielle Kommunikation
Broschüre · April 2012
© Siemens AG 2012
Totally Integrated Automation
Setzen Sie auf neue Produktivitätsmaßstäbe
für nachhaltige Wettbewerbsvorteile
Als Antwort auf den zunehmenden internationalen
Wettbewerbsdruck ist es heute wichtiger denn je,
sämtliche Optimierungspotenziale konsequent auszuschöpfen – über den kompletten Lebenszyklus einer
Maschine oder Anlage.
2
Optimierte Prozesse ermöglichen eine Reduzierung
der Total Cost of Ownership, eine Verkürzung der
Time-to-Market sowie eine Verbesserung der Qualität.
Diese perfekte Balance zwischen Qualität, Zeit und
Kosten ist heute mehr denn je der entscheidende
Erfolgsfaktor für die Industrie.
© Siemens AG 2012
Inhalt
Totally Integrated Automation ist optimal auf alle
Anforderungen ausgerichtet und offen für internationale Standards und Fremdsysteme. Mit seinen sechs
charakterisierenden Systemeigenschaften unterstützt
Totally Integrated Automation den gesamten Lebenszyklus einer Maschine oder Anlage. Dabei bietet die
komplette Systemarchitektur ganzheitliche Lösungen
für jedes Automatisierungssegment auf Basis einer
umfassenden Produktpalette.
SIMATIC: effizienter automatisieren – mit System
SIMATIC, ein Kernstück von Totally Integrated
Automation, umfasst eine Vielzahl von standardisierten, flexiblen und skalierbaren Produkten.
Eine wesentliche Systemeigenschaft von Totally
Integrated Automation ist die Kommunikation,
die wir Ihnen in dieser Druckschrift vorstellen.
Die Basis dafür sind die verschiedenen Bussysteme
mit den Netzkomponenten und Schnittstellen zu den
angeschlossenen Teilnehmern. Wählen Sie aus diesem
kompletten Spektrum die für Ihre Lösung passenden
Kommunikationssysteme und -komponenten aus.
Totally Integrated Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
SIMATIC-Systemeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Industrielle Kommunikation bei
Totally Integrated Automation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Bussysteme für die Industrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Industrial Ethernet/PROFINET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Industrial Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Netzperformance und -technologien bei
Industrial Ethernet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Netzwerkinfrastruktur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
PROFINET –
der Ethernet-Standard für die Automatisierung . . . . . . . . 18
Industrial Wireless Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
PROFIBUS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
AS-Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
IO-Link. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Lückenlose Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Industrial Remote Communication . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Remote Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Telecontrol (Fernwirken) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
SIMATIC gilt heute als die weltweite Nummer eins in
der Automatisierung. Das liegt nicht zuletzt daran,
dass SIMATIC die sechs Systemeigenschaften von
Totally Integrated Automation aufweist:
• Engineering
• Kommunikation
• Diagnose
• Safety
• Security
• Robustheit
Darüber hinaus charakterisiert sich SIMATIC über
zwei weitere Systemeigenschaften:
• Technology
• Hochverfügbarkeit
Mehr über die Systemeigenschaften und die daraus
resultierenden Vorteile finden Sie im folgenden
Kapitel “Systemeigenschaften“.
Teleservice (Ferndiagnose und Fernwartung)
mit SIMATIC TeleService . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Teleservice über IP-basierte Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Teleservice mit SIMATIC IPC Remote Manager
Fernwartung und -verwaltung von SIMATIC IPCs . . . . . . . 39
Systemthemen und -komponenten . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Industrial Security & Safety Integrated . . . . . . . . . . . . . . . 40
Fehlersichere Kommunikation PROFIsafe . . . . . . . . . . . . . 42
Fehlersichere Kommunikation ASIsafe . . . . . . . . . . . . . . . 44
Netzübergänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Hochverfügbare Kommunikation und Redundanz . . . . . . 47
Datenbankanbindung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Diagnose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Daten für die Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
Geräte und Dienste für Industrial Ethernet . . . . . . . . . . 54
Kommunikationsprozessor (CP) und Netzwerkkomponenten – unterstützte Funktionen . . . . . . . . . . . . . 54
Integrierte Schnittstelle – unterstützte Funktionen . . . . . 56
Geräte und Dienste für PROFIBUS . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Kommunikationsprozessor (CP) –
unterstützte Funktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Integrierte Schnittstelle – unterstützte Funktionen . . . . . 59
Industrielle Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Vorteile auf einen Blick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Faxformular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
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Systemeigenschaften
Engineering
Höchste Engineeringeffizienz –
in allen Phasen des Maschinen- und Anlagenlebenszyklus
Mit SIMATIC setzen Sie auf eine durchgängige Engineeringumgebung. Effiziente Software unterstützt Sie umfassend über den gesamten Lebenszyklus Ihrer Maschine oder Anlage – von Planung
und Konzeption über Projektierung und Programmierung bis hin zu Inbetriebnahme, Betrieb und
Modernisierung. SIMATIC Software ermöglicht durch Integrationsfähigkeit und abgestimmte
Schnittstellen eine hohe Datenkonsistenz – über den gesamten Engineeringprozess. Mit dem
Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal) hat Siemens das Engineering neu definiert.
Das neue Engineering Framework TIA Portal vereint die Automation Software Tools SIMATIC
STEP 7, SIMATIC WinCC und SINAMICS StartDrive in einer einzigen Entwicklungsumgebung.
Kommunikation
Höchste Datentransparenz über alle Automatisierungsebenen –
auf Basis bewährter Standards
Mit SIMATIC schaffen Sie die Voraussetzung für eine uneingeschränkte Durchgängigkeit
in der Kommunikation – und damit für höchste Transparenz über alle Ebenen, von der
Feld- und Steuerungsebene über die Betriebsführungsebene bis zur Unternehmensleitebene.
Dabei setzt SIMATIC auf internationale herstellerübergreifende Standards, die sich flexibel
kombinieren lassen: PROFINET, den führenden Industrial Ethernet Standard und PROFIBUS,
den weltweiten Feldbus Nummer eins.
Diagnose
Minimierung von Stillstandzeiten –
durch effiziente Diagnosekonzepte
Alle SIMATIC Produkte besitzen integrierte Diagnosefunktionen, mit denen sich eine
Störung aufspüren und effizient beheben lässt – für eine erhöhte Systemverfügbarkeit.
Selbst für größere Anlagen steht Ihnen mit der Maintenance Station eine einheitliche
Sicht der instandhaltungsrelevanten Informationen aller Automatisierungskomponenten
zur Verfügung.
Safety
Schutz von Mensch und Maschine –
im Rahmen eines durchgängigen Gesamtsystems
SIMATIC Safety Integrated bietet vom TÜV zertifizierte Produkte, welche die Einhaltung
relevanter Normen vereinfacht: IEC 62061 bis SIL 3, EN ISO 13849-1 bis PL e sowie der
EN 954-1. Durch die Integration der Sicherheits- in die Standardtechnik sind nur ein
Controller, eine Peripherie, ein Engineering und ein Bussystem erforderlich. Damit stehen
die Systemvorteile und umfassende Funktionalität von SIMATIC auch für fehlersichere
Anwendungen zur Verfügung. Dank Safety Integrated lassen sich Sicherheitsfunktionen
ganz einfach in Maschinen und Anlagen integrieren.
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Systemeigenschaften
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Security
Datensicherheit in der vernetzten Welt – durch abgestimmte, skalierbare
Sicherheitssysteme
Durch die zunehmende Verwendung von Ethernet-Verbindungen bis in die Feldebene hinein
gewinnen Sicherheitsfragen in der Industrie an Bedeutung. Um eine Anlage umfassend zu
schützen, müssen geeignete Maßnahmen getroffen werden. Dies reicht von der Unternehmensorganisation und deren Richtlinien über Schutzmaßnahmen für PC- und Steuerungssysteme bis hin zur Sicherung von Automatisierungszellen durch die Segmentierung des
Netzwerks. Siemens verfolgt hier das Zellenschutzkonzept und bietet mit den Modulen der
SCALANCE-Reihe sowie den Security-Baugruppen Komponenten zum Aufbau gesicherter
Zellen an.
www.siemens.de/industrialsecurity
Robustheit
Höchste Industrietauglichkeit – durch hohe Robustheit
Jedes Standardprodukt aus dem SIMATIC Spektrum zeichnet sich aus durch höchste Qualität
und Robustheit und eignet sich perfekt für den Einsatz in industrieller Umgebung. Spezifische
Systemtests sichern die geplante und geforderte Qualität. SIMATIC Komponenten halten alle
relevanten internationalen Normen ein und sind entsprechend zertifiziert. Temperatur- und
Schock-unempfindlichkeit sind ebenso in den SIMATIC Qualitätsrichtlinien definiert wie
Schwingungs- oder EMV-Festigkeit.
Für erschwerte bis extreme Einsatzbedingungen stehen Ihnen besondere Varianten wie z.B.
SIPLUS extreme oder besondere Varianten der SIMATIC ET 200 zur Verfügung. Dazu zählen erhöhte Schutzart, erweiterte Temperaturbereiche sowie außergewöhnliche mediale Belastungen.
Hochverfügbarkeit
Technology
Mehr Möglichkeiten, weniger Komplexität –
durch integrierte Technologiefunktionalität
Zählen und Messen, Nockensteuern, Regeln oder Motion Control: Technologische
Aufgaben können Sie ohne Systembrüche in unterschiedlichster Kombination und
Komplexität in die Welt von SIMATIC einbinden – einfach, komfortabel, durchgängig.
Die Parametrierung und Programmierung erfolgt in gewohnter STEP 7 Umgebung.
Höchste Verfügbarkeit –
mit durchgängigen Redundanzkonzepten
Für eine hohe Anlagenverfügbarkeit bietet Siemens ein umfassendes Redundanzkonzept
für die ganze Anlage: von der Feldebene über die Steuerungsebene bis hin zur Betriebsführungsebene. Beispielsweise machen im Feld getestete Controller durch stoßfreies
Umschalten mit automatischer Ereignissynchronisation Ihren Hochverfügbarkeitsbereich
absolut sicher.
www.siemens.de/simatic-systemeigenschaften
Systemeigenschaften
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Einführung
Ihre Anforderungen
Unser Angebot
Wollen Sie neue Produkte schnell auf den Markt bringen?
Dabei kurzfristig und flexibel auf Marktanforderungen reagieren und Umrüstzeiten reduzieren und damit Time-to-Market
verkürzen? Wollen Sie effizient und kostengünstig produzieren? Dabei die Kapazität Ihrer Anlage/Maschine optimal ausnutzen und eventuelle Stillstandszeiten minimieren?
Von zentraler Bedeutung bei Automatisierungslösungen
sind Kommunikationsnetze. SIMATIC NET – Networking for
Industry – steht für ein vielfältiges Angebot an modularen
Bausteinen – designed for industry – die dazu beitragen,
Ihre Kommunikationsaufgaben effizient zu lösen:
• In den verschiedenen Automatisierungsbereichen
• Über den gesamten Workflow
• Über den gesamten Anlagen-Life-Cycle
• Für alle Branchen
Dann sollten alle Maschinen Ihrer Anlage optimal zusammenarbeiten. Setzen Sie also auf offene, durchgängige Kommunikation Ihrer Automatisierung – quer durch das gesamte Unternehmen und über Unternehmensgrenzen hinweg.
Vermeiden Sie Insellösungen in der Automatisierung und in
der Informationstechnologie durch:
• Lückenlosen Informationsfluss von der Sensor-/Aktorebene bis zur Unternehmensleitebene
• Verfügbarkeit von Information an jedem Ort
• Schnellen Datenaustausch zwischen den Anlagenteilen
• Einfache, durchgängige Projektierung und effiziente
Diagnose
• Integrierte Sicherheitsfunktionen, die unerlaubte Zugriffe
vermeiden
• Fehlersichere sowie Standard-Kommunikation über die
gleiche Verbindung
SIMATIC NET bietet Lösungen, die sowohl die Vorteile des
Ethernet nutzen als auch Feldbussysteme einfach integrieren.
Markante Beispiele sind:
• Die Erschließung des Feldbereichs für den Einsatz von
Industrial Ethernet
• Die Durchgängigkeit von der Feldebene bis zur
Unternehmensleitebene
• Die Realisierung neuer Lösungen durch drahtlose
Kommunikation
• Die Integration von IT-Technologien
Weltweite Trends
Seit vielen Jahren gewinnt weltweit die Dezentralisierung immer mehr an Bedeutung. Der dezentrale Anlagenaufbau verringert den Aufwand für Installation, Wartung und Diagnose.
Dabei arbeiten intelligente Geräte vor Ort und sind über Netzwerke miteinander verknüpft. Offenheit und Flexibilität sind
wichtig, um unterschiedliche Systeme anzubinden und Erweiterungen vorzunehmen. Dazu werden in internationalen Gremien die Standards für Bussysteme festgelegt und genormt.
Alle abgebildeten Konfigurationen in dieser Broschüre
haben lediglich Beispielcharakter.
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Einführung
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PROFINET/Industrial Ethernet
■
Industrial Ethernet
(IEEE 802.3)
der Industriestandard basierend auf dem
internationalen Standard Ethernet
■
PROFINET
(IEC 61158/61784)
der führende Industrial Ethernet Standard für die
Automatisierung
■
Industrial Wireless LAN
(IEEE 802.11)
der Industriestandard für drahtlose Kommunikation
basierend auf dem internationalen Standard
PROFIBUS
■
PROFIBUS
(IEC 61158/61784)
der internationale Standard für den Feldbereich ist
bei den Feldbussen weltweit Marktführer
AS-Interface
■
AS-Interface
(IEC 62026-2/EN 50295)
der internationale Standard, der als preisgünstige
Alternative zum Kabelbaum Sensoren und Aktoren
durch eine Zweidrahtleitung verknüpft
IO-Link
■
IO-Link
der Standard für die intelligente Anbindung von
Sensoren und Aktoren aus der Feld- bis in die
Leitebene
Einführung
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Industrielle Kommunikation bei Totally Integrated Automation
Mit Totally Integrated Automation ist Siemens der einzige
Anbieter eines durchgängigen Produkt- und Systemspektrums für die Automatisierung in allen Branchen – vom
Wareneingang über den Produktionsprozess bis zum
Warenausgang, von der Feldebene über die Produktionsleitebene bis hin zur Anbindung an die Unternehmensleitebene.
Die Vorteile von Totally Integrated Automation machen sich
bereits bei Design und Engineering bezahlt, aber auch bei der
Montage und Inbetriebnahme sowie bei Betrieb und Instandhaltung.
Automatisierungslösungen lassen sich mit geringerem Aufwand realisieren. Neue Freiräume ermöglichen es, flexibler
und schneller auf neue Marktanforderungen zu reagieren.
Anlagen können einfach erweitert bzw. umgestellt werden,
ohne dass dazu der laufende Betrieb unterbrochen werden
muss.
Durch das verstärkte Vordringen von Industrial Ethernet in der
Automatisierung bis hinein in die Feldebene gewinnen folgende Themen innerhalb von Totally Integrated Automation
immer mehr an Bedeutung:
• PROFINET inklusive fehlersicherer Kommunikation
PROFIsafe
• Industrial Wireless Communication mit GSM/GPRS/UMTS,
IWLAN und WirelessHART
• Industrial-Security-Konzepte, z.B. mit SCALANCE S
Eine Gesamtlösung besteht aus:
• Kommunikationssystem mit
- passiven Netzkomponenten, z.B. Leitungen
- aktiven Netzkomponenten, z.B. Switch
• Schnittstellen für den Anschluss der Automatisierungsgeräte an das Kommunikationssystem
- integrierte Schnittstellen
- eigene Kommunikationsprozessoren
• Komponenten für drahtlose Netze, z.B. SCALANCE W
• Netzübergängen, z.B. IE/PB Link PN IO
• Software zur Projektierung der Netzwerke
• Werkzeugen für Wartung und Diagnose, z.B. SINEMA
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Einführung
PROFINET ...
für die Steigerung der Produktivität Ihrer Anlage
Sie benötigen für Ihre strategischen Entscheidungen unternehmensweit einen lückenlosen Informationsfluss – vom
ersten Fertigungsschritt über die Betriebs- bis zur Unternehmensleitebene. Um dies zu erreichen, setzen Sie bereits bei
der Wahl des industriellen Kommunikationsstandards auf
Flexibilität, Effizienz und Performance.
PROFINET, der offene und innovative Industrial EthernetStandard, erfüllt alle Anforderungen der industriellen
Auto-matisierung und ermöglicht eine durchgängige
unternehmensweite Kommunikation.
PROFINET dient zum direkten Anschluss dezentraler Feldgeräte und Antriebe an Industrial Ethernet und zur Lösung taktsynchroner Motion Control-Anwendungen. PROFINET ermöglicht
außerdem, die vertikale Integration und die Lösung sicherheitsgerichteter Anwendungen.
Industrial Security
Durch die zunehmende Verwendung von Ethernet-Verbindungen bis in die Feldebene hinein gewinnen Sicherheitsfragen in der Industrie an Bedeutung. Um eine Anlage umfassend zu schützen, müssen unterschiedliche Maßnahmen
getroffen werden.
Dies reicht von der Unternehmensorganisation und deren
Richtlinien über Schutzmaßnahmen für PC- und Steuerungssysteme bis hin zur Sicherung von Automatisierungszellen
durch die Segmentierung des Netzwerks. Siemens verfolgt
hier das Zellenschutzkonzept und bietet mit den SCALANCE S
Security Modules sowie den Security-Kommunikationsprozessoren (CPs) mit integrierten Security-Funktionen (Security
Integrated: Firewall, VPN) Komponenten zum Aufbau gesicherter Zellen an.
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PROFINET (IEC 61158/61784) –
der internationale Standard nutzt Industrial Ethernet und ermöglicht Echtzeitkommunikation bis in die Feldebene.
Bei voller Nutzung existierender IT-Standards ermöglicht
PROFINET performante Motion Control-Applikationen, effizientes herstellerübergreifendes Engineering und hohe Maschinen- und Anlagenverfügbarkeit am Industrial Ethernet. Durch
seine Flexibilität bietet PROFINET bei der Anlagenkonzeption
neue Möglichkeiten, wie beispielsweise den Einsatz beliebiger
Topologien und fehlersicherer – auch über kabellose Verbindungen.
PROFIBUS (IEC 61158/61784) –
der internationale Standard für den Feldbereich ist bei den
Feldbussen weltweit Marktführer. Als einziger Feldbus erlaubt
er die Kommunikation sowohl in fertigungs- als auch in prozessorientierten Anwendungen.
AS-Interface (IEC 62026/EN 50295) –
der internationale Standard um alternativ zum Kabelbaum besonders preisgünstige Sensoren und Aktoren durch eine Zweidrahtleitung zu verknüpfen.
IO-Link –
der Standard für die intelligente Anbindung von Sensoren,
RFID-Systemen und Aktoren aus der Feld- bis in die Leitebene.
IO-Link
AS-Inteface
PROFIBUS
DP
Enterprise Resource
Planning (ERP)
(z.B. PC)
Control
(z.B. SIMATIC S7-300)
Motion Control
(z.B. SIMOTION)
intelligente Feldgeräte
(z.B. ET 200S/CPU)
einfache Feldgeräte
(z.B. ET 200)
Sensor/Aktor
Identifikationssysteme
(z.B. RFID- und
Code-Lesesysteme)
Drives
(z.B. SINAMICS)
SIRIUS
(z.B. Motorstarter ,
Kompaktabzweige,
Überwachungs- und
Überlastrelais)
CNC-System
(z. B. SINUMERIK)
sicherheitsgerichtete
Kommunikation
nicht geeignet
geeignet
gut geeignet
G_IK10_XX_00003
Auf Basis von weltweiten Funk-Standards, z.B.
IEEE 802.11a/b/g/n, GSM, GPRS oder UMTS (3G), können zuverlässige drahtlose Netze im industriellen Umfeld aufgebaut
werden.
PROFINET
Industrial Ethernet (IEEE 802.3) –
der internationale Standard für die Bereichsvernetzung ist
heute mit einem Anteil von über 90 % das Netzwerk Nummer
eins in der LAN-Landschaft weltweit.
Über Industrial Ethernet lassen sich leistungsfähige Kommunikationsnetze mit großer Ausdehnung aufbauen.
Einsatz der Kommunikationssysteme
Industrial
Ethernet
Siemens bietet alle Komponenten für eine durchgängige
Gesamtlösung und unterstützt die folgenden Kommunikationssysteme:
Netzübergänge –
werden über Steuerungen oder Links realisiert. Projektierung
und Diagnose können von jedem Punkt der Anlage aus durchgeführt werden.
Einführung
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Bussysteme für die Industrie
Die Grafik zeigt den Anschluss
der verschiedenen Automatisierungssysteme
an die standardisierten Netze.
Bedien- und
Beobachtungssysteme
Laptop
Fernzugriff z.B.
mittels Teleservice
Controller
Motion Control
Systems
Fernwirkund Stationsleittechnik
Numeric
Control
PROFINET
Industrial Ethernet
Controller
Notebook
PC/PG/IPC
Bedien- und
Beobachtungssysteme
Feldgerät für
Ex-Bereich
Numeric
Control
Koppler
PROFIBUS PA
PROFIBUS
ASM 456
Energiemonitoring
Feldgeräte
Mobile
Panel
SIMOCODE
pro
RFIDSystem
CodeLesesysteme
IO-Link
Modul
RFID- SenSystem soren
SINAMICS Drives
G_IK10_XX_00006
Verbraucherabzweiggruppe
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Einführung
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Fernwirk- und
Stationsleittechnik
PC
S71200 mit
CP12427
Controller
PC/PG/IPC
Database
Server
IWLAN
Controller
Security
Access
Point
Controller
PC/PG
Industrial Ethernet
Switches
Access
Point
IWLAN
RCoax Cable
Controller
Link
Wireless
Devices
Link
RF180C
Feldgeräte
Mobile
Panel
Energiemonitoring
CodeLesesysteme
Drives
IO-Link
Master
kwTz
RFIDSystem
Motion Control
Systems
Link
IO-Link
Modul
Link
Netzteil
Netzteil
LOGO!
Controller
RFIDSystem
Access
Point
Client
Module
Sensoren
AS-Interface
Verbraucherabzweig
Feldgeräte
Slaves
Slaves
Signalsäule
G_IK10_XX_00007
Kompaktabzweig
Einführung
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Industrial Ethernet/PROFINET
Industrial Ethernet
Mit Industrial Ethernet steht für den industriellen Bereich
ein leistungsfähiges Bereichs- und Zellennetzwerk nach
Standard IEEE 802.3 (Ethernet), und IEEE 802.11 a/b/g/n
(Wireless LAN) zur Verfügung. Ethernet ist die Basistechnologie des Internets für die weltweite Vernetzung.
Die vielfältigen Möglichkeiten von Intranet, Extranet und
Internet, die im Bürobereich heute schon zur Verfügung stehen, können durch Industrial Ethernet auch in der Fertigungsund Prozessautomatisierung genutzt werden.
Die seit vielen Jahren erfolgreiche Ethernet-Technologie für
Switching, Industrial Wireless LAN und Security gibt dem Anwender die Möglichkeit, die benötigte Performance in seinem
Netz genau den Anforderungen anzupassen. Dabei kann er
Datenraten von bis zu 10 Gbit/s, je nach Bedarf wählen, denn
die durchgängige Kompatibilität erlaubt eine stufenweise Einführung der neuen Technologie.
Ethernet bietet wesentliche Vorteile:
• Schnelle Inbetriebnahme durch einfache Anschlusstechnik
• Hohe Verfügbarkeit, da bestehende Anlagen ohne
Rückwirkung erweitert werden können
• Nahezu unbegrenzte Kommunikationsleistung, da bei
Bedarf skalierbare Leistung durch Switching-Technologie
und hohe Datenraten zur Verfügung steht
• Vernetzung unterschiedlichster Anwendungsbereiche,
wie Büro und Fertigung
• Unternehmensweite Kommunikation durch die
Kopplungsmöglichkeit über WAN (Wide Area Network)
wie Mobilfunk oder Internet
• Zeitlich exakte Zuordnungen von Ereignissen in der
Gesamtanlage durch anlagenweite Uhrzeitführung.
• Flexibilität durch drahtlose Erweiterung mit
Industrial Wireless LAN (IWLAN)
SIMATIC NET setzt auf diese bewährte Technik. Weit über zwei
Millionen Anschlüsse hat Siemens weltweit in raue und EMVbelastete Bereiche der Industrie geliefert.
SIMATIC NET stellt für die Industrieumgebung wesentliche
Ergänzungen der Ethernet-Technik zur Verfügung:
• Netzkomponenten für den Einsatz in rauer Industrieumgebung
• Schnelle Konfektionierung vor Ort durch FastConnectVerkabelungssystem für elektrische und optische
Leitungen
• Ausfallsichere Netze durch schnelle Redundanz und
redundante Stromversorgung
• Ständige Überwachung der Netzkomponenten durch
einfaches aber wirkungsvolles Meldekonzept
• Zukunftssichere Netzkomponenten für Switching
(SCALANCE X), Industrial Wireless LAN (SCALANCE W),
Security (SCALANCE S) und Modem-/ Router-Kommunikation (SCALANCE M)
• Gigabit-Kommunikation im Control Level für hohe
Datenmengen, z.B. WinCC, Webapplikationen,
Multimedia-Anwendungen etc.
• Netzwerktrennung, z.B. mittels CP 443-1 Advanced
Kommunikationsfunktionen/Dienste
PG/OP-Kommunikation
Dazu zählen integrierte Kommunikationsfunktionen, über
die die Automatisierungssysteme SIMATIC, SIMOTION und
SINUMERIK Datenkommunikation zu jedem HMI-Gerät und
SIMATIC PG (STEP 7) durchführen können, auch über Netzwerkgrenzen hinweg (S7-Routing).
S7-Kommunikation
Die S7-Kommunikation ist die integrierte Kommunikationsfunktion (System-Funktions-Baustein) für S7-400 bzw. ladbare Funktionsbausteine für S7-300, die innerhalb SIMOTION,
SINUMERIK und SIMATIC S7/WinAC optimiert wurde.
Sie ermöglicht auch die Anbindung von PCs und Workstations.
Die S7-Kommunikation bietet einfache leistungsfähige, netzwerkunabhängige Kommunikationsdienste.
Offene Kommunikation
Die offene Kommunikation ermöglicht die Kommunikation
der SIMATIC S7-Steuerungen mit anderen SIMATIC S7-,
SIMATIC S5-Steuerungen, PCs/IPCs und Fremdsystemen.
CPs unterstützen offene Kommunikation mittels Funktionsbausteinen SEND/ RECEIVE. CPUs mit integrierter PROFINETSchnittstelle verwenden T-Bausteine für die offene Kommunikation. Zur einfachen Anbindung von Bedien- und Beobachtungsstationen wird FETCH und WRITE angeboten.
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Bedien- und
Beobachtungssysteme
MD741-1
Database
Server
S7-200 mit
MD720-3
S7ಣ1200 mit
CP1242ಣ7
S7-300 mit
SINAUT ST7
Field PG
PC mit
WinCC flexible
und TeleControl
Server Basic
S7-400
Mobile
Panels
SINUMERIK
SCALANCE
W-780
SIMATIC IPC
mit WinAC
SIMOTION C/P/D
S7-300
SCALANCE S
S7-1200
PROFINET
Industrial
Ethernet
RF180C
SCALANCE X
Energiemonito- Codering
lesesysteme
SCALANCE
W-780
ET 200S mit
IM 151-3 PN FO
RFIDSystem
Industrial Ethernet (optisch)
SCALANCE
W-740
ET 200S mit
IM 151-3 PN FO
SINAMICS
SIMATIC IPC
mit WinAC
ET 200
SIRIUS M200D
G_IK10_XX_10230
ET 200
Gesamtüberblick Industrial Ethernet
Socket-Schnittstelle für Industrial Ethernet
OPC UA (Unified Architecture)
erlaubt die Datenkommunikation mit Rechnern über TCP/IP.
Auf dieser in der PC- und UNIX-Welt weitverbreiteten Schnittstelle können Anwender den Datenaustausch frei programmieren. In der SIMATIC S7 und SIMATIC TDC werden die
SEND/RECEIVE-Bausteine als Zugang zu TCP/IP verwendet.
Aktuell wird zwischem klassischen OPC und der konsequenten
Weiterentwicklung daraus, OPC UA unterschieden. Eine sanfte
Migration hin zum neuen Standard OPC UA, der zusätzlichen
Mehrwert wie z.B. Security bietet, ist einfach möglich. Die
SIMATIC NET OPC-Server bieten (aktuell für S7 und PROFINET)
beide Schnittstellen, OPC UA und klassisches OPC, an.
OPC (Openness, Productivity & Collaboration)
ist eine standardisierte, offene und herstellerunabhängige
Schnittstelle, die in der Automatisierungstechnik weit verbreitet ist. Sie ermöglicht die Anbindung von OPC-fähigen
Windows-Applikationen über die verschiedensten Protokolle,
wie z. B. S7-Kommunikation, PROFINET und SNMP.
S7 OPC Redundancy
ermöglicht zusätzlich den Aufbau von redundanten OPC UAServern und stellt somit den Anlagenzugriff für die Bedienund Beobachtungssysteme sicher.
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Industrial Ethernet
Informationstechnologie (IT) mit E-Mail, FTP und
Web-Technik
Vertikale Integration
bindet SIMATIC, SIMOTION und SINUMERIK in die Informationstechnologie über Industrial Ethernet ein. Im Büro haben
sich E-Mail und Web-Browser als weitverbreitete Kommunikationsmittel durchgesetzt. Das File Transfer Protocol (FTP) ermöglicht eine einfache, universelle Kopplung z.B. der SPS an
verschiedene Rechner oder Embedded-Systeme. Als Kommunikationswege dienen vorwiegend Ethernet, aber auch Telefonleitungen und Internet.
Für die vertikale Integration, das heißt die durchgängige Kommunikation von der Feldebene bis zur Leitebene (ERP/MES),
stehen sowohl die Netzwerktrennung als auch die Möglichkeit
der direkten Ankopplung von Steuerungen an die Leitebene
zur Verfügung.
Weitere Dienste
Uhrzeitsynchronisation
Über das SIMATIC-Verfahren oder Network Time Protocol
(NTP) wird eine anlagenweite Uhrzeitsynchronisation erreicht.
Simple Network Management Protocol (SNMP)
SNMP ist ein standardisiertes Protokoll zum Transport von
Netzwerkmanagement-Informationen und dient speziell zur
Administration von TCP/IP-Netzwerken. Die einzelnen Knoten
im Netz (Netzkomponenten oder auch Endgeräte) verfügen
über einen sogenannten SNMP-Agenten, der Informationen
in strukturierter Form zur Verfügung stellt. Durch diesen Zugriff auf Geräteinformationen kann z.B. eine Netzwerkvisualisierung, Systemdiagnose oder die Überwachung von Anlagenzustände realisiert werden.
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Netzwerktrennung
Über die Netzwerk-Infrastruktur können zwei voneinander unabhängige IP-Subnetze aufgebaut werden. Damit kann eine
gezielte Lastentkopplung im Netz erreicht oder die unterschiedlichen Zuständigkeiten innerhalb eines Unternehmens
(z.B. Büro- und Fertigungsnetz) ausgesteuert werden. Über
eine definierte Schnittstelle ist eine gezielte Kommunikation
zwischen den Subnetzen möglich.
ERP-Anbindung
Basierend auf TCP/IP wird eine universelle Datenbankschnittstelle über den Kommunikationsprozessor CP 343-1 ERPC
zur Verfügung gestellt, der Datenbankanwendungen von
ORACLE, MySQL, MS-SQL, DB2 mittels einer Partner-Software
unterstützt. Der CP wickelt das Protokoll weitgehend selbstständig ab und entlastet damit die CPU von speicherintensiven
Bausteinen. Die notwendigen Parametrierungen z.B. welcher
Datenbereich auf der CPU in die Datenbank übertragen wird,
werden mit einem einfachem zur Partner-Software gehörenden PC-Tool durchgeführt.
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Netzperformance und -technologien bei Industrial Ethernet
Die aktuellen Industrial Ethernet-Technologien können, kombiniert angewendet, die Performance im Netzwerk im Vergleich zur ursprünglichen 10 Mbit/s-Technologie um den
Faktor 50 und mehr steigern.
Diese Technologien sind:
• Fast Ethernet
mit 100 Mbit/s: Telegramme werden im Vergleich zu
Ethernet mit 10 Mbit/s wesentlich schneller transportiert
und belegen den Bus dadurch nur für sehr kurze Zeit.
• Gigabit Ethernet
mit 1 bzw. 10 Gbit/s: Gegenüber Fast Ethernet ist Gigabit
Ethernet nochmals um den Faktor 10 bzw. 100 schneller.
• Full Duplex
schließt Kollisionen aus: Der Datendurchsatz steigt enorm,
da die üblichen Telegrammwiederholungen vermieden
werden. Zwischen zwei Teilnehmern können gleichzeitig
Daten gesendet und empfangen werden.
Der Datendurchsatz einer Full Duplex-Verbindung steigt
damit auf 200 Mbit/s bei Fast Ethernet bzw. auf 2 Gbit/s bei
Gigabit Ethernet. Bei Full Duplex ist auch eine größere Netzausdehnung möglich. So können z.B. bei Verwendung von
Glas-LWL 50/125 µm Entfernungen von bis zu 26 km erreicht werden.
• Autocrossover
ermöglicht die automatische Kreuzung zwischen
den Sende- und Empfangsleitungen an
Twisted Pair-Schnittstellen.
• Autosensing
beschreibt die Eigenschaft von Netzknoten (Endgeräte
und Netzkomponenten), die automatisch die Übertragungsrate eines Signals (10 Mbit/s, 100 Mbit/s oder
1 Gbit/s) erkennen und Autonegotiation unterstützen.
• Autonegotiation
ist ein Konfigurationsprotokoll im Fast Ethernet. Geräte
am Netz vereinbaren vor der eigentlichen Datenübertragung einen Übertragungsmodus, den jedes beliebige
Gerät beherrscht (1000 Mbit/s,100 Mbit/s oder 10 Mbit/s,
Full Duplex oder HalfDuplex).
• Gigabit-Verkabelungssystem
Das 8-adrige FastConnect-Verkabelungssystem von
SIMATIC NET mit Kabel, Stecker und Outlet ermöglicht
Übertragungsraten von bis zu 1 Gbit/s bzw. mit Fiber OpticTechnik bis 10 Gbit/s.
• Switching
ermöglicht parallele Kommunikation: Die Aufteilung eines
Netzes in mehrere Segmente durch einen Switch bewirkt
Lastentkopplung. In jedem einzelnen Segment ist lokaler
Datenverkehr unabhängig von anderen Segmenten möglich. Im gesamten Netz können dadurch mehrere Telegramme gleichzeitig unterwegs sein. Der PerformanceGewinn liegt also in der Gleichzeitigkeit mehrerer Telegramme.
Konfektionierte Leitungen
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Netzwerkinfrastruktur
Netz-Topologien
Baum
Netz-Topologien orientieren sich an den Erfordernissen der zu
vernetzenden Einrichtungen. Zu den häufigsten Topologien
gehören Stern-, Linien-, Baum- und Ringstrukturen.
In der Praxis bestehen Anlagen meist aus gemischten Strukturen. Diese lassen sich sowohl mit Kupferverkabelung als auch
mit Lichtwellenleitern (LWL) realisieren. Glasfaser- Lichtwellenleiter werden für lange Strecken verwendet.
Mit dem FastConnect-System lassen sich sowohl Kupferkabel
als auch Glas-LWL selber konfektionieren. Für kurze Entfernungen sind Plastik-Lichtwellenleiter wie Polymer Optic Fiber
(POF) oder plastikumhüllte Glasfasern wie Polymer Cladded
Fiber (PCF) eine einfache, ebenfalls selbstkonfektionierbare
Alternative. Für PROFINET stehen Industrial Ethernet Switches
und Medienkonverter sowie dezentrale Feldgeräte mit integrierten POF / PCF-Schnittstellen zur Verfügung.
Die Baumstruktur entsteht aus der Verbindung mehrerer Sterne zu einem Netzwerk – gegebenenfalls unter Mischung von
LWL- und Twisted Pair-Verkabelung. Sie findet Anwendung bei
der Gliederung komplexer Anlagen in Teilanlagen.
Stern
Kennzeichen der Sternstruktur ist ein zentraler Switch mit Einzelverbindungen zu allen Endgeräten des Netzes. Anwendungen für sternförmige Netzstrukturen sind Bereiche mit hoher
Gerätedichte bei geringen Längenausdehnungen – beispielsweise kleine Fertigungszellen oder eine einzelne Produktionsmaschine.
Linie
Realisiert werden kann die Linienstruktur durch einen Switch
in der Nähe des anzuschließenden Endgeräts – oder durch einen Switch, der in das Endgerät integriert ist. Die Linienstruktur wird bevorzugt in Anlagen mit weitläufiger Struktur angewendet – beispielsweise Fördersysteme und zur Verbindung
von Fertigungszellen.
Ring
Schließt man die Enden einer Linie durch eine zusätzliche Verbindung, ergibt sich eine Ringstruktur. Diese wird in Anlagen
mit erhöhten Verfügbarkeitsanforderungen eingesetzt, um
vor Leitungsbruch oder dem Ausfall einer Netzkomponente zu
schützen. Ermöglicht wird diese Medienredundanz durch die
Implementierung des Media Redundancy Protocol (MRP) in
Controllern, Devices sowie Netzkomponenten und garantiert
Rekonfigurationszeiten von 200 ms.
S7-400
PC
Operator Station
6&$/$1&(
;
PROFINET
Industrial Ethernet
SCALANCE
X208
SCALANCE
X208
SCALANCE
X208
SCALANCE
X208
ET 200S
S7-300
S7-300
S7-300
S7-400
S7-400
ET 200S
Sternförmige Netzstruktur
16
ET 200S
S7-400
ET 200S
ET 200S
*B,.B;;B
ET 200S
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Verkabelungstechnik
Für den schnellen und fehlerfreien Aufbau oder Änderungen
vor Ort hat Siemens mit FastConnect ein durchdachtes
Schnellmontagesystem an Kabeln, Steckverbindern und Konfektionierungswerkzeugen entwickelt. FastConnect gibt es für
Industrial Ethernet/PROFINET und PROFIBUS, für RJ45, M12
oder Sub-D bzw. RS485. Auch für Lichtwellenleiter (BFOC und
SC-Duplex) mit Längen bis zu 3 km werden für FastConnectKomponenten angeboten.
Durch die drahtlose Kommunikation zu Automatisierungsgeräten wird eine noch höhere Flexibilität der Anlage erreicht,
Wartungsarbeiten werden vereinfacht, Service- und Stillstandszeiten reduziert. Die IWLAN-Lösung von Siemens Industry macht diese Vorteile nutzbar durch ein abgestimmtes Portfolio von WLAN-Geräten für den industriellen Einsatz, sogar
für fehlersichere Kommunikation im Rahmen von Personenund Maschinensicherheit. Dazu gehören IWLAN-Access Points
und Client Modules (SCALANCE W), drahtlose Anschaltungen
für PROFIBUS und dezentrale Peripherie, Mobile Bediengeräte,
Planungssoftware sowie umfangreiches Zubehör.
Industrial Ethernet Switching Components
Von zentraler Bedeutung bei Automatisierungslösungen ist
das Kommunikationsnetzwerk. Mit SIMATIC NET bietet Siemens Switching Components für Industrial Ethernet zur strukturierten Vernetzung von Maschinen und Anlagen sowie zur
Integration in das gesamte Unternehmensnetz. Ein abgestuftes Portfolio von Switches (CSM, SCALANCE X) in unterschiedlichen Bauformen wie auch von Kommunikationsprozessoren
mit integriertem Switch ermöglicht die jeweils optimale Lösung für jegliche Art von Switching-Aufgaben nicht nur im
rauen Industrieumfeld.
Unterschiedliche Topologien wie Linie, Ring oder Stern bieten
flexible Möglichkeiten, z.B. bei der Realisierung einer Fertigungsstraße oder Fertigungszelle.
Unverzichtbar für industrielle Anwendungen ist die sehr
schnelle Rekonfigurationszeit des Netzes im Ring nach einem
Fehler, da die angeschlossenen Endgeräte sonst logische
Kommunikationsverbindungen abbauen. Die Folge wäre ein
unkontrolliert laufender Prozess oder die Notabschaltung der
Anlage. Um die geforderten sehr schnellen Reaktionszeiten zu
erreichen, werden verschiedene standardisierte Verfahren
verwendet.Neben der Möglichkeit, SCALANCE X Switches in
STEP 7 zu konfigurieren und zu diagnostizieren, bieten diese
eine optimierte Datenübertragung der PROFINET Real-TimeTelegramme durch Priorisierung.
Industrial Security
Die zunehmende drahtgebundene und drahtlose Vernetzung
industrieller Anlagen ermöglicht durch die Integration in das
Unernehmensnetz eine Durchgängigkeit und Offenheit, die
viele Vorteile mit sich bringt, wie z.B. den Fernzugriff auf Anlagenteile über das Internet. Allerdings ergeben sich dadurch
auch gewisse Risiken in Bezug auf die Datensicherheit. Mit seinem Industrial Security-Konzept bietet Siemens eine Sicherheitslösung speziell für die industrielle Automatisierungstechnik an, die die spezifischen Anforderungen dieser Einsatzumgebung erfüllt.
Die Industrial Security-Produkte mit integrierten SecurityFunktionen (Security Integrated: Firewall, VPN) wie z.B.
SCALANCE S, S7 Advanced CPs oder SCALANCE M875 sind
ebenso wie die entsprechende Software einfach zu handhaben und eine Einbindung in bestehende Vernetzungskonzepte kann rückwirkungsfrei erfolgen.
Switch SCALANCE X308-2
Einfache und schnelle Montage
mit FastConnect
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PROFINET –
der Ethernet-Standard für die Automatisierung
Flexibilität
Effizienz
Performance
Maßgeschneiderte
Anlagenkonzepte
Optimale Nutzung
von Ressourcen
Höhere Produktivität
Ein Kabel für alles
Geschwindigkeit
Safety
Geräte-/Netzdiagnose
Hohe Präzision
Flexible Topologien
Energieeffizienz
Große Mengengerüste
Offener Standard
Einfache Verkabelung
Hohe Datenrate
Web Tools
Schneller Gerätetausch
Medienredundanz
Erweiterbarkeit
Robustheit/Stabilität
Schneller Hochlauf
Mit PROFINET nutzt Siemens den Ethernet-Standard für die
Automatisierung. PROFINET ermöglicht den schnellen und
sicheren Datenaustausch auf allen Ebenen und schafft damit
die Möglichkeit zur Realisierung innovativer Maschinen- und
Anlagenkonzepte. Aufgrund seiner Flexibilität und Offenheit
bietet PROFINET dem Anwender ein Höchstmaß an Freiheit
bei der Gestaltung der Maschinen- und Anlagenarchitektur.
Durch die Effizienz von PROFINET werden vorhandene Ressourcen des Anwenders optimal genutzt und die Anlagenverfügbarkeit deutlich gesteigert. Innovative Siemens Produkte und die Performance von PROFINET steigern die Produktivität von Unternehmen nachhaltig.
18
Ihre Vorteile auf einen Blick
■
PROFINET ist der offene Industrial Ethernet-Standard
für die Automatisierung
■
PROFINET basiert auf Industrial Ethernet
■
PROFINET nutzt TCP/IP und IT-Standards
■
PROFINET ist Real-Time Ethernet
■
PROFINET ermöglicht nahtlose Integration von
Feldbus-Systemen
■
PROFINET unterstützt die fehlersichere Kommunikation via PROFIsafe auch über IWLAN
G_IK10_XX_10304
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Kurze Reaktionszeiten und optimierte Prozesse sind die
Grundvoraussetzung für Wettbewerbsfähigkeit in globalen
Märkten, denn die Produktlebenszyklen werden zunehmend
kürzer. PROFINET ermöglicht flexible Kommunikationsstrukturen und somit die Realisierung von innovativen Maschinenund Anlagenkonzepten. Dadurch kann eine hohe Flexibilität
in Anlagenstrukturen und Produktionsprozessen erzielt werden, um den Herausforderungen erfolgreich zu begegnen.
PROFINET unterstützt auch die drahtlose Kommunikation
mit Industrial Wireless LAN und eröffnet somit neue Anwendungsfelder. Beispielsweise können verschleißbehaftete Techniken wie Schleifleiter ersetzt werden und der Einsatz fahrerloser Transportsysteme und mobiler Bediengeräte wird ermöglicht.
Safety
Das bei PROFIBUS bewährte Sicherheitsprofil PROFIsafe (siehe
Seite 42), das die Übertragung von Standard- und sicherheitsgerichteten Daten auf einer Busleitung ermöglicht, ist auch
bei PROFINET verwendbar. Für die fehlersichere Kommunikation sind keine speziellen Netzkomponenten notwendig, Standard-Switches und Standard-Netzübergänge können uneingeschränkt eingesetzt werden. Darüber hinaus ist fehlersichere
Kommunikation gleichermaßen über Industrial Wireless LAN
möglich.
Flexible Topologien
PROFINET ermöglicht über die von den etablierten Feldbussen
geprägte Linienstruktur hinaus auch die Verwendung von
Stern-, Baum- und Ringstrukturen. Damit ergibt sich bei der
Maschinen- und Anlagenplanung eine höhere Flexibilität. Das
PROFINET-Netzwerk kann ganz ohne spezielles Fachwissen installiert werden und erfüllt alle im industriellen Umfeld relevanten Anforderungen. Der „PROFINET Installation Guide“ unterstützt Hersteller und Anwender bei der Netzwerkinstallation. Je nach Anwendung kommen symmetrische Kupferkabel
oder EMV-unempfindliche Lichtwellenleiter zum Einsatz. Geräte unterschiedlicher Hersteller werden über genormte und
robuste Steckverbinder (bis IP65/IP67) einfach angeschlossen.
Durch die Integration von Switch-Funktionalität in die Geräte
können Linienstrukturen gebildet werden, die sich direkt an
einer bestehenden Maschinen- bzw. Anlagenstruktur orientieren. Dies führt zu Einsparungen beim Verkabelungsaufwand
und spart Komponenten ein, wie zum Beispiel externe Switches.
Offener Standard
PROFINET, der offene herstellerunabhängige Standard (IEC
61158/61784), wird von PROFIBUS und PROFINET International (PI) unterstützt. Er steht für höchste Transparenz, offene
IT-Kommunikation, Netzwerksicherheit und gleichzeitige
Echtzeitkommunikation.
Durch seine Offenheit schafft PROFINET die Basis für ein einheitliches Automatisierungsnetz in der Anlage, an das sämtliche Maschinen und Geräte angeschlossen werden können.
Auch die Integration bestehender Anlagenteile mit beispielsweise PROFIBUS lässt sich durch den Einsatz von Netzübergängen problemlos realisieren.
Einsatz von Web Tools
Durch die uneingeschränkte Unterstützung von TCP/IP ermöglicht PROFINET die Nutzung von Standard Web-Diensten im
Gerät, wie beispielsweise Webserver. Unabhängig vom verwendeten Tool kann jederzeit und nahezu von überall mit einem handelsüblichen Internet-Browser auf Informationen der
Automatisierungsebene zugegriffen werden, was Inbetriebnahme und Diagnose erheblich vereinfacht.
Dabei kann jeder Anwender selbst entscheiden, wie viel Offenheit zur IT-Welt er für seine Maschine oder Anlage zulässt.
So kann PROFINET einfach als isoliertes Anlagennetz betrieben werden oder über geeignete Security Modules, wie den
SCALANCE S-Baugruppen, an das Office-Netz oder an das Internet angeschlossen werden. Auf diese Art werden neue
Fernwartungskonzepte oder auch der schnelle Austausch von
Produktionsdaten ermöglicht.
PROFINET
Industrial
Ethernet
IE/PB
Link
PN IO
IE/AS-i
LINK
PN IO
PROFIBUS
AS-Interface
G_IK10_XX_30117
Flexibilität
Feldbusintegration über Proxy
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PROFINET –
Effizienz
Der globale Wettbewerb führt dazu, dass Unternehmen ihre
Ressourcen wirtschaftlich und effizient einsetzen müssen.
Dies gilt insbesondere für die Produktion, wo PROFINET für
mehr Effizienz sorgt. Ein einfaches Engineering garantiert
eine schnelle Inbetriebnahme, zuverlässige Geräte sorgen für
eine hohe Anlagenverfügbarkeit. Umfassende Diagnose- und
Wartungskonzepte helfen Anlagenausfälle und Instandhaltungskosten auf ein absolutes Minimum zu reduzieren.
Ein Kabel für alles
PROFINET ermöglicht gleichzeitige Feldbuskommunikation
mit Taktsynchronität und Standard-IT-Kommunikation (TCP/IP)
auf einem Kabel. Diese Echtzeitkommunikation für die Übertragung der Nutz-/Prozess- und Diagnosedaten findet auf einem Kabel statt. Spezifische Profilkommunikation (PROFIsafe,
PROFIdrive und PROFIenergy) sind ohne Mehrverkabelungsaufwand integrierbar. Diese Lösung bietet einen hohen Funktionsumfang bei geringer Komplexität.
Geräte- und Netzdiagnose
Durch Beibehaltung des bewährten Gerätemodells von PROFIBUS stehen die gleichen Diagnose-Informationen bei PROFINET zur Verfügung. Darüber hinaus können bei der Gerätediagnose auch modul- und kanalspezifische Daten von den Geräten ausgelesen werden, so dass eine einfache und schnelle
Fehlerlokalisierung möglich ist.
Energieeffizienz
Unterwegs zur grünen Fabrik: PROFIenergy
PROFIenergy ist ein Profil, das Funktionen und Mechanismen
für PROFINET-Feldgeräte zur Verfügung stellt, die eine energieeffiziente Produktion unterstützen.
Das von der PROFIBUS & PROFINET International (PI) definierte
hersteller- und geräteunabhängige Profil ermöglicht es dem
Anwender, den Energiebedarf und die Kosten deutlich zu senken:
Mit PROFIenergy können nicht benötigte Verbraucher gezielt
abgeschaltet werden. So werden in Produktionspausen die
Energiekosten spürbar verringert. PROFIenergy ermöglicht
das einfache, automatisierte Aus- und Einschalten von technologisch zusammengehörigen Anlagenteilen. Die Koordination erfolgt dabei zentral durch eine übergeordnete Steuerung, die Vernetzung über PROFINET. In langen Pausen wird
somit so viel Energie wie möglich gespart. Anlagenteile, die
kurzfristig abgeschaltet werden, tragen zur gleichmäßigen
Energieverteilung und zur optimalen Energienutzung bei.
Der Einsatz von PROFIenergy wird dem Maschinenbauer durch
die Integration in bekannte Produktfamilien einfach gemacht.
Außerdem ist PROFIenergy so definiert, dass die notwendigen
Funktionsbausteine nachträglich leicht in bestehende Automatisierungen eingebunden werden können.
G_IK10_XX_10305
Erweiterbarkeit
Mit PROFINET ist einerseits die Einbindung bestehender Systeme und Netzwerke einfach und ohne großen Aufwand möglich. Somit sichert PROFINET Investitionen bestehender Anlagenteile, die zum Beispiel über PROFIBUS und andere Feldbusse, wie AS-Interface kommunizieren. Andererseits können
jederzeit weitere PROFINET-Teilnehmer hinzugefügt werden.
Durch den Einsatz weiterer Netzkomponenten können Netzinfrastrukturen sowohl drahtgebunden als auch drahtlos erweitert werden, sogar im laufenden Betrieb.
Energieverbaruch ohne PROFIenergy
Zur einfacheren Wartung von PROFINET-Geräten, sowohl vor
Ort als auch aus der Ferne über eine sichere VPN-Verbindung,
können anwenderspezifische Webseiten mit dem bekannten
HTML-Standard erstellt werden.
20
G_IK10_XX_10306
Neben der Verfügbarkeit von Geräteinformationen hat die Zuverlässigkeit des Netzbetriebs oberste Priorität im NetzwerkManagement. Für die Wartung und Überwachung der Netzkomponenten und ihrer Funktionen hat sich in bestehenden
Netzen das Simple Network Management Protocol (SNMP) als
De-facto-Standard durchgesetzt. PROFINET nutzt diesen Standard und gibt so dem Anwender die Möglichkeit, Netzwerke
mit ihm bekannten Tools zu warten.
Energieverbrauch mit PROFIenergy
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Einfache Verkabelung
An die Montage der Verkabelung im industriellen Umfeld werden besonders hohe Ansprüche gestellt. Zudem besteht die
Anforderung industrietaugliche Netze in kürzester Zeit fehlerfrei aufzubauen, ohne Spezialkenntnisse. Mit FastConnect
bietet Siemens ein Schnellmontagesystem, das all diesen Anforderungen gerecht wird.
Performance
FastConnect ist das standardkonforme, industrietaugliche
Verkabelungssystem bestehend aus Leitungen, Steckern und
Konfektionierungswerkzeugen für PROFINET-Netzwerke. Der
Zeitaufwand für den Anschluss von Endgeräten minimiert sich
durch die einfache Montage mit nur einem einzigen Werkzeug
und Installationsfehler lassen sich durch die praktische Farbcodierung vermeiden. Sowohl Kupferkabel als auch Glas-LWL
lassen sich so vor Ort einfach konfektionieren.
Geschwindigkeit und Präzision
Schnelle Motion Control-Anwendungen erfordern einen präzisen und deterministischen Datenaustausch. Dies wird durch
taktsynchrone Antriebsregelungen unter Verwendung von
Isochronous Real-Time (IRT) realisiert.
Schneller Gerätetausch
PROFINET-Geräte werden über einen in der Projektierung zugewiesenen Namen identifiziert. Bei Austausch eines Geräts
wegen eines Defekts kann ein neues Gerät vom IO-Controller
durch Topologieinformationen erkannt und ihm sein Name
automatisch zugewiesen werden. Somit ist bei einem Gerätetausch kein Engineering Tool notwendig. Auch bei der Erstinbetriebnahme einer kompletten Anlage kann dieser Mechanismus genutzt werden. Insbesondere bei Serienmaschinen
kann so eine schnelle Inbetriebnahme erfolgen.
Robustheit/Stabilität
Ein Automatisierungsnetz muss weitgehend robust gegenüber externen Störquellen sein. Der Einsatz von Switched
Ethernet verhindert, dass Störungen in einem Teil des Netzes
zu einer Beeinflussung des gesamten Anlagennetzes führen.
Für besonders EMV-kritische Bereiche ermöglicht PROFINET
den Einsatz von Lichtwellenleiter.
Produktivität und Produktqualität entscheiden über den Markterfolg. Exakte Bewegungssteuerung, dynamische Antriebe,
Hochgeschwindigkeits-Steuerungen und die deterministische
Synchronisierung von Geräten sind daher wichtige Schlüsselfaktoren. Sie ermöglichen hohe Produktionsgeschwindigkeiten und gleichzeitig optimierte Produktqualität.
PROFINET erlaubt mit IRT und Taktsynchronität eine schnelle
und deterministische Kommunikation, bei der die unterschiedlichen Zyklen eines Systems (Eingabe, Netzwerk, CPUVerarbeitung und Ausgabe) synchronisiert werden, auch bei
parallelem TCP/IP-Verkehr.
Die kurzen Zykluszeiten von PROFINET erlauben es, die Produktivität von Maschinen und Anlagen zu steigern und die
Produktqualität durch die hohe Präzision zu garantieren.
Das standardisierte Antriebsprofil PROFIdrive ermöglicht eine
herstellerunabhängige Kommunikation zwischen CPUs und
Antrieben.
6ZLWFK
352),1(7
6,0$7,&6
,QGXVWULDO(WKHUQHW
+0,
6,027,21'
SIMOTION D
6,027,21'
Modular verteilte Automatisierungsstruktur mit drive-based
Motion Controllern
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© Siemens AG 2012
PROFINET –
Große Mengengerüste
Durch den Einsatz von PROFINET lassen sich bisherige Einschränkungen im Umfang der zu realisierenden Maschinen
und Anlagen einfach überwinden. So kann heute ein SIMATIC
Controller mit PROFINET bis zu 256 Feldgeräte verwalten. In
einem Netzwerk können mehrere Controller mit ihren zugeordneten Feldgeräten zusammenspielen. Dabei ist die Anzahl
der Feldgeräte pro PROFINET-Netzwerk faktisch unbegrenzt –
es steht das gesamte Band an IP-Adressen zur Verfügung.
Hohe Datenrate
Durch den Einsatz von 100 Mbit/s im Full Duplex-Modus erzielt PROFINET eine deutlich höhere Datenrate als bisherige
Feldbusse. Dadurch können neben den Prozessdaten problemlos weitere Anlagendaten über TCP/IP übertragen werden.
Somit verbindet PROFINET die industriellen Anforderungen,
schnelle IO-Daten und große Datenmengen für weitere Applikationsteile gleichzeitig zu übertragen. Selbst die Übertragung großer Datenmengen wie beispielsweise durch Kameras
haben dank PROFINET-Mechanismen keinerlei Rückwirkung
auf die Geschwindigkeit und die Präzision der IO-Datenübertragung.
PROFINET Innovationen
Systemredundanz
Anwendungen, die besondere Ansprüche an Verfügbarkeit stellen, können mit Systemredundanzmechanismen
hochverfügbar aufgebaut werden. Dabei laufen zwei
Controller parallel, wobei im Fehlerfall vom Mastersystem auf die Reservestation umgeschaltet wird.
Größere Anlagenverfügbarkeit kann mithilfe einer Ringtopologie und des Media Redundancy Protocol (MRP)
erzielt werden. Dieses läuft direkt über die integrierten
PROFINET-Ports auf PROFINET-Geräten und kann beliebig mit PROFINET-Switches kombiniert werden.
Hohe Netzwerkverfügbarkeiten ohne Rekonfigurationszeiten erhält man bei Verwendung des MRPD-Verfahrens (Media Redundancy for Planned Duplication).
Medienredundanz
Eine höhere Anlagenverfügbarkeit kann mit einer redundanten Installation erreicht werden (Ringtopologie). Redundanz
kann in verschiedenen Ausprägungen erreicht werden.
Eine Medienredundanz kann sowohl mit Hilfe von externen
Switches, als auch direkt über integrierte PROFINET-Schnittstellen realisiert werden. Es können Rekonfigurationszeiten
von 200 ms erreicht werden. Bei IRT-Betrieb lässt sich Medienredundanz auch stoßfrei mithilfe von MRPD realisieren. Im Fall
einer Unterbrechung der Kommunikation in nur einem Teil der
Ringinstallation bedeutet dies, dass ein Anlagenstillstand verhindert wird und nötige Wartungs- sowie Reparaturarbeiten
ohne Zeitdruck durchgeführt werden können.
Schneller Hochlauf
Die Funktion Fast Start-Up ermöglicht den schnellen Hochlauf
von PROFINET IO-Devices, die an SIMATIC Controller angeschlossen sind. Innerhalb von weniger als einer Sekunde wird
die Kommunikationsverbindung zwischen Controller und
Device aufgebaut. So lassen sich bei modularen Anlagen einzelne Anlagenteile in kürzester Zeit an- bzw. abkoppeln.
Beispielsweise kann bei Roboterapplikationen der Werkzeugwechsel deutlich beschleunigt werden.
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Zuverlässige, drahtlose Kommunikation mit IWLAN und einem Leckwellenleiter (Antenne)
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Industrial Wireless Communication
GPRS/GSM/UMTS
Komponenten für Industrial Wireless LAN
Drahtlose Kommunikation stellt keineswegs nur eine Möglichkeit dar, den Komfort einer Anwendung durch den Verzicht
auf Kabel zu erhöhen. Vielmehr ist sie der Schlüssel zu neuartigen Anwendungen und bietet enorme Vorteile – besonders
beim Einsatz im industriellen Umfeld:
• Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit durch höhere
Mobilität und Flexibilität
• Reduzierung von Wartungsarbeiten, Servicekosten und
Stillstandszeiten durch verschleißarme Komponenten
• Ständige Verfügbarkeit und Erreichbarkeit von Daten
unabhängig von Netzwerkanschlüssen in Innen- und
Außenbereichen
Siemens Industrial Wireless Communication bietet für jede
Aufgabenstellung die optimale Lösung durch den Einsatz der
jeweils bestgeeigneten Technologie, egal ob Mobilfunk
(GSM/GPRS/UMTS), Industrial Wireless LAN (IWLAN) oder
WirelessHART.
Wireless Remote
Networks
WirelessHART
G_IK10_XX_30229
Industrial Wireless
LAN
Mobilfunktechnologie auf Basis einheitlicher Standards ermöglicht den weltweiten Zugriff auf Maschinen und Anlagen
sämtlicher Branchen. Das Anwendungsfeld erstreckt sich dabei von Aufgaben der Fernwartung und -diagnose, über die
kontinuierliche Kommunikation zwischen weit entfernten
Stationen, bis hin zur Übertragung von Auftrags-, Positionsoder Videodaten zwischen mobilen Fahrzeugen (z.B. Busse,
Bahnen, LKW) und einer Zentrale. Hierfür kommen Mobilfunkmodems und -router aus dem Telecontrol-Produktspektrum zum Einsatz und sorgen
für zuverlässige Verbindungen.
Somit lassen sich beispielsweise Kosten für Serviceeinsätze
reduzieren oder vermeiden,
dezentrale Stationen kostengünstig überwachen und die
Sicherheit in Fahrzeugen
erhöhen.
Mobilfunkrouter und -modem
Industrial Wireless LAN (IWLAN) bietet eine zuverlässige, robuste und sichere Komplettlösung auf Basis des WLANStandards IEEE 802.11 für die lokale, drahtlose Vernetzung.
Anwendungen erstrecken sich von maschinenund gebäudeübergreifender Vernetzung, über die Anbindung mobiler Teilnehmer (z.B. Fahrerlose Transportsysteme, Elektrohängebahnen, Krane), die Anlagenbedienung mittels SIMATIC Mobile
Panel bis hin zur Übertragung von Videodaten.
Zur IWLAN-Komplettlösung gehören:
• Access Points und Client Modules SCALANCE W
zum Aufbau der Funkinfrastruktur und zum drahtlosen
Anschluss von Endgeräten und sogar PROFIBUSSegmenten
• ein umfangreiches Zubehörspektrum mit Antennen,
Anschlusskabeln, Steckverbindern, Montagehalterungen
und Netzteilen
• Wireless Devices wie das SIMATIC Mobile Panel 277(F)
IWLAN für die drahtlose Bedienung von Standard- und
sicherheitskritischen Anlagen (PROFINET mit PROFIsafeProfil) und die dezentrale Peripherie-baugruppe
ET 200pro IWLAN.
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© Siemens AG 2012
Mit Industrial Wireless LAN werden Erweiterungen des
Standards IEEE 802.11 zur Verfügung gestellt, die besonders Industriekunden mit Bedarf an Deterministik und Redundanz ansprechen (iFeatures). Damit erhalten Kunden
ein einziges Funknetz für prozesskritische Daten (z.B. Peripheriekommunikation, sicherheitsgerichtete Kommunikation), und für unkritische Kommunikation (z.B. Service
und Diagnose).
Weitere Vorteile sind die mehrfach nutzbare Infrastruktur, z.B.
für Sprach- und Datenübertragung über Unternehmensbereiche hinweg, sowie der Verzicht auf aufwändige und teure Kabel- und Schleifleiterinstallationen.
• In funktechnisch anspruchsvollen Bereichen (z.B. in
Tunneln, Kanälen und Aufzugsschächten), bei denen
eine mechanisch verschleißfreie und damit wartungsarme
Lösung zur sicheren Übertragung der Daten von entscheidender Bedeutung ist. Dies wird durch das definierte,
kegelförmige Funkfeld entlang der RCoax Cables
ermöglicht.
• Die RCoax Cables bieten besonders bei Förderanlagen,
Robotern und jeder Art von schienengeführten Fahrzeugen
eine verschleißfreie und zuverlässige Funkverbindung.
SCALANCE W – Infrastruktur für die drahtlose
Kommunikation
Einsatzbeispiele
■
Elektrohängebahnen (EHB)
Bei SCALANCE W handelt es sich um IWLAN Access Points,
Client Modules und einen IWLAN Controller zum Aufbau der
Funkinfrastruktur und Anschluss von Endgeräten im industriellen Umfeld. Die Produkte bieten die einzigartige Kombination aus Zuverlässigkeit, Robustheit und Sicherheit. Mit den
IWLAN-Komponenten SCALANCE W und der darüber realisierbaren PROFINET-Kommunikation steht eine Funklösung für
Applikationen bis in die Feldebene zur Verfügung.
■
Fahrerlose Transport-systeme (FTS)
■
Krane
■
Regalbediengeräte (RBG)
■
Transferstrassen
■
Werkzeugwechsel-Wagen
■
Roboter
■
Bahnhöfe
Die Zuverlässigkeit des Funkkanals setzt sich in einer staubund wasserdichten Bauform (IP65) der robusten Gehäuse fort,
mit den von SIMATIC bekannten hohen Anforderungen an die
mechanische Stabilität. Moderne Sicherheitsmechanismen
zur Benutzerkennung (Authentification) und Verschlüsselung
der Daten schützen vor unerlaubtem Zugriff und sind problemlos in vorhandene Security Policies integrierbar.
■
Aufzüge
■
Theaterbühnen
Wireless Devices – Panels und Peripherie
Um die IWLAN-Infrastruktur optimal nutzen zu können, gehören mobile Bediengeräte und dezentrale Peripheriegeräte mit
integriertem Funk-Client zur Komplettlösung dazu:
• SIMATIC Mobile Panel 277(F) IWLAN für mobiles Bedienen
und Beobachten selbst sicherheitskritischer Applikationen
mit integriertem Not-Halt-Taster
• SIMATIC ET 200pro IWLAN für schaltschrank- und kabellosen Aufbau dezentraler Peripherie direkt an der Maschine
Access Point SCALANCE W788 M12 nach IEEE 802.11n
24
RCoax Leckwellenleiter - die besondere Antenne für
besonders anspruchsvolle Installationen
WirelessHART
WirelessHART ist ein offener Industriestandard, entwickelt für
die besonderen Anforderungen der drahtlosen Kommunikation auf der Feldebene in der Prozessindustrie. Er erfüllt alle
spezifischen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Sicherheit,
Wirtschaftlichkeit und Bedienungsfreundlichkeit.
WirelessHART eröffnet neue Kommunikationsoptionen, die
bisher aufgrund des betrieblichen Umfeldes oder aus Wirtschaftlichkeitsgründen nicht praktikabel oder nicht möglich
waren.
© Siemens AG 2012
Numeric Control
SIMATIC S7-400
als IO-Controller
PROFINET
Access Point
SCALANCE
W-780
RCoax Cable Segment 1
IWLAN/
PB Link PN IO
Antenna
ET 200S
Access Point
SCALANCE
W-780
Access Point
SCALANCE
W-780
Antenna
IWLAN/
PB Link PN IO
PROFIBUS
IWLAN/
PB Link PN IO
ET 200S
PROFIBUS
Antenna
ET 200S
PROFIBUS
G_IK10_XX_30033
Industrial Ethernet
Beispielkonfiguration einer Elektrohängebahn-Anlage (EHB)
Anwendungsbeispiele und deren Vorteile sind:
Die Vorteile von WirelessHART lassen sich durch SITRANS-Feldgeräte mit integrierter WirelessHART-Schnittstelle oder durch
einen Adapter für drahtgebundene HART-Geräte nutzen.
Zur Anbindung an das Anlagennetz steht der IE/WSN-PA LINK
als Netzübergang zwischen WirelessHART und Industrial
Ethernet zur Verfügung.
SITRANS
MDS
OS
Industrial Ethernet
Controller ohne
HART Support
SITRANS
AW200
4 –20 mA
IWLAN
IEEE802.11
4 –20 mA
Wireless
HART
Industrial
Ethernet
Remote I/O Station
ohne HART Support
4 –20 mA
IE/WSNPA LINK
PROFIBUS
• Flexible Installation, Ersatz oder Nachrüstung: ideal für
zeitweilige Messungen und für Messungen an rotierenden
Einrichtungen.
• Erreichbarkeit dezentraler Anlagen und Standorte, die nur
schwer zugänglich sind: erhebliche Kosteneinsparungen
für Verkabelung, Inbetriebnahme und Engineering sowie
reduzierte Betriebskosten dank höherer Anlageneffizienz
und niedrigerem Instandhaltungsaufwand.
• Zugang zu Diagnostikinformationen zur Entwicklung
prädiktiver Instandhaltungsstrategien: es gibt keinen
Wartungsaufwand mehr für Kabel oder für die manuelle
Überprüfung des Gerätezustandes.
WirelessHART-Konfiguration
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PROFIBUS
SIMATIC S7
SINUMERIK
SIMOTION C/P/D
Notebook
S7-300F mit Standardund F-Peripherie
Field PG M
PROFIsafe
PROFIBUS DP
ET 200pro
ET
200M
MSS
SIMOCODE
PRO
Feldgeräte
ASM456
ET
200eco
IO-Link
Modul
SINAMICS
RFIDSystem
DP/AS-i
LINK
Advanced
ET 200M mit
F-Peripherie
ET 200L
AS-Interface
DP/ASDP/AS-i
Interface F-Link
Link 20E
CodeLesesysteme
RFIDSystem
Sensoren
Ein-/Ausgabemodule
Gesamtüberblick PROFIBUS
Mit PROFIBUS werden Feldgeräte, wie z.B. dezentrale Peripheriegeräte oder Antriebe, mit Automatisierungssystemen wie
SIMATIC S7, SIMOTION, SINUMERIK oder SIMATIC IPC verbunden. Der nach IEC 61158/61784 genormtePROFIBUS ist ein
leistungsfähiges, offenes und robustes Feldbussystem mit
kurzen Reaktionszeiten. PROFIBUS steht in unterschiedlicher
Physik für verschiedene Anwendungen zur Verfügung.
PROFIBUS DP (Dezentrale Peripherie)
dient zum Anschluss von dezentralen Feldgeräten, z.B.
SIMATIC ET 200 oder Antrieben mit sehr schnellen Reaktionszeiten. PROFIBUS DP wird eingesetzt, wenn Aktoren/Sensoren
an der Maschine oder in der Anlage (z.B. Feldebene) verteilt
sind. Dabei werden die Aktoren/Sensoren an die Feldgeräte
angeschlossen.Diese werden nach dem Master/Slave-Verfahren mit Ausgabedaten versorgt und liefern die Eingangsdaten
an die Steuerung oder den Industrie-PC.
Offenheit auf ganzer Linie
Dank der Offenheit von PROFIBUS DP lassen sich auch normgerechte Komponenten unterschiedlicher Hersteller anbinden. Die Normung IEC 61158/61784 sorgt für die Zukunftssicherheit der Investitionen.
Fehlersichere Kommunikation
am PROFIBUS mit PROFIsafe
siehe Seite 42
26
PROFIBUS
G_IK10_XX_50026
MICROMASTER
© Siemens AG 2012
SIMATIC IPC mit WinAC
Vision Sensor
VS 120
Bedien- und
Beobachtungssysteme
SIMATIC TDC
SIPART PS2
SIMATIC
PDM
*
PROFIBUS DP
PROFIBUS PA
DP/DPKoppler
Kundenspezifische Lösungen
mit ASICs
DP/PA
Koppler/
Link
Mobile
Panel
Kundenspezifische Lösungen
mit ASICs
SITRANS P
S7-1200 mit
CM 1242-5
RS 485iS-Koppler
ET 200iSP
SITRANS FM
DP-Slave
G_IK10_XX_50027
Power Rail
Booster
Eigensicherer Bereich
* PDM ist ein Parametriertool für intelligente Feldgeräte
Weltweit bieten Mitgliedsfirmen die unterschiedlichsten Produkte mit PROFIBUS DP-Schnittstelle für den Feldbereich an.
Siemens verfügt über eine vollständige Produktpalette an
Standard- und fehlersicheren Steuerungen, Netzkomponenten, Kommunikationssoftware und Feldgeräten. Und für die
Hersteller von Feldgeräten bietet Siemens alles rund um die
PROFIBUS DP-Schnittstelle, wie z.B. ASICs, Training, Zertifizierung und vieles mehr.
PROFIBUS PA (Process Automation)
erweitert PROFIBUS DP um die eigensichere Daten- und Energieübertragung (z.B. Messumformer in der Nahrungsmittelindustrie) entsprechend der internationalen Norm IEC 6158-2
(gleiches Protokoll, andere Physik).
PROFIsafe
lässt Standard- und sicherheitsgerichtete Kommunikation auf
ein und derselben Busleitung zu. Es ist eine offene Lösung für
sicherheitsgerichtete Kommunikation über Standardbusse
und nutzt die PROFIBUS-Dienste.
Taktsynchronität
CPU, Antriebe, Peripherie und Anwenderprogramm werden
auf den PROFIBUS-Takt synchronisiert.
Die Funktion „Taktsynchronität“ wird von vielen CPUs der
SIMATIC, SIMOTION, SINUMERIK und SINAMICS unterstützt.
Die Ansteuerung der Antriebe erfolgt über das Profil
PROFIdrive.
PROFIBUS
27
© Siemens AG 2012
AS-Interface
Sensoren, Ventile, Stellglieder, Antriebe – im Feldbereich
arbeiten viele unterschiedliche Komponenten. All diese
Aktoren / Sensoren müssen an ein Automatisierungssystem angebunden werden. Dafür werden dezentrale Peripheriegeräte eingesetzt; gewissermaßen als intelligente
Vorposten direkt vor Ort.
AS-Interface Master
SIMATIC S7-1200
CM 1243-2
SIMATIC S7-300
Als preisgünstige Alternative zum Kabelbaum verknüpft
AS-Interface die Komponenten der Feldebene durch eine
einfache Zweidrahtleitung für Daten und Energie.
CP 343-2
CP 343-2 P
SIMOTION C
AS-Interface ist als internationaler Industriestandard nach
EN 50295 und IEC 62026-2 genormt und wird weltweit
von einer Vielzahl von Mitgliedsfirmen der AS-International
Association unterstützt, darunter die führenden Hersteller von
Aktoren und Sensoren. AS-Interface wird dort eingesetzt, wo
einzelne Aktoren/Sensoren räumlich über die Maschine verteilt sind (z.B. in einer Flaschenabfüllanlage).
CP 343-2 P
SIMATIC S7-200
CP 243-2
AS-Interface Links
Für die Anbindung des AS-Interface an PROFIBUS DP stehen
das DP/AS-i LINK Advanced, DP/AS-i F-Link oder DP/AS-Interface LINK 20E in der Schutzart IP20 zur Verfügung. Damit lässt
sich das AS-Interface als Subnetz für PROFIBUS DP nutzen. Das
IE/AS-i LINK PN IO ermöglicht die Anbindung von AS-Interface
an Industrial Ethernet und damit eine direkte Einbettung in die
PROFINET-Umgebung.
Kostensparen
AS-Interface ersetzt aufwändige Kabelbäume und verbindet
binäre Aktoren und Sensoren wie Näherungsschalter, Ventile
oder Leuchtmelder, aber auch analoge Signale mit einer Steuerung, zum Beispiel SIMATIC.
In der Praxis heisst das: Die Installation läuft problemlos ab,
weil Daten und Energie gemeinsam über ein Kabel transportiert werden. Dank der speziell entwickelten Flachleitung (in
gelber Farbe) und dem Anschluss in Durchdringungstechnik
können die AS-Interface Slaves an beliebigen Stellen angeschlossen werden.
28
AS-Interface
DP/AS-i LINK Advanced
DP/AS-Interface Link 20E
DP/AS-i F-Link
PROFIBUS
AS-Interface
IE/AS-i LINK PN IO
PROFINET
Industrial Ethernet
AS-Interface
G_IK10_XX_20009
AS-Interface ist ein Single-Master-System. Es gibt Kommunikationsprozessoren (CPs) für SIMATIC und für SIMOTION und
Links, die als Master die Feldkommunikation steuern.
Mit der AS-Interface Spezifikation V2.1 bzw. V3.0 können bis
zu 62 Slaves angeschlossen werden. Die AS-Interface Spezifikation V3.0 ermöglicht den Anschluss von maximal 1000 digitalen Ein-/Ausgängen (Profil S-7.A.A: 8DI/8DO als A/B-Slave).
Neue Profile erlauben den Einsatz der weiteren Adressierung
auch für Analog-Slaves. Durch „Fast-Analog-Profile“ wird die
Analogwertübertragung beschleunigt. Der Zugriff auf Analogwerte ist, dank der integrierten Analogwertverarbeitung in
den Mastern, so einfach wie der Zugriff auf Digitalwerte.
AS-Interface Master und Links
Dieses Konzept ist enorm flexibel und hat einen hohen Einsparungseffekt. Spezialkenntnisse für Installation und Inbetriebnahme sind nicht erforderlich. Hinzu kommt, dass sich durch
einfaches Verlegen und die übersichtliche Kabelstruktur sowie
die spezielle Ausführung des Kabels nicht nur das Fehlerrisiko
deutlich verringern, sondern gleichzeitig auch der Aufwand
für Service und Wartung senken lässt.
Die Erweiterung von AS-Interface um AS-i Power24 V erlaubt
nun auch die Nutzung von 24 V Standardnetzteilen in AS-i
Netzen, was weitere Kosteneinsparungen ermöglicht. Die
Kommunikationstechnologie von AS-Interface arbeitet bei
DC 30 V und 24 V Betriebsspannung mit gleich hoher Qualität.
© Siemens AG 2012
SINUMERIK
SIMATIC/
SIMOTION
PROFINET
Industrial Ethernet
PROFIBUS DP
DP/AS-i F-Link
DP/AS-i Link Advanced
S7-300
CP343-2(P)
AS-Interface
Netzteil
S7-300
CP343-2(P)
DP/AS-i Link 20E
S7-1200
mit CM 1243-2
S7-200
mit CP243-2
IE/AS-i Link PN IO
AS-Interface
Netzteil
AS-Interface
Analoge und Digitale
Feldmodule K20, K45, K60
Sichere Positionsschalter mit
Türzuhaltung
Sicherer NOT-HALT
und Feldmodule
Signalsäulen
Drucktaster
Leuchtmelder
Sichere und Standard Schaltschrankmodule S22,5 und S45
24 V DCNetzteil
Modulares
Sicherheitssystem
3RK3
Sicherheitsmonitore
Verbraucherabzweige
3RA2
Kompaktabzweige
3RA6
G_IK10_XX_20027g
Verbraucherabzweige mit
sicheren
AS-i Ausgängen
Motorstarter
SIRIUS
M200D oder
Frequenzumrichter
G110D
Beispiel einer Systemkonfiguration
am AS-Interface mit ASIsafe
siehe Seite 44
Automatisierung in der
Getränkeindustrie
AS-Interface
29
© Siemens AG 2012
IO-Link
Lückenlose Kommunikation bis auf den letzten Meter:
die Punkt-zu-Punkt-Schnittstelle IO-Link
IO-Link – mehr als nur eine weitere Schnittstelle
Gemeinsam für durchgängige Qualität
IO-Link ist das clevere Konzept zur einheitlichen Anbindung
von Schaltgeräten, Sensoren und RFID-Systemen an die Steuerungsebene mittels einer kostengünstigen Punkt-zu- PunktVerbindung. Der neue Kommunikationsstandard IO-Link unterhalb der Feldbusebene ermöglicht eine zentrale Fehlerdiagnose und -ortung bis zur Aktor-/Sensorebene und erleichtert
sowohl Inbetriebsetzung als auch Instandhaltung, indem sich
Parameterdaten direkt aus der Applikation heraus dynamisch
ändern lassen.
Entwickelt wurde der Kommunikationsstandard durch die
IO-Link-Mitglieder – führende Anbieter von Automatisierungsprodukten, die sich zusammengeschlossen haben, um das
neue Konzept in allen Bereichen der Steuerungstechnik,
Sensorik und Aktuatorik zu unterstützen. Grundlage der Arbeit der IO-Link-Gruppe ist die Spezifikation. Diese ist Teil der
IEC 611 31-9 und wurde als Entwurf von IEC bereits offengelegt.
Die steigende Intelligenz der Feldgeräte und deren Einbindung in die gesamte Automatisierung ermöglicht einen Datenzugriff bis auf die unterste Feldebene.
Das Ergebnis: höhere Anlagenverfügbarkeit und reduzierter
Engineering-Aufwand.
Als offene Schnittstelle lässt sich IO-Link in alle gängigen Feldbus- und Automatisierungssysteme integrieren. Konsequente
Interoperabilität sorgt dabei für hohen Investitionsschutz.
Dies gilt auch im Rahmen von bestehenden Maschinenkonzepten für die weitere Nutzung von Sensoren, die über keine
IO-Link-Schnittstelle verfügen.
Die Anforderungen an eine durchgehende Kommunikation
steigen. Gleichzeitig nimmt die Vielzahl von Feldgeräten,
Aktoren und Sensoren immens zu – bei steigender Intelligenz.
IO-Link bietet die Lösung für diese Anforderungen und wird
von den Herstellern als wertvolle Ergänzung der Kommunikations-Landschaft (einschließlich AS-Interface) gesehen.
Als engagierter Treiber dieses Themas entwickelt Siemens
nicht nur sein Produkt- und Systemspektrum entsprechend
weiter, sondern sorgt durch die Integration von IO-Link in
Totally Integrated Automation auch für eine einzigartig durchgängige Kommunikationslösung.
Engineering und Visualisierung
IO-Link
Engineering
SIMATIC
S7-PCT
Visualisierung:
SIMATIC HMI
WinCC
Schaltschrank-Installation
Feldinstallation
Steuerung
S7-300/
S7-400
PROFINET
ET200S
mit IO-Link Master
SIRIUS
Kompaktabzweige 3RA6
SIRIUS
Relais
3UG48
Aktoren
Vernetzung mit IO-Link
30
IO-Link
SIRIUS
Verbraucherabzweige 3RA2 mit
Funktionsmodulen 3RA27
SIMATIC
ET 200eco PN
mit IO-Link
Master
SIRIUS
Überlastrelais
3RB24
SIRIUS
Relais
3RS14/
3RS15
K20
IO-Link
Modul
SIMATIC
RF260R
IO-Link
SIMATIC
RF210R
IO-Link
Standard
Sensoren
G_IK10_XX_30141
IO-Link
© Siemens AG 2012
Engineering
Inbetriebnahme
Betrieb und Wartung
Reduzierte Engineeringzeiten
Reduzierte Inbetriebnahmezeiten
Höhere Anlagenverfügbarkeit
■ Standardisiertes, offenes System für mehr
■ Schnellere Montage mit minimierter
■ Hohe Transparenz in der Anlage bis in die
Flexibilität (IO-Link Devices von Fremdherstellern sind im Engineering integrierbar)
Fehlerrate durch Reduzierung der
Steuerstrom-Verdrahtung
■ Einheitliche und transparente Projektierung
■ Weniger Platzbedarf im Schaltschrank
und Programmierung durch integriertes
Engineering (SIMATIC STEP 7)
■ Kostengünstige Verdrahtungstechnik
■ Frei verfügbare Funktionsbausteine für
SIMATIC zur komfortablen Parametrierung
und Diagnose sowie zum Auslesen von
Messwerten
■ Effizientes Engineering durch Vorintegration
von Siemens Devices in SIMATIC HMI
■ Niedrige Fehlerrate beim CAD-Schaltplan-
bei mehreren Abzweigen durch
uneingeschränkte Nutzung vorhandener
Siemens-Komponenten
Feldebene
■ Reduzierung der Stillstands- und Instand-
haltungszeiten durch anlagenweite
Diagnose und schnellere Fehlerbehebung
■ Unterstützung von vorausschauender
Wartung
■ Hohe Transparenz durch Einbindung von
Energiemanagement-Systemen, Auslesen
von Stromwerten und Diagnosemeldungen
■ Kürzere Umrüstzeiten durch zentrale
Parameter- und Rezepturverwaltung
auch für Feldgeräte
design durch Reduzierung der SteuerstromVerdrahtung
IO-Link
31
© Siemens AG 2012
Industrial Remote Communication
Remote Networks
Telecontrol
Teleservice
Weitere Anwendungen für Remote Communication
etwa Videoüberwachung, Smart Grid-Applikationen, Condition Monitoring
■ Permanente oder spontan
■ Sporadischer Verbindungsaufbau
■ Permanente oder spontan aufgebaute
aufgebaute Verbindungen
■ Geringer Bandbreitenbedarf
Verbindungen
■ Mittlerer Bandbreitenbedarf
■ Optimierter Datendurchsatz
■ Geringer bis großer Bandbreitenbedarf
■ Stationäre und mobile Anwendungen
Remote Networks
Fernkommunikation über private und öffentliche heterogene Netze
Integration in das Industrial Security-Konzept
Verfügbarkeit
Flexibilität
Die Megatrends Urbanisation, Globalisierung/Bevölkerungswachstum und Klimawandel sind Wachstumstreiber für neu
entstehende Anwendungen, die über klassische Teleserviceund Telecontrol-Lösungen hinausgehen.
Auch für die wirtschaftliche Anlagenüberwachung und
-wartung aus der Ferne (Teleservice) bietet Industrial Remote
Communication auf die jeweilige Kundenanforderung zugeschrittene Produkte und Systeme.
Siemens bietet deshalb mit Industrial Remote Communication
ein unfangreiches Angebot für Telecontrol und TeleserviceAnwendungen. Darüber hinaus wird ein umfangreiches Spektrum an Produkten zur Realisierung von Remote Networks für
weitere Applikationen über öffentliche Netze angeboten.
• SIMATIC Teleservice
• SIMATIC NET Produkte CPs, SCALANCE M und S
für IP-based Teleservice
• IPC Remote Manager
• Siemens Remote Support Services
Für klassische Fernwirklösungen bei Öl- und Gaspipelines, im
Bereich der Wasserversorgung und Abwasserentsorgung sowie im Energiebereich steht das unfangreiche System TeleControl Professional zur Verfügung. In diesen Anwendungen
müssen Außen- und Messstationen mit zum Teil großen Datenvolumen über große Entfernungen mit der zentralen Leitstelle kommunizieren, oft auch über die verschiedensten Telekommunikationsnetze.
Die SIMATIC NET Produkte für Remote Networks der neuen
Produktfamilie SCALANCE M bieten zusätzliche Möglichkeiten, die über den Einsatz in Telecontrol- und TeleserviceAnwendungen hinausgehen.
TeleControl Basic dagegen ist optimiert für Unterstationen
mit geringem Automatisierungsgrad. Das System unterstützt
auch eine sehr hohe Anzahl von Außenstationen, so dass sich
viele zusätzliche Telecontrol Anwendungen realisieren lassen
z.B. Überwachung mobiler Teilnehmer oder Anlagen zur Erzielung von Energieeinsparungen.
32
Bandbreite
© Siemens AG 2012
Zentrale Überwachungsstelle
Internet
SCALANCE
S612
Provider APN
DSLRouter
UMTS
Zentrale
IP-Kamera
SCALANCE
X204-2TS
IPKamera
Industrial Ethernet
VPN-Tunnel
G_IK10_XX_30294
SCALANCE
M875
Videoüberwachung aus Zügen
Condition Monitoring
Der UMTS-Router SCALANCE M875 erlaubt durch hohe Downund Uplink-Datenraten vielfältige Datendienste mit großem
Bandbreitenbedarf über Mobilfunk in und aus Fahrzeugen.
Zur Erhöhung der Verbindungsqualität während der Bewegung ist der SCALANCE M875 mit Antennendiversität ausgestattet. Wahlweise können sensible Daten im sicheren VPNTunnel übertragen werden.
Windkraftanlagen werden immer größer und der Wirkungsgrad von Windkraftanlagen wird immer besser. Dieser Fortschritt hat Windkraftanlagen immer komplexer werden lassen. Der Zustand muss also permanent überwacht werden,
um frühzeitig zu erkennen, wenn Verschleißteile gewechselt
werden müssen. Damit wird die Verfügbarkeit der Anlagen erhöht und zugleich die gesetzlich geforderte Sicherheit gewährleistet. Zur Anbindung der Windkraftanlagen an eine
Zentrale eignen sich besonders die SCALANCE M-Komponenten für Mobilfunknetze, die durch hohe Datenraten, hohe Datensicherheit und geringe Installationskosten auszeichnen.
Videoübertragung in Echtzeit aus der Fahrgastzelle heraus
dient zur Erhöhung der Fahrgastsicherheit (Video Surveillance). Die Videodaten aller Fahrzeuge laufen in einer Zentrale zur Überwachung und weiteren Verarbeitung zusammen.
Smart Grid (Energy Automation)
Darüber hinaus sind Anwendungen, wie Datenanbindung für
Ticketautomaten, Infotainmentdienste und Internet an Bord,
oder proaktive Überwachung der Fahrzeugtechnik (Telemetrie) möglich.
Das heutige Energienetz wird in den nächsten Jahren und
Jahrzehnten einem extremen Wandel unterzogen. Bisher
waren Energieerzeugung, -verteilung und -verbrauch weitgehend von einander entkoppelt. Die Grundlast wurde von
Großkaftwerken bestritten und mit Hilfe von Gaskraftwerken
und Pumpspeicher-Werken ließen sich Bedarfspitzen und -einbrüche abfedern. Zukünftig wird das Energienetz wegen des
zunehmenden Einsatzes regenerativer Energieformen intelligenter werden müssen. Verteil- und Ortsnetzstationen werden automatisiert und unter einander vernetzt. In den jeweiligen Stationen werden kontinuierlich die Verbräuche ermittelt
und über die Remote Networks mit SCALANCE M an zentrale
Leitstellen übertragen.
www.siemens.com/industrial-remote-communication
33
© Siemens AG 2012
Telecontrol (Fernwirken)
Ind
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SIMATIC NET −
Industrielle Kommunikation von Siemens
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C
PROFINET/
Industrial
Ethernet
k
PR
OF
n
-Li
AS-Interface
G_IK10_XX_10332
IO
IBU
S
SIMATIC NET
Produktportfolio für den weltweiten Zugriff auf entlegene
Anlagen, entfernte Maschinen und mobile Applikationen.
Für jede Anwendung bietet Siemens eine geeignete
Lösung!
Fernwirken ist die Anbindung räumlich weit verteilter Prozessstationen an ein oder mehrere zentrale Leitsysteme. Für die
Kommunikation zur Überwachung und Steuerung werden dabei verschiedene öffentliche oder private Netze genutzt. Der
ereignisgesteuerte oder zyklische Austausch der Prozessdaten
erfolgt über spezielle Fernwirkprotokolle und ermöglicht dem
Bedienpersonal die effektive Führung des Gesamtprozesses.
Die Telecontrol-Syteme basieren auf SIMATIC. Sie ergänzen
dieses System um entsprechende Hardware und Software und
erlauben so, einzelne Komponenten über WAN (Wide Area
Network) zu vernetzen. Die Datenübertragung erfolgt dabei
über klassisches WAN, wie z.B. Kupferstandleitung, Telefonnetz, Funk, aber auch über IP-basierte Netze, wie Mobilfunknetze oder das Internet.
TeleControl Basic – Reduziert auf das Wesentliche
Für Fernwirklösungen mit geringem Automatisierungsgrad;
Das System unterstützt auch eine sehr hohe Anzahl von Außenstationen und ist optimal für Steuerungen des unteren
Leistungsbereichs geeignet.
34
Die industrielle Kommunikation ist von zentraler
Bedeutung für leistungsfähige Automatisierungsanwendungen. Deren Vielfalt spiegelt sich in der ganzen
Bandbreite industrieller Kommunikationslösungen von
SIMATIC NET wider, die über PROFINET/Industrial Ethernet
hinausgeht: mit Industrial Wireless Communication,
Industrial Remote Communication, PROFIBUS, AS-Interface
und IO-Link deckt sie alle Bereiche industrieller Kommunikation ab. So ist für jede Anwendung und jede Branche
die optimale Lösung garantiert.
Telecontrol
umfasst Komponenten und Systeme für die sichere
Überwachung und Steuerung weit verteilter Anlagen mit
SIMATIC S7 über Fernwirkverbindungen.
Teleservice
bietet Komponenten und Systeme für das Fernwarten von
Maschinen und Anlagen über Telefonnetze, Mobilfunk
oder das Internet.
Remote Networks
bietet ein komplettes Portfolio an Übertragungs- und
Security-Komponenten für die drahtlose oder drahtgebundene Kommunikation für Telecontrol-, Teleserviceund weitere Remote-Anwendungen, z.B. Übertragung
von Videodaten.
TeleControl Basic verbindet die Leitstelle über die LeitstellenSoftware TeleControl Server Basic mit den Unterstationen,
die aus Steuerungen SIMATIC S7-1200 mit GPRS-Modul
CP 1242-7 bestehen. Der Server erlaubt auch die Anbindung
von S7-200- und S7-300-Stationen mit Modems MD720-3. Als
Übertragungsmedium steht die drahtlose GPRS-Technologie
zur Verfügung. Eine S7-1200-Unterstation ermöglicht sowohl
die Remote Kommunikation mit einer Leitstelle (Zentrale) als
auch die Querkommunikation mit anderen S7-1200-Unterstationen. Internationale Zulassungen ermöglichen den weltweiten Einsatz.
TeleControl Server Basic mit GPRS bietet folgende Vorteile:
• Weltweiter Mobilfunkstandard bei beliebigen Providern
• Verbindung permanent online bei günstigen GPRS-Tarifen
• Daten sofort übertragbar
• Stationsausfall sofort erkennbar
• Geringe Investitionskosten
• Keine Investitionen für die Kommunikationsinfrastruktur,
da GPRS/ Internet weltweit verfügbar
© Siemens AG 2012
• Schnelle und einfache Inbetriebnahme, durch aufeinander
abgestimmte Systemkomponenten
• Einfache und komfortable Projektierung der Außenstationen gleichzeitig durch mehrere Anwender
(Mulituser-Fähigkeit)
• Änderungen und Erweiterungen sind jederzeit ohne
Unterbrechung des Betriebs möglich
• Alarmierung komfortabel und sicher über mehrstufiges
Eskalationsmanagement
• Anbindung am Leistellensystem über OPC Interface
Erweiterte Funktionalitäten von TeleControl Server Basic ermöglichen den Einsatz von Telecontrol Serverdiensten.
Die Gesamtlösung beinhaltet auch die Teleservice-Funktion
und ermöglicht dadurch z.B. international tätigen Anlagenund Maschinenherstellern den weltweiten Zugriff auf die
S7-1200-Stationen.
TeleControl Professional –
Umfangreiche Prozessanlagen aus der Ferne im Griff
Für umfangreiche Fernwirklösungen mit hohem Automatisierungsgrad; das System unterstützt eine Vielzahl an Netzstrukturen und Kommunikationsmedien. Leitsysteme wie PCS 7,
WinCC oder Fremdleitsysteme mit OPC erlauben die zuverlässige Steuerung und Überwachung von Außenstationen, die
auf den Steuerungen SIMATIC S7-300 und S7-400 basieren.
Zentrale
MD2
Modem
Internet
Zur Auslegung der zentralen Leitstelle stehen verschiedene
Varianten zur Auswahl:
DSL-Router
SIMATIC
S7-400 H
MD2
MD2
SIMATIC
S7-400
CP
443-1
Station
TIM 4R-IE
DNP3
CP
443-1
Station
G_IK10_XX_30269
TIM 4R-IE
DNP3
TeleControl Professional bietet auch die passenden Modems
für klassische WANs an. Die Kommunikation ist auch über
Ethernet-basiertes WAN möglich, und zwar:
• Über Ethernet-basierte Funksysteme, z.B.
Industrial Wireless LAN mit SCALANCE W
• Über Lichtwellenleiter, z.B. durch Einsatz der Switches
SCALANCE X mit optischen Ports; damit können
Entfernungen von bis zu mehreren Hundert Kilometern
überbrückt werden
• Über öffentliche Netze und Internet mittels DSL
und/oder GPRS/UMTS
TeleControl Professional für die Leitstelle
Mit den Leitsystemen SIMATIC PCS 7 oder SIMATIC WinCC können die Automatisierung zentraler Anlagen und die Überwachung dezentral verteilter Teilanlagen in einem System vereint werden. So lassen sich Maschinen und Anlagen über einen gemeinsamen Leitstand bedienen und beobachten sowie
mit einem einzigen Engineeringsystem durchgängig projektieren.
Serial Ethernet
Converter
DSLRouter
Übertragungsnetze
Telecontrol Professional unterstützt verschiedenste Kommunikationsnetze. Im Bereich der klassischen WANs sind dies:
• Standleitungen (private oder gemietete)
• Private Funknetze (optional mit Zeitschlitzverfahren)
• Analoges Telefonnetz
• Digitales ISDN-Netz
• Mobilfunk-Netz (GSM)
Alle Netze können beliebig in einem Projekt kombiniert werden. Es lassen sich Stern-, Linien- und Knotenstrukturen und
auch Mischkonfigurationen dieser Basisstrukturen aufbauen.
Für die redundante Datenübertragung kann eine Station mit
zwei Übertragungswegen gekoppelt werden. Dabei können
die beiden Wege vom gleichen Typ sein oder auch unterschiedlich, z.B. Standleitung kombiniert mit Telefonnetz oder
ISDN mit DSL.
SIMATIC PCS 7 V7.1 SP2 mit
SIMATIC PCS 7 TeleControl V7.1 SP2 (als DNP3 Master)
Industrial
Ethernet
Die Außen- und Unterstationen können sowohl miteinander
kommunizieren, als auch mit einer oder mehreren Leitstellen.
TeleControl Professional ist sehr modular und kann so je nach
Kundenanforderung flexibel eingesetzt werden.
SINAUT ST7cc
• Programmpaket basierend auf WinCC
• Ideal für SINAUT ST7
• Auslegbar als Einfach-System oder redundantes System
• Versorgt die in WinCC zur Verfügung gestellten Archive
mit Prozessdaten gemäß dem mitgelieferten Zeitstempel
der Außenstationen
Telecontrol-Anwendung mit Leitstation und Unterstationen mit DNP3
35
© Siemens AG 2012
OS Clients
Engineering Station
TeleControl
OS Server
Operator Station (OS)
Einzelplatzsysteme
(dedizierter oder
zweikanaliger Server)
SINAUT ST7
,QGXVWULDO(WKHUQHW
IEC 60870-5-104
oder Modbus
DNP3
Konverter
TCP/IP - seriell
TCP/IP
WAN-Router
TIM 4R-IE
Modem
G_PCS7_XX_00294
Telecontrol (Fernwirken)
IEC 60870-5-101
oder Modbus
Konverter
TCP/IP - seriell
TCP/IP
WAN-Router
Modem
TCP/IP
Kommunikation
WAN
Weitverteilte
TeleControl
Außenstationen
S7-300 +
TIM 3V-IE
Advanced
S7-400 +
TIM 4R-IE
Serielle
Kommunikation
WAN
TCP/IP
Kommunikation
WAN
S7-300 +
TIM 3V-IE
S7-400 +
TIM 4R-IE
Weitverteilte
TeleControl
Außenstationen
Serielle
Kommunikation
WAN
Modem
TCP/IP
Kommunikation
WAN
S7-300 +
TIM 3V-IE
DNP3
S7-400/400H +
TIM 4R-IE
DNP3
Weitverteilte
TeleControl
Außenstationen
WAN
ET 200S mit
PN CPU
ET 200S
mit CPU
S7-300 +
CP 343 oder
PN Schnittstelle
S7-300 +
CP 341
S7-400/400H +
CP 443 oder
PN Schnittstelle
Fremd
RTU
Serielle
Kommunikation
Fremd
RTU
S7-400/400H +
CP 441/
CP 341
Fremd
RTU
Integrations- und Kommunikationsmöglichkeiten bei TeleControl Professional über verschiedene Protokolle
SIMATIC PCS 7 TeleControl und SIMATIC WinCC TeleControl
SIPLUS RIC Bundles
• Basiert auf WinCC und PCS 7, erweitert um Fernwirkanbindungen
• Ideal für Anlagen, bei denen größere lokale
Automatisierungsaufgaben mit Fernwirkanbindungen
kombiniert werden müssen
• Protokolle SINAUT ST7, DNP3 oder IEC 60870-5
• Das Engineeringsystem basiert auf der DBA Technologie
(Data Base Automation) und verfügt über eine umfangreiche Bausteinbibliothek, die auch die Anbindung von
Fernwirkstationen anderer Hersteller ermöglicht
SIPLUS RIC bietet Unterstationen für das Fernwirksystem
TeleControl Professional. Damit können Unterstationen für
die Fernwirkprotokolle IEC 60870-5-101, -103, -104 auf
Basis SIMATIC aufgebaut werden.
Die SIPLUS RIC Bundles bestehen in der Regel aus:
• CPU
• Interface-/Kommunikationsbaugruppe
• Memory Card
• CD mit Bibliothek und Lizenz
Anbindung an Fremdleitsysteme
Über das Programmpaket SINAUT ST7sc mit OPC-Schnittstelle
können die Fernwirkstationen mit SINAUT ST7 auch an Leitsysteme anderer Hersteller angebunden werden. ST7sc verfügt über aufwendige Puffermechanismen, die einen Datenverlust verhindern – auch bei Ausfall des OPC-Client.
Fernwirkstationen mit DNP3 können an beliebige Leitsysteme
angeschlossen werden, sofern diese über eine DNP3 MasterSchnittstelle verfügen. Fernwirkstationen auf Basis SIPLUS RIC
(Remote Interface Control) können an beliebige Leitsysteme
mit normkonformer IEC 60870-5-Schnittstelle angeschlossen
werden.
36
Fernprogrammierung und -diagnose
Sowohl in der Inbetriebnahmephase als auch im laufenden
Betrieb sind über das Kommunikationsnetz komfortabel Programmänderungen oder Ferndiagnosen in den entfernten
Stationen durchführbar, und das ohne Unterbrechung der laufenden Prozessdatenkommunikation. Das spart Wegezeiten
und Wartungseinsätze.
Extreme Umgebungsbedingungen
Die Außenstationen für TeleControl Professional werden auch
als Varianten für den Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen angeboten (SIPLUS extreme Komponenten).
© Siemens AG 2012
Teleservice (Ferndiagnose und Fernwartung) mit SIMATIC TeleService
Ferndiagnose und Fernwartung von Produktionsanlagen sind
in der modernen Automatisierungstechnik mittlerweile unverzichtbar. Sie sind effizienter und kostengünstiger als der
Einsatz eines Service-Mitarbeiters vor Ort. Dadurch lassen sich
Fehler viel schneller erkennen und beseitigen, Stillstandszeiten von Maschinen werden verringert und deren Verfügbarkeit wird erhöht.
TeleService ermöglicht auch das Versenden von Textmeldungen per SMS oder E-Mail durch SIMATIC Controller und trägt
wesentlich dazu bei, Reise- und Personalkosten bei ServiceEinsätzen einzusparen.
6
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*B67B;;B
Immer häufiger werden Maschinen und Anlagen an Orten betrieben, die weit vom Erstellungsort entfernt sind. Trotzdem
müssen Anlagenbauer im Fehlerfall Service-Leistungen sicherstellen können. Insbesondere in der Gewährleistungsphase können dabei hohe Kosten auftreten. TeleService hilft,
das Risiko deutlich zu verringern. Die Anwendungsmöglichkeiten für TeleService sind vielseitig. Über Telefonleitung lassen
sich von jedem Punkt der Welt aus Anlagen diagnostizieren,
Werte einstellen, aber auch Daten übertragen.
3*3&PLW0RGHP
Beispielkonfiguration SIMATIC TeleService mit TS Adapter IE Basic
Bei der Fernverbindung mit TeleService wird unterschieden
zwischen Fernwartung und Fernkopplung.
Fernwartung
Fernwartung erlaubt den Zugriff auf eine CPU mit STEP 7 oder
auf ein HMI-Gerät über WinCC. Zur Fernwartung wählt sich
ein Techniker telefonisch in eine entfernte Anlage ein. Mit
STEP 7 lassen sich per Fernwartung Statusinformationen auslesen oder Korrekturen im Anwenderprogramm durchführen.
Fernkopplung
Fernkopplung bezeichnet eine Verbindung zur Datenübertragung. Bei der Fernkopplung geht es darum, Daten über das
Telefonnetz zu übertragen. TeleService unterstützt den programmgesteuerten Verbindungsaufbau zwischen PG oder PC
und Automatisierungssystem. Auch der Prozessdatenaustausch zwischen mehreren Automatisierungssystemen ist
koordinierbar.
TeleService-Adapter mit integriertem Modem
37
© Siemens AG 2012
Teleservice über IP-basierte Netze
SCALANCE DSL
S61x router
VPN tunnel 2
VPN
tunnel 3
VPN
tunnel 1
Service Center
Internet
S7-300 with
CPU 315-2 DP
and CP 343-1
Lean
SCALANCE S
PROFIBUS
S7-300
with CP 343-1
Remote Station 2
S7-300 with
CP 343-1
Advanced
VPN tunnel 3
Industrial Ethernet
Service PC with
Software SOFTNET
Security Client
MD741-1
Remote Station 1
Industrial Ethernet
Typische Fernzugriffsszenarien auf verteilte S7-Stationen über eine gesicherte GPRS-basierte Internetverbindung
Basis für eine optimale Fernwartung sind zuverlässige, immer
verfügbare, gesicherte und preisgünstige Datenverbindungen.
38
■
Optimierter Service von entfernten Anlagen
Je nach Anwendungsfall gibt es hierzu von SIMATIC NET die
passende Lösung:
• Für dauerhafte Verbindungen oder den gleichzeitigen
Zugang zu mehreren Anlagen empfiehlt sich eine Lösung
mit SCALANCE S, sowohl auf Service- als auch auf
Anlagenseite.
• Für den flexiblen Fernwartungszugang von jedem
Internetanschluss aus – ob Büro, Heimarbeitsplatz oder
Hotelzimmer – ist der SOFTNET Security Client die richtige
Software-Lösung, für die Verbindung zum auf der Anlage
installierten SCALANCE S Security Module.
• Für Anlagen ohne drahtgebundenen Netzwerkanschluss
stellt der Mobilfunk-Router MD741-1 den Fernwartungszugang zum SCALANCE S in der Service-Zentrale her.
■
Außenstationen sind weltweit erreichbar
■
Alle Remote-Stationen sind mit Standard
STEP 7-Mitteln parametrier- und diagnostizierbar
■
Hohe Verfügbarkeit der Kommunikation durch
standardisierte Mobilfunk- und Internettechnologie
■
GPRS sorgt für kurze Übertragungszeiten und
dauerhafte Online-Verbindung
■
Preiswerte Datenübertragung durch Abrechnung
auf Basis des Datenvolumens
■
VPN-Funktionalität ermöglicht eine sichere,
geschützte und verschlüsselte Datenverbindung
über den Standard IPSec
In jedem Fall wird die Kommunikation zuverlässig durch
Authentifizierung und Verschlüsselung über einen VPN-Tunnel (Virtual Private Network) geschützt, um Spionage und
Manipulation auszuschließen.
■
Hohe Sicherheit durch integrierte Firewall
■
Einfache und benutzerfreundliche Konfiguration des
VPN-Tunnels mit dem Security Configuration Tool
G_IK10_XX_30228
GPRS
Provider
© Siemens AG 2012
Teleservice mit SIMATIC IPC Remote Manager
Fernwartung und -verwaltung von SIMATIC IPCs
IPC Remote Management
Vorteile im Überblick
Fehlerkorrektur, Software
Update, KVM-Umleitung
Admin/Service PC
für Remote
Control
DSL-Modem
internet
M875
UMTS
Client PC 1
Client PC 2
■
Zentraler Service ohne Vor-Ort Einsatz
■
Fernzugriff über geschützte HTTPS- oder TLS-Verbindung, ohne zusätzliche Hardware und unabhängig
vom Betriebssystem
■
Einfache Behebung von Fehlern an Software,
Applikationen oder Betriebssystem
■
Schnelle Durchführung von BIOS- und Programmupdates mit anschließendem Neustart
■
Effizientes Energie- und Servicemanagement
■
Reduzierung von Stromverbrauch und -kosten durch
gezieltes Heruntergefahren, z.B. nach Produktionsschluss oder über das Wochenende
■
Verringerte Stillstandszeiten/-kosten durch Hochfahren und Servicearbeiten außerhalb der regulären
Produktionszeiten
S612
Client PC x
SIMATIC IPC Remote Manager
Funktionen
Mit dem neuen Softwarepaket SIMATIC IPC Remote Manager
lassen sich zentrale Servicekonzepte realisieren, indem mittels
Intel Active Management Technologie-Funktionen (Intel AMT)
von der Ferne auf SIMATIC IPCs zugegriffen wird. Zum Beispiel
von einer Leitwarte aus und ohne Einsatz vor Ort können System- oder Programmfehler behoben oder auch BIOS- und Programm-Updates ausgeführt werden.
Keyboard Video Mouse Redirection (KVM)
Das Keyboard-Video-Mouse-Signal kann auf einen bzw. von
einem Rechner der IT-Abteilung umgeleitet werden, so dass
ein Administrator ohne zusätzliche Hardware den Rechner aus
der Ferne bedienen kann.
Zentrales Ein- und Ausschalten von Systemen und Einspielen
von Updates außerhalb der Produktionszeiten erhöhen die
Produktivität und sparen Ressourcen. Der Fernzugriff erfolgt
für Unbefugte unzugänglich über sichere Verbindungen mit
HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure)- oder TLS (Transport Layer Security)-Verschlüsselung.
Sicherheitshinweis
Beim Remote Management sind geeignete Schutzmaßnahmen (u.a. IT-Security, z. B. Netzwerksegmentierung) zu ergreifen, um einen sicheren Betrieb der Anlage zu gewährleisten.
Weitere Informationen zum Thema Industrial Security finden
Sie im Internet unter:
www.siemens.de/industrialsecurity
Remote Power Control
Durch gezieltes Aus- und Einschalten können die Strom-/Betriebskosten reduziert werden. Der Rechner kann nachts oder
am Wochenende gezielt heruntergefahren oder für einen Update kurzzeitig eingeschaltet werden. Ein Reset ist ebenfalls
möglich.
Remote Reboot
Der Rechner kann von Festplatte, CD oder einem Netzwerklaufwerk neu gebootet werden und erspart dem Servicemitarbeiter zeit- und kostenintensive Reisen.
IDE Redirection
Zur Vermeidung von zeitaufwändigem Handling kann z.B.
eine ISO-Datei, die sich auf einer Festplatte der IT Management Console befindet, als CD-ROM Laufwerk verfügbar gemacht werden.
Siemens Remote Services
Das Dienstleistungskonzept der Siemens Remote Services
stellt eine gesicherte und performante Plattform für einen
Fernzugriff auf Maschinen und Anlagen zur Verfügung. Durch
die Einbindung von „Shared Experts“ erfolgt eine effektive Unterstützung, nicht nur durch Siemens, sondern auch durch die
unternehmenseigenen Spezialisten.
39
© Siemens AG 2012
Systemthemen und -komponenten
Industrial Security & Safety Integrated
Operations level
Operator Station
PCS 7
UMTS
PCS 7
SCALANCE
S623
Internet
SOFTNET
Security
Client
DSL Modem
SCALANCE XR324-12M
Control level
Field PG
Industrial Ethernet
SCALANCE
S612
SCALANCE
M875
SCALANCE X308-2M
SIMATIC S7-300
mit CP 343-1
Advanced
SIMATIC S7-400
mit CP 443-1
Advanced
STEP 7
WinCC
Engineering
Station
PROFINET/
Industrial Ethernet
WinCC
Operator
Station mit
CP 1628
SIMATIC
S7-1200
SIMATIC
S7-300 mit
CP 343-1
Lean
SINAMICS
S120
SIMATIC
ET 200S
HMI
nprXWXWY`^
Field level
Realisierung des Zellenschutzkonzepts durch SCALANCE S und Komponenten mit Security Integrated
Moderne Automatisierungsanlagen müssen sicher sein. Dabei
hat der Begriff „sicher“ bzw. „Sicherheit“ in Zusammenhang
mit Automatisierungsgeräten und Netzwerken unterschiedliche Bedeutung.
• Informationssicherheit – Security
• Maschinensicherheit – Safety
Neue Herausforderungen für Automatisierungsnetzwerke
Kommunikation und zunehmende Vernetzung einzelner Fertigungsinseln sind in der Automatisierungstechnik von großer
Bedeutung. Dabei wird die Integration aller Fertigungskomponenten mit durchgängiger Vernetzung zum Office-Netzwerk
immer wichtiger.
Die industrielle Kommunikation wirkt immer mehr mit der
IT-Welt zusammen und ist den gleichen Gefährdungen ausgesetzt, die aus dem Office- und IT-Umfeld bekannt sind, wie z.B.
Hacker, Viren, Würmer oder Trojaner.
40
Beim Zellenschutzkonzept wird zur Sicherung der Automatisierungssysteme ein Anlagennetzwerk in einzelne geschützte
Automatisierungszellen unterteilt, innerhalb derer alle Geräte
sicher miteinander kommunizieren können. Die Anbindung
der einzelnen Zellen an das Gesamtnetzwerk erfolgt gesichert
per VPN und Firewall.
Für die Sicherheit von PCs und Steuerungen stehen integrierte
Security-Funktionen zur Verfügung:
• User Management und Role Based Access Control mit
SIMATIC Logon für SIMATIC Engineering- und
Runtime-systeme
• Know-How-Schutz durch Anwenderprogrammverschlüsselung für SIMATIC Controller
• Whitelisting für den sicheren Betrieb des SCADA-Systems
SIMATIC WinCC und des Prozessleitsystems SIMATIC PCS 7
Professional Services wie Workshops und Training, Pakete für
Whitelisting und Firewalls sowie kundenspezifische Lösungsangebote sorgen für ganzheitliche und nachhaltige Sicherheitskonzepte. Dies reduziert die Störungsanfälligkeit der gesamten Produktionsanlage und erhöht damit deren Verfügbarkeit.
© Siemens AG 2012
Technische Lösungen für Industrial Security gibt es von
Siemens in drei verschiedenen Ausprägungen:
Standard-Sicherheitsmechanismen, z.B. Verschlüsselung,
Passwortschutz und die Möglichkeit zum Deaktivieren von
Schnittstellen und Diensten; diese Funktionen sind in verschiedensten Geräten, wie z.B. SIMATIC S7-Steuerungen, Bedien- und Beobachtungsgeräten SIMATIC HMI, SIMATIC NETKommunikationsprozessoren und SCALANCE-Netzwerkkomponenten standardmäßig enthalten.
Spezifische Security-Produkte, die ausschließlich Sicherheitsaufgaben übernehmen; dies sind die Security-Module
SCALANCE S und die VPN-Software SOFTNET Security Client.
Security Integrated, Hardware-Komponenten, deren Aufgaben in erster Linie im Bereich der Kommunikation liegen, die
darüber hinaus aber den vollen Security-Funktionsumfang
aus dem Bereich Firewall-Schutz und VPN mitbringen; hierbei
handelt es sich um Kommunikationsprozessoren für SIMATIC
S7 (CP 343-1 Advanced und CP 443-1 Advanced) und für PC
(CP 1628).
Security Module SCALANCE S623
Maschinensicherheit – Safety
Ziel der Sicherheitstechnik ist der Schutz von Mensch, Maschine und Umwelt vor Gefahren und Schäden durch das Fehlverhalten der Maschine (Hard- oder Softwarefehler). Dabei muss
immer das Gesamtsystem vom Sensor über die Auswerteeinheit bis zum Aktor betrachtet werden.
Dieses Ziel wird mit der Funktionalen Sicherheit erreicht: dies
bedeutet, dass die Maschine die Sicherheitsfunktion immer
korrekt ausführt.
Die Widerstandsfähigkeit gegenüber auftretenden Fehlern bestimmt die Sicherheitsintegrität einer Maschine (d.h. welche
Auswirkungen hat ein Fehler in der Maschine).
Mit folgenden technischen Maßnahmen kann die Sicherheitsintegrität erhöht werden:
• Diagnosefunktionen
• Redundanter Aufbau
• Auswahl störfester und robuster Komponenten
Siemens stellt mit „Safety Integrated“ ein durchgängiges,sicheres, nach IEC 61508 zertifiziertes Gesamtsystem zur Verfügung, das höchste Sicherheitsanforderungen erfüllt und so
die Einhaltung relevanter Normen vereinfacht: EN 954-1 bis
Kat. 4, IEC 62061 bis SIL 3 sowie EN ISO 13849-1 bis PL e.
Es wird bei der Kommunikation unterstützt durch:
• PROFIsafe, das Sicherheitsprofil, das auf PROFIBUS und
PROFINET aufsetzt
• ASIsafe, die sicherheitsgerichtete Ausprägung des
Aktor-Sensor-Kommunikationssystems AS-Interface
Geräte für Safety Integrated
Beispielkonfiguration mit Safety- und Security-Komponenten
Internet
Bedien- und
Beobachtungssysteme
Safety
Controller
via PROFIsafe profile
Controller
Security
IPC427C Bundle
mit WinAC RTX F
Switch
PROFINET
PROFIsafe
Industrial
Ethernet
Access
Point
Dezentrale
Peripherie
IE/PB
Link
PN IO
ET 200pro
IWLAN
RCoax Cable
HMI
Proxy
PROFIsafe
SINAMICS Drives
DP/AS-i
F-Link
SINAMICS
G120
Dezentrale
Peripherie
AS-Interface
G_IK10_XX_30118
Andere Feldbusse
PROFIBUS
SINUMERIK
840D sl und
SINAMICS
S120 Drives
41
© Siemens AG 2012
PROFIsafe
42
StandardDaten
PROFIsafeLayer
StandardBus-Protokoll
Sicherheitsgerichtete
Daten
StandardDaten
PROFIsafeLayer
StandardBus-Protokoll
PROFIBUS DP
oder
PROFINET
"Schwarzer Kanal“
PROFIsafe-Protokoll
Die Kommunikation zwischen den fehlersicheren Controllern
(SIMATIC, SINUMERIK) und der fehlersicheren Peripherie erfolgt über das zunächst für PROFIBUS DP entwickelte Protokollprofil „PROFIsafe“. PROFIsafe war der erste Kommunikationsstandard nach IEC 61508, der Standard- und sicherheitsgerichtete Kommunikation auf ein und demselben Bus zulässt. Mit SIL 3 und PL e erfüllt PROFIsafe höchste
Anforderungen in der Fertigungs- und Prozessindustrie. PROFIsafe ist vom TÜV (Technischer Überwachungsverein) und
von der BGIA (Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitssicherheit) überprüft und freigegeben.
Sicherheitsgerichtete
Daten
Übertragung sicherheitsgerichteter und Standard-Daten mit PROFIsafe
Einige Vorteile von integrierter Sicherheitstechnik
im Überblick
Offenheit von PROFIsafe
Das PROFIsafe-Protokoll V2 unterstützt die sichere Kommunikation für die offenen Standardbusse – sei es der bewährte
PROFIBUS DP oder alle Varianten des neuen schnellen Bussystems PROFINET IO. Mit der Übertragungsvariante PROFIBUS
PA (IEC 61158-2) erstreckt sich die Durchgängigkeit dezentraler Automatisierung bis in die Prozesswelt, z.B. in explosionsgefährdete Umgebungen. PROFIsafe kommt auch in der modernen Funktechnologie zum Einsatz.
■
Gleiche Bedienphilosophie für Standard- und
sicherheitsgerichtete Automatisierung
■
Ein PROFIBUS/PROFINET-Kabel für die Standard- und
sicherheitsgerichtete Kommunikation
■
Einheitliche Projektierung der Standard- und der
sicherheitsgerichteten Kommunikation
■
Ein Engineering Tool für die Erstellung von Standardund Sicherheitsprogramm
PROFIsafe-Funktionalität
PROFIsafe beugt Fehlern wie Adressverfälschung, Verlust, Verzögerung etc. beim Übertragen von Nachrichten vor, z.B.
durch fortlaufende Durchnummerierung der PROFIsafe-Daten
und Zeitüberwachung.
■
Komfortables Duplizieren einer Lösung auf mehrere
Maschinen/Anlagen durch Kopieren des Sicherheitsprogramms
■
Gemeinsame Datenhaltung für Standard- und
Sicherheitsprogramm
Über Slave-Knoten gelangen sicherheitsgerichtete Gebersignale eines BUS-Teilnehmers in die sicherheitsgerichtete CPU.
Nach Verknüpfung dieser Gebersignale gelangt ein entsprechendes Ausgabesignal zu einem fehlersicheren Slave. Die
Übertragung erfolgt einkanalig ohne Benutzung eines redundanten Pfades.
■
Kürzere Stillstandszeiten aufgrund durchgängiger
Diagnose vom Sensor über die Steuerung bis hin
zum HMI-System
■
Unterstützung der fehlersicheren Kommunikation
auch über Wireless LAN
G_ST70_XX_00617
Erweiterung um PROFINET
Dieses Angebot wurde um PROFINET-fähige Komponenten erweitert, so dass ein komplettes Produktspektrum mit fehlersicheren Controllern, fehlersicherer Peripherie und einer entsprechenden Engineering-Umgebung zur Verfügung steht.
Dazu gehören Controller für den mittleren bis obersten Leistungsbereich, digitale Ein-/Ausgabemodule sowie Motorstarter und Frequenzumrichter in Schutzart IP20 und auch in
Schutzart IP65/67 für den schaltschranklosen Aufbau. Die fehlersicheren Controller verfügen über Schnittstellen für PROFIBUS und PROFINET. Die fehlersicheren Ein-/Ausgabemodule
können über entsprechende Interface-Module wahlweise an
PROFIBUS oder PROFINET betrieben werden.
© Siemens AG 2012
Kommunikationsmöglichkeiten mit dem PROFIsafe-Profil
SINAMICS
DP/DP-Koppler
PROFIBUS
DP-Slave
DP-Master
3
DP-Master
4
DP-Slave
1 Master- / I-DP Slave-Kommunikation
2
2 Querverkehr I-DP-Slave / DP-Slave
3 Master- / Slave-Kommunikation
4 Master- / Master-Kommunikation
G_ST70_XX_00618
I-DP-Slave
Fehlersichere Kommunikation über PROFIBUS
PROFINET
PROFINET bietet folgende Möglichkeiten für die fehlersichere
Kommunikation:
• Fehlersichere Kommunikation zwischen CPUs über
Subnetzgrenzen hinweg, z.B. mit PN/PN-Coupler (nicht im
Bild eingezeichnet) oder S7-Kommunikation
• Fehlersichere Kommunikation zwischen IO-Controller und
I-Device im gleichen Subnetz
• Fehlersichere Kommunikation zwischen IO-Controller und
IO-Device im gleichen Subnetz
• Diese Kommunikationwege sind auch wireless mit
entsprechenden SCALANCE-Komponenten möglich
• Außerdem können mit der Funktion Shared Device
zwei IO-Controller auf das gleiche IO-Device zugreifen
IO-Controller ↔ I-Device
I-Device
IO-Device
G_ST70_XX_00619
IO-Controller
IO-Device
Fehlersichere Kommunikation über PROFINET
Netzübergänge
Netzübergänge ermöglichen die fehlersichere Kommunikation zwischen verschiedenen Bussystemen:
• Kommunikation zwischen IO-Controller und DP-Slave,
beispielsweise über IE/PB Link PN IO
• Master-/Slave-Kommunikation zwischen IO-Controller und
intelligentem DP-Slave, beispielsweise über IE-/PB-Link
• Kommunikation zwischen CPU und AS-Interface: mit dem
DP/ASi F-Link können fehlersichere Signale am AS-Interface
eingelesen und der fehlersicheren CPU über PROFIsafe zur
Verfügung gestellt werden
• Alle SIMATIC Komponenten sind systemweit auch über
Bussysteme hinweg erreichbar. Sie können von jedem
Zugangspunkt in der Anlage auf alle Geräte zugreifen.
1
2
3
IO-Controller
IO-Controller / I-DP-Slave-Kommunikation
IO-Controller / DP-Slave-Kommunikation
CPU / AS-Interface-Kommunikation
3
IO-Controller
PROFINET
Industrial Ethernet
2
IE/PB-Link PN IO
PROFIBUS
I-DP-Slave
1
AS-Interface
DP-Slave
DP/
AS-i
F-Link
DPSlave
DP-Master
G_ST70_XX_00620
1
Fail-safe S7-Kommunikation
IO-Controller ↔ IO-Device
PROFIBUS
• Master-/Master-Kommunikation zwischen DP-Mastern
über Subnetzgrenzen hinweg – beispielsweise zwischen
fehlersicheren CPUs über DP/DP-Koppler
• Master-/I-DP-Slave-Kommunikation zwischen DP-Master
und I-DP Slave im gleichen Subnetz – beispielsweise
zwischen fehlersicherer CPU und ET 200S-CPU
• Master-/Slave-Kommunikation zwischen DP-Master und
DP-Slave im gleichen Subnetz – beispielsweise zwischen
fehlersicherer CPU und ET 200-System mit fehlersicheren
Modulen
• Querverkehr zwischen I-DP-Slave und DP-Slave ohne
Einschaltung des DP-Masters – beispielsweise zwischen
intelligentem Slave (fehlersichere CPU) und Slave(ET 200
mit fehlersicheren Modulen). Dazu wird kein fehlersicherer
DP-Master benötigt (fehlersichere CPU), ein Standard
DP-Master ist ausreichend.
Fehlersichere Kommunikation über PROFIBUS
43
© Siemens AG 2012
Fehlersichere Kommunikation – ASIsafe
Die fehlersicheren Komponenten sind Bestandteil von
Safety Integrated, dem Siemens Sicherheitsprogramm
basierend auf Geräten zum sicheren Erfassen, Auswerten und Reagieren. Zur fehlersicheren Kommunikation
werden ASIsafe und PROFIsafe verwendet.
Das Konzept „ASIsafe“ ermöglicht die Integration von sicherheitsgerichteten Komponenten wie NOT-HALT-Schalter,
Schutztür-Schalter oder Sicherheits-Lichtgitter direkt an einem AS-Interface-Netz. Diese sind kompatibel zu den bekannten AS-Interface-Kom-ponenten (Master, Slaves, Netzteil,
Repeater etc.) gemäß IEC 62026-2 und werden gemeinsam an
der gelben AS-Interface-Leitung betrieben. Somit kann mit
ASIsafe bis Kategorie 4 / PL e(DIN EN ISO 13849-1) bzw. SIL 3
(IEC 61508) sicherheitsgerichtet abgeschaltet werden, ohne
die Vorteile der einfachen und kostengünstigen Verdrahtung
zu verlieren.
Standard-SPS
und
Standard-Master 1)
Sicherheitsmonitor 2)
Sicherer
Eingangsslave 3)
sichere AS-i
Ausgänge 4)
AS-i
Netzteil
ASInterface
StandardSlave
StandardSlave
StandardSlave
AS-Interface Leitung
Signalauswertung sicherer Eingangsslave/ Sicherheitsmonitor/bzw. sicheres
Abschaltsignal zum sicheren AS-i Ausgang
Erweiterte ASIsafe Diagnose (durch regulären E/A-Transfer)
■
Bus-basierte Sicherheitslösungen autark und verfügbar auch unabhängig von übergeordneten Bus- und
AutomatisierungssystemBus-basierte Sicherheitslösungen autark und verfügbar auch unabhängig von
übergeordneten Bus- und Automatisierungssystemen
■
Kostengünstiger Aufbau möglich, ohne fehlersichere
SPS und ohne speziellen Master
■
Höhere Flexibilität durch Software-gestützte grafische Projektierung
■
Komfortables Duplizieren einer Lösung auf mehrere
Maschinen/Anlagen durch Kopieren des SicherheitsProgramms
■
Schneller Überblick über Sicherheitsfunktionalität
der Anlage über ein einfaches grafisches Tool
■
Einfache Einbindung von Hardware wie Not-HaltSchalter, Schutztür-Schalter oder Sicherheits-Lichtgitter direkt durch integrierte AS-Interface-Slaves
ASIsafe Solution local: der Sicherheitsmonitor
Bei der lokalen ASIsafe-Lösung überwacht der Sicherheitsmonitor die sicheren Eingänge und Sensoren die über die sicheren Slaves erfasst werden, verknüpft diese durch eine parametrierbare Logik und sorgt über eingebaute Sicherheitsrelais für
die sichere Abschaltung.
44
1)
2)
3)
4)
Der zentrale Aufbau an der SPS sowie dezentrale Aufbau über DP-AS-i
Links ist möglich.
Der Sicherheitsmonitor wertet alle sicheren Eingänge am AS-i Bus aus und
sorgt für die sichere Abschaltung.
Sichere Signale werden über die sicheren Slaves und z.B. dem
Sicherheitsmonitor zur Auswertung zur Verfügung gestellt.
Das Abschaltsignal z.B. des Sicherheitsmonitors kann über ASIsafe zur
sicherheitsgerichteten Abschaltung von dezentralen sicheren AS-i
Ausgängen genutzt werden.
G_NSB0_XX_01509
Einige Vorteile im Überblick
ASIsafe Solution local: Aufbau und Komponenten
Bei Auslösung oder bei Kommunikationsausfall schaltet der
Sicherheitsmonitor mit einer maximalen Reaktionszeit von
40 ms seine zweikanalig ausgeführten Freigabekreise ab.
Parallel zu dem zweiten Freigabekreis des Sicherheitsmonitors
könnten auch z.B. dezentrale Ventile oder Motorstarter sicherheitsgerichtet über ASIsafe angesteuert werden (Geräteversion 3).
Alle Daten werden über ein dynamisiertes, sicheres Protokoll
übertragen. Pro Bus-Zyklus erwartet der Sicherheitsmonitor
von jedem Slave ein spezifisches Telegramm, das sich nach einem definierten Algorithmus kontinuierlich ändert. Über die
Konfigurationssoftware asimon wird die Abschaltlogik des
Sicherheitsmonitors parametriert, wodurch dieser differenziert auf die Auslösung der sicheren Teilnehmer reagieren
kann. Die Diagnose des Sicherheitsmonitors ist über die Steuerung möglich. Eine zusätzliche Verdrahtung der Sicherheitskomponenten ist nicht notwendig. Vorgefertigte Bilder zum
Bedienen und Beobachten erlauben die Visualisierung der
sicherheitsrelevanten Vorkommnisse auf vorhandenen
SIMATIC HMI Panels.
© Siemens AG 2012
SIMATIC S7-300F
Visualisierung
SIMATIC HMI / Panel PC
PROFIBUS
SIMATIC
ET 200S
DP/AS-i F-Link
DI/DO und AI/AO
F-DI
AS-Interface
Sicherer
Slave
AS-Interface Leitung
Signalfluss sicherheitsgerichteter Signale
bis zur SPS (PROFIsafe-Ebene)
Signalfluss für digitale und analoge Standardsignale
NOT-HALT
StandardSlaves
ASIsafe Solution PROFIsafe: Aufbau und Komponenten
ASIsafe Solution PROFIsafe: der DP/AS-i F-Link
Konfigurationssoftware asimon V3
Der DP/AS-i F-Link ermöglicht den Einsatz von AS-Interface unter fehlersicheren SIMATIC- oder SINUMERIK-Controllern und
setzt die ASIsafe-Eingangssignale in das PROFIsafe Protokoll
um. Das Erfassen sicherer Signale erfolgt mit ASIsafe-Modulen
oder Sicherheitssensoren mit integriertem ASIsafe Slave.
Das Auswerten übernimmt der vorhandene fehlersichere
Controller.
Auf der PROFIsafe-Ebene ist das F-Link die beste Wahl:
• Bei großen Mengengerüsten an sicheren Slaves
• Bei einer Vielzahl von Abschaltkreisen
• Zur sicherheitsgerichteten Weiterverarbeitung auf den
überlagerten Feldbus-Ebenen
• Für umfangreiche, verschachtelte logische Verknüpfungen
• Vollgrafischer Editor für die Sicherheitslogik
• Erweiterte Funktionalität, z.B. Ausfilterung
von kurzzeitigen einkanaligen Unterbrechungen
im Sensorkreis
• Ansteuerung sicherer AS-i Aktoren
• Kopplung mehrerer sicherer AS-i Netze
Konfiguration und Parametrierung erfolgen über STEP 7
HW-Konfig. Die sichere Logik wird mit den Mitteln vonSTEP 7
Distributed Safety in F-KOP oder F-FUP programmiert.
Die Diagnose erfolgt über die von STEP 7 bereitgestellten Systemfunktionen sowie vor Ort am Gerät durch Meldungen auf
dem Display.
Fehlersicherer Netzübergang
DP/AS-i F-Link
45
© Siemens AG 2012
Netzübergänge
6
6,0$7,&
+0,3DQHOV
6
352),1(7
,QGXVWULDO
(WKHUQHW
6
3&PLW
6,0$7,&
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6
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6
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31,2
S7-1200
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6
6
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6,027,21&
$6,QWHUIDFH
*B,.B;;B
'3$6L)/LQN
Netzübergänge zwischen den Bussystemen
Netzübergänge von einem Bussystem zum anderen werden
über Links, Steuerungen (SPS) oder PC realisiert. Bei Steuerungen oder IPCs können dafür integrierte Schnittstellen und
Kommunikationsprozessoren (CPs) eingesetzt werden. Links
reichen die Daten ohne weitere Verknüpfungen von dem einen Netz an das andere Netz durch.
Folgende Links stehen zur Verfügung:
• IE/WSN-PA LINK für den Übergang zwischen
WirelessHART und Industrial Ethernet
• IE/PB Link PN IO für den Übergang von
PROFINET/Industrial Ethernet zu PROFIBUS
• IE/AS-i LINK PN IO für den Übergang von
Industrial Ethernet zu AS-Interface
• IWLAN/PB Link PN IO für den Übergang von
IWLAN zu PROFIBUS
• DP/AS-i LINK Advanced, DP/AS-Interface Link 20E und
DP/AS-i F-Link für den Übergang von PROFIBUS zu
AS-Interface
46
Bei Steuerungen, wie z.B. SIMATIC S7-1200, S7-300, S7-400,
SINUMERIK oder SIMOTION C, werden Daten zwischen den
einzelnen Netzen über Kommunikationspro-zessoren oder integrierte Schnittstellen ausgetauscht. Die Daten werden mit
Hilfe eines Controllers verknüpft und damit vorverarbeitet ins
andere Netz weitergereicht.
Netzübergang PROFINET mit Proxy-Funktionalität
PROFIBUS-Segmente lassen sich über Geräte mit Stellvertreterfunktion, den PROFINET Proxies, an Industrial Ethernet anbinden. Diese Anbindung kann sowohl mit dem Optionspaket
SIMATIC WinAC PN, SIMATIC S7-300/400-CPUs mit DP- und
PN-Schnittstelle oder über das IE/PB Link PN IO erfolgen.
Für einen drahtlosen Netzübergang kann ein Access Point
SCALANCE W-700 mit dem IWLAN/PB Link PN IO eingesetzt
werden. Damit können alle PROFIBUS-Norm-Slaves unverändert für PROFINET eingesetzt werden.
© Siemens AG 2012
Hochverfügbare Kommunikation und Redundanz
Prozess- oder Feldkommunikation
Produktionsanlagen sind für einen 24-Stundenbetrieb ausgelegt und kalkuliert. Bei Anlagenausfall sind kostenintensive
Stillstandszeiten, hohe Wiederanlaufkosten und Verlust von
wertvollen Daten oder Materialien die Konsequenz. Redundante Steuerungssysteme, wie das SIMATIC S7-H-System,
schützen vor Ausfällen der Automatisierungssysteme.
Bei PROFINET stehen der einseitige Anschluss (normal verfügbar) oder der systemredundante Anschluss via offenem Ring
zur Verfügung. Die Verfügbarkeit im offenen Ring erhöht sich,
wenn Devices angeschlossen werden, die PROFINET IO-System Redundanz unterstützen, wie z.B. die dezentrale Peripherie SIMATIC ET 200M.
,QGXVWULDO(WKHUQHW
Hochverfügbare Systeme
6+
6+
Flexible Modular Redundancy (FMR)
Das Design des S7-400H-Systems ist dank seiner Flexibilität,
Modularität und Redundanz einzigartig.
Dank dieser Flexibilität muss nur dort Redundanz bereit gestellt, wo sie auch benötigt wird. Dies ermöglicht attraktivere
und kosteneffektivere Lösungen als herkömmliche Architekturen mit einheitlicher Auslegung.
Peripherie
Die Peripherie kann flexibel über PROFIBUS und PROFINET angeschlossen werden. PROFIBUS und PROFINET Konfigurationen können miteinander kombiniert werden.
Bei PROFIBUS stehen der einseitige Anschluss (normal verfügbar) oder der geschaltete Anschluss (erhöht verfügbar) zur
Verfügung.
6ZLWFK
(70
(70
(70
352),1(7'ULYH
(70
*B67B;;B
Die Konfiguration von Steuerung, Peripherie und Feldbus
kann auf die Anforderungen zugeschnitten werden. Es können einfache und doppelte Redundanzen in ein und demselben System gemischt und aufeinander abgestimmt werden.
352),1(7
Einseitiger (links) oder geschalteter (rechts) Peripherieanschluss
via PROFINET
Kommunikation
Die hochverfügbare Kommunikation für redundante Verbindungen ist in der SIMATIC S7-400H bereits integriert.
Im Fehlerfall kann die hochverfügbare Kommunikation automatisch und unsichtbar für den Anwender weitergeführt werden. Bei Anschluss der Peripherie via PROFIBUS kann die interne PROFINET-Schnittstelle für die Kommunikation genutzt
werden.
DXFK352),%86P¸JOLFK
Industrial Ethernet
3&PLW[&3
RGHU&3
S7-400H
S7-400H
ET 200M
Einseitiger (links) oder geschalteter (rechts) Peripherieanschluss
via PROFIBUS
6+
6+
6+&38
LP6LQJOH0RGH
*B67B;;B
ET 200
PROFIBUS DP
G_ST70_XX_00755
PROFIBUS DP
,QGXVWULDO(WKHUQHW
Hochverfügbare Kommunikation
47
© Siemens AG 2012
Redundanz
Redundante Netze
Für die problemlose Kommunikation von PC-Applikationen
(z.B. WinCC) über redundante Netze mit S7-400H sorgt
S7-REDCONNECT. PC-Applikationen, die heute schon die
S7-Kommunikation (z.B. über die OPC-Schnittstelle) nutzen,
können unverändert übernommen werden.
Medienredundanz
Um die von der Industrie geforderten sehr schnellen Reaktionszeiten zu erreichen, verwendet SIMATIC NET ein speziell
entwickeltes Verfahren zur Steuerung der Redundanz. Die
Rekonfiguration eines Netzes nach einem Fehler (Kabelbruch
oder Ausfall eines Switches) zu einer funktionsfähigen Netzinfrastruktur wird dadurch sichergestellt und es werden keine
logischen Verbindungen abgebaut.
Parallel Redundancy Protocol (PRP)
Grundlage des Redundanzverfahrens PRP (IEC 62439-3) ist die
doppelte Übertragung der Telegramme in zwei getrennten
Netzwerken.
PG/PC/IPC mit
SOFTNET-IE RNA
SCALANCE
X204RNA
SCALANCE
X204RNA
EEC
IP-Kamera
Schutzgerät
ohne PRP 1)
PC
1)
48
Parallel Redundancy Protocol
Umgebung mit starker
EMV-Belastung, z.B.
Mittel- und Hochspannungsschaltanlagen
G_IK10_XX_10334
Schutzgerät
mit PRP 1)
SIMATIC
S7-400
Medienredundanz MRP und MRPD
Eine höhere Anlagenverfügbarkeit kann mit einer redundanten Installation erreicht werden (Ringtopologie). Die Medienredundanz kann einerseits mit Hilfe von Switches, andererseits auch direkt über die PROFINET-Schnittstellen an SIMATICSteuerungen und verteilten E/As geschaffen werden.
Dank des MRP-Protokolls (IEC 61158 Type 10) können Rekonfigurationszeiten von je nach Anzahl der Teilnehmer weniger
als 200 ms erreicht werden. Bei einer Unterbrechung der Kommunikation in nur einem Teil der Ringinstallation wird ein Anlagenstillstand verhindert.
Hohe Netzwerkverfügbarkeiten ohne Rekonfigurationszeiten
erhält man bei Verwendung des MRPD-Verfahrens (Media
Redundancy for Planned Duplication).
Server mit
SOFTNET-IE RNA
Industrial
Ethernet
(LAN A)
Industrial
Ethernet
(LAN B)
Auf der Senderseite verdoppelt die Software SOFTNET-IE RNA
bzw. der Netzwerkzugangspunkt SCALANCE X-200RNA das
vom Sender (z.B. einem PC) kommende Telegramm und speist
jeweils ein Telegramm in die zwei Netzwerke ein. Die Übertragung des Telegramms ist selbst bei einem Fehler immer und
ohne Verzögerung sichergestellt, da keine Netzwerkrekonfiguration erforderlich ist. Für die Applikation (z.B. PCS 7) im PC
ist das Verfahren transparent.
Router-Redundanz
Layer 3-Switches ermöglichen Router-Redundanz, um die Verfügbarkeit des Netzes deutlich zu erhöhen und ist daher für
den Einsatz in hochperformanten Anlagennetzen (z.B. mit
High Speed Redundancy) geeignet. Durch den modularen
Aufbau kann der Switch an die jeweilige Aufgabenstellung angepasst werden. Aufgrund der Unterstützung von IT-Standards (z.B. VLAN, IGMP, RSTP) ist die nahtlose Integration von
Automatisierungsnetzen in bestehende Office-Netze möglich.
Routing-Funktionen auf Layer 3-Ebene ermöglichen die Kommunikation zwischen verschiedenen IP-Subnetzen.
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Datenbankanbindung
Management
Level
Datenbank
Server
Ethernet
Operations Level
SCALANCE
X414-3E
SCALANCE
X414-3E
Industrial Ethernet
Control Level
SCALANCE
X308-2
IP-Kamera
SCALANCE
XR324-12M
1000 Mbit/s
1000 Mbit/s
WinCCServer
mit CP 1623
SCALANCE
X308-2M
1000 Mbit/s
1000 Mbit/s
SIMATIC S7-400
mit
CP 443-1 Advanced
1000 Mbit/s
SIMATIC S7-300
mit
CP 343-1 ERPC
Field Level
PROFINET
SIMATIC IPC mit
Gigabit-Interface
und CP 1616
100 Mbit/s
ET 200S
S7-300 mit
CP 343-1 Lean
ET 200S
ET 200pro
Antriebe
G_IK10_XX_10270
Industrial Ethernet
Industrial Ethernet (Twisted Pair)
Industrial Ethernet (Fiber Optic)
Die Verfügbarkeit von Produktionsdaten in übergeordneten
Datenbanken für Analysen und nachfolgend die Optimierung
von Prozessen ist für den nachhaltigen Erfolg von Unternehmen unerlässlich, aber bisher mit bestimmtem Aufwand verbunden.
Verbindungen zu Datenbanken können ohne zwischengelagerte Gateways oder PCs projektiert werden. Der Weg führt
über Steuerungen des Control Level mit Verbindung zu Datenbanken über Industrial Ethernet.
Anspruchsvolles einfach lösen
Neben den bekannten Kommunikationsmöglichkeiten mit
Programmiergeräten, Bedien- und Beobachtungsgeräten und
SIMATIC S7-Systemen kann die direkte Ankopplung an Datenbankanwendungen wie ORACLE, MySQL, MS-SQL, DB2 einfach realisiert werden. So können Steuerungen mittels
CP 343-1 ERPC direkt aus Datenbanken der Manufacturing
Execution Systems (MES) oder der Enterprise Ressource
Planning-Leitebene (ERP) mit Daten oder Aufträgen versorgt
werden.
Der Kommunikationsprozessor CP 343-1 ERPC verbindet zusammen mit einer Partner-Software SIMATIC S7-300 Controller direkt über Industrial Ethernet mit Datenbanksystemen
und leistet dafür die notwendige Übersetzung in die benötigten Formate.
49
© Siemens AG 2012
Diagnose
Netzwerk- und Gerätediagnose vereinfachen die Inbetriebnahme und den laufenden Betrieb der Anlage. Sie halten Ausfälle des Netzwerks gering und erhöhen die Betriebssicherheit
und Anlagenverfügbarkeit.
Diagnose am Industrial Ethernet/PROFINET
Der Datenaustausch von Prozess- und Steuerungsinformationen geschieht bei modernen Fertigungsanlagen fast immer
über Industrial Ethernet/PROFINET. Dafür ist eineDiagnose unverzichtbar. Die meisten Analyse- undManagementsysteme
sind jedoch aufwändig und teuer.
Die Diagnoseauswertung und Bedienung erfolgen komplett
über die Visualisierung mit WinCC flexible oder WinCC.
Auch die SCALANCE-Netzwerktechnik ist in diese Systemlösung integriert. Die bewährten Industrial Ethernet Switches
werden mit STEP 7 konfiguriert und im laufenden Betrieb wie
Feldgeräte diagnostiziert. Dabei werden die Diagnoseinformationen im SPS-Anwenderprogramm verarbeitet. Diese integrierte Funktionalität bringt Vorteile beim Engineering, bei
der Inbetriebnahme und in der Betriebsphase der Anlage.
Topologische Anlagensicht für mehr Transparenz
Diagnosekonzept
PROFINET IO unterstützt ein durchgängiges Diagnosekonzept,
um eventuelle Fehler effizient lokalisieren und beheben zu
können. Sollte ein Fehler auftreten, generiert das gestörte IODevice einen Diagnosealarm an den IO-Controller. Dieser ruft
im Anwenderprogramm eine entsprechende Programmroutine auf, um auf Fehler zu reagieren. Alternativ lassen sich
Diagnoseinformationen auch direkt aus dem Feldgerät (IODevice) lesen und auf einem IO-Supervisor (PG oder PC) anzeigen. Das IO-Device generiert auch dann einen Diagnosealarm,
wenn an einem Kanal ein Fehler auftritt. Ein Quittungsmechanismus erlaubt es, die Fehler im IO-Controller sequenziell zu
bearbeiten.
Topologie-Editor: kommunizierende Ports grafisch darstellen
Bei PROFINET-Netzen kann der Topologie-Editor in SIMATIC
STEP 7 bzw. SIMOTION SCOUT die Portverschaltung der Geräte
grafisch einfach und schnell darstellen. Geräte können zu
Gruppen zusammengefasst werden, damit die Darstellung
übersichtlicher wird, wenn viele Komponenten vorhanden
sind. Außerdem werden auch SIMATIC IPCs und HMI-Stationen
erkannt und dargestellt. Ein Offline/Online-Vergleich identifiziert die kommunizierenden Ports und stellt sie tabellarisch
oder grafisch dar.
Durchgängiges Diagnosekonzept: Ausgabe der Systemfehler grafisch
am HMI
Im Rahmen von Totally Integrated Automation bietet Siemens
das kostenlos im Internet ladbare Diagnosepaket PNIODiag,
um die Diagnoseauswertung von dezentralen Peripheriesystemen in Verbindung mit SIMATIC S7 zu vereinfachen.
Ein Funktionsbaustein in der CPU ermittelt z.B.
• die Zustände der angeschlossenen Peripheriesysteme und
• die Stationszustände eines Peripheriesystems.
50
Durch die Ermittlung, Darstellung und Überwachung der physikalischen Verbindungen zwischen Geräten an PROFINET IO
kann der Administrator auch komplexe Netze leichter überwachen und warten. Zudem erhält der Anwender mit dem Topologieeditor eine umfassende Diagnose aller Komponenten
im laufenden Betrieb und Unter-stützung bei der Dokumentation der Anlage.
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Diagnose
Tausch eines Gerätes ohne PG oder Wechselmedium
Wenn im Fehlerfall ein Gerät ausgetauscht werden muss, wird
über den Topologie-Editor eine Solltopologie vorgegeben
bzw. online erfasst. Das Ersatzgerät muss an gleicher Stelle
mit gleicher Portverkabelung eingesetzt werden.
Der IO-Controller kann das Gerät selbstständig in die Produktivkommunikation aufnehmen.
Elektronisches Typenschild
Das „Elektronische Typenschild“, z.B. bei Feldgeräten
SIMATIC ET 200 erleichtert die Wartungsplanung. Die Angabe
von z.B. Hersteller, Seriennummer erlaubt die Identifikation
des jeweiligen Geräts. Weitere Daten, z.B. Anlagenkennzeichen, Einbaudatum erleichtern die Wartung selbst.
Prozessdiagnose
Über das SPS-Programm kann per E-Mail, über FTP-Funktionen
oder selbst gestaltete dynamische Webseiten eine einfache
Prozessdiagnose realisiert werden. Dies wird von verschiedenen Industrial Ethernet Kommunikationsprozessoren unterstützt.
SINEMA Server Netzwerkmanagement
Die Netzwerk-Management-Software SINEMA Server
(SIMATIC Network Manager) diagnostiziert und visualisiert
Ethernet-Netzwerke. Sie protokolliert permanent Netzwerkaktivitäten über verschiedene Protokolle, sie erkennt Topologien
und erstellt Netzwerkstatistiken. Diese können grafisch dargestellt und auf Wunsch zusätzlich durch eigene Diagnosebilder
ergänzt werden.
Diagnose über Web
Systemdiagnose
Über integrierte Web-Server können vorgefertigte Diagnoseseiten auf der Anlage mit Standard-Web-Browsern von jedem
beliebigen Ort aus abgerufen werden. So können z.B. Topologie und Baugruppenzustand von angeschlossenen PROFINETund PROFIBUS-Feldgeräten angezeigt werden. Baugruppenzustand und Variablenstatus werden automatisch aktualisiert.
Unterschiedliche Steuerungen, Kommunikationsprozessoren
und Netzkomponenten unterstützen die Diagnose über
IT-Funktionen.
SINEMA Server lässt sich einfach in HMI-Systeme wie SIMATIC
WinCC integrieren. Die SINEMA-Bedienoberfläche und die
dort zur Verfügung stehenden Funktionen sind von beliebigen Rechnern im Netzwerk über den Browser aufrufbar. Auch
Änderungen im Netzwerk werden entsprechend protokolliert
und in einer Datenbank archiviert.
Grafische Topologie-Anzeige im Internet-Browser
Visualisierung von Ethernet-Netzwerken mit SINEMA Server
Diagnosemöglichkeiten mit Industrial Ethernet Switches
• Abrufen von Statusinformationen über den Netzzustand
• Vor-Ort-Diagnose zum Datenverkehr über LED
• Remote-Diagnose, integriert in STEP 7
• PROFINET-Diagnose
• Leitungsdiagnose für POF-Leitungen
51
© Siemens AG 2012
,QGXVWULDO(WKHUQHW
SIMATIC STEP 7: Einheitliche Diagnosesicht für Netzkomponenten und Feldgeräte
Diagnose bei PROFIBUS
Inbetriebnahme mit dem Bustester
Das Bus-Testgerät BT200 kann die Funktionsfähigkeit von Bussegmenten im Offline-Betrieb, also ohne angeschlossenen
Master, sicherstellen.
Der Bustester bietet z.B. folgende Funktionen:
• Busleitungsdiagnose, z.B. Leitungsbruch, Kurzschluss
• Test der PROFIBUS-Schnittstellen von Master und Slaves
• Test der Erreichbarkeit aller Slaves (Life list)
Betrieb mit Diagnose-Repeater
Zur Leitungsdiagnose im laufenden Anlagenbetrieb steht der
Diagnose-Repeater zur Verfügung. Er zeigt die Topologie des
Automatisierungssystems und erkennt z.B. folgende Leitungsfehler:
• Leitungsbruch
• Kurzschluss der Signalleitungen
• Fehlende Busabschlusswiderstände
Diagnose in STEP 7/SIMOTION SCOUT
STEP 7/SIMOTION SCOUT bieten eine sogenannte Übersichtsdiagnose. Diagnosesymbole weisen auf Diagnose-informationen der überwachten Geräte hin (z.B. PROFIBUS-Slave gestört). Ein Detailfenster zeigt weitere Angaben mit ausführlichen Fehlerinformationen zu den einzelnen Baugruppen
(Baugruppenzustand), z.B.:
• Baugruppensteckplatz
• Kanalnummer
• Fehlerursache im Klartext
52
Baugruppen mit Diagnose-Funktionalität
*B,.B;;B
Diagnose
© Siemens AG 2012
Daten für die Praxis
Kommunikationssysteme im Praxisvergleich
Industrial
Ethernet
PROFINET
PROFIBUS DP
AS-Interface
IO-Link
10/100 Mbit/s
1 Gbit/s / 10 GBit/s
(bei PROFINET nur
100 Mbit/s)
9,6 Kbit/s – 12 Mbit/s
einstellbar
Aktualisierungszeiten
5 ms
4,8/38,4 KBit/s
oder
SIO (Schaltbetrieb)
über 1000
125
62
2
Kriterium
Datenrate
Teilnehmerzahl
maximal
31,25 Kbit/s 1)
125 DP/PA Links 1)
31 Feldgeräte pro 1)
DP/PA Link
Für das gesamte Netz:
elektrisch bis max.
600 m:
- mit Extension Plug
bis 200 m
- mit Repeater oder
Extender bis 300 m
- mit Repeater und
Extension Plug bis
600 m
Zwischen zwei Teilnehmern:
elektrisch bis 100 m
optisch bis 5 km
(Multimode) bzw. bis
120 km (Singlemode)
Für das gesamte Netz:
elektrisch bis max.
10 km:
- ohne Repeater bis
1 km
- mit Repeater bis
10 km
optisch mit Optical
Link Modules (OLM)
bis max . 1875 km
Topologie
Linie Baum Ring Stern
Linie Baum Ring Stern
Linie Baum Stern
Energieversorgung
- separat DC 24 V
- Power-over-Ethernet
(PoE)
separat DC 24 V
(auch über Hybridkabel)
Sensoren und Module:
über Busleitung Aktoren:
über UAUX DC 2 V (Standardfall) oder
über Busleitung (30 V)
integriert
PROFIsafe SIL3, PL e
PROFIsafe SIL3, PL e
ASIsafe SIL3, PL e
–
1)
elektrisch bis 20 m
Punkt-zu-Punkt
G_IK10_XX_00004
Netzausdehnung
bei PROFIBUS PA
Die Tabelle enthält Erfahrungswerte, die als Empfehlung zur
Auswahl des optimalen Netzes dienen können.
53
© Siemens AG 2012
Geräte und Dienste für Industrial Ethernet
Kommunikationsprozessor (CP) und Netzwerkkomponenten –
unterstützte Funktionen
Die folgenden Produkte unterstützen die
genannten Funktionen oder können in
Zusammenhang mit diesen Funktionen
verwendet werden
Produkt
PG/OP
S7Kommunikation
Offene
Kommunikation
PROFINET
WebDiagnose
CP 243-1
●
●
●
●1)
●
●2)
●
●
●
●
●8)
●
●
●
●
●
●9)
CP 343-1 ERPC
●
●1)
●
TIM 3V-IE/TIM 3V-IE 12)
Advanced/TIM 4R-IE
TIM 3V-IE DNP3/
TIM 4R-IE DNP3
●
●3)
PROFIsafe
SIMATIC
S7-200
CP 343-1 Lean
S7-300
CP 343-1
12)
12)
CP 343-1 Advanced
S7-400
10)
●15)
●
●
●
●
●
●4)
CP 443-1 Advanced 10)
●
●
●
●
●9)
●4)
TIM 4R-IE/
TIM 4R-IE DNP3
●15)
●3)
●
●
●4)
●
●
●
CP 5100
●
CP 51M1
PCS 7
PC
HARDNET-IE S7 /
HARDNET-IE S7
REDCONNECT
HARDNET PN IO
Development Kit
(DK-16xx)
●13)
10)
CP 443-1
SIMATIC
TDC
●
CP 443-1
●
●
TIM 4R-IE/
TIM 4R-IE DNP3
CP 1613 A2/CP 1623/
CP 1628
●15)
●3)
●
●
●
●
CP 1616
●
SIMOTION
SIMOTION
C/P/D
MCI-PN 5)
●
●
●
●
●
CBE30 6)
●
●
●
●
●
CP 1613 A2/CP 1623/
CP 1628
●
●
●
SIMATIC IPC/PG
HARDNET-IE S7 /
HARDNET-IE S7
REDCONNECT
●
CP 1616
●
●
CP 1604
●
●
CP 1616 onboard 11)
●
●
SOFTNET PN IO
1612 A2
●
SOFTNET-IE S7 /
SOFTNET-IE S7 Lean
1612 A2
●
●
CP 1613 A2/CP 1623/
CP 1628 7)
●
●
CP 1604/CP 1616
●
●
HARDNET PN IO
Development Kit
(DK-16xx)
●
PC-based Automation
WinAC
WinAC RTX/RTX F
1)
2)
3)
4)
5)
6)
54
nur als Server
nur IO-Device
nur im Rahmen des Telecontrol-Protokolls
SINAUT ST7
mit CPU 416F
In Verbindung mit SIMOTION P
In Verbindung mit SIMOTION D
7) auch mit integrierter Ethernet-Schnittstelle des
SIMATIC IPC
8) als IO-Controller oder IO-Device
9) FTP, Web, E-Mail
10) CPs für S7-300/S7-400 sind als SIPLUS-Komponenten
auch für aggressive Atmosphäre/Betauung verfügbar
11) nicht für Field PG
●
●
●
●14)
G_IK10_XX_10231
Nanobox PC
Microbox PC
Box PC
Rack PC
Panel PC
Field PG
12) CPs für S7-300/S7-400 sind als SIPLUS-Komponenten auch
für erweiterten Temperaturbereich -25 ... +60/+70°C und
aggressive Atmosphäre/Betauung verfügbar
13) MES-/ERP-Anbindung über Partner-Software
14) bei F-Variante
15) bei DNP3 nur über IP-based WAN
© Siemens AG 2012
verwendet werden
Produkt
PG/OP
S7Kommunikation
Offene
Kommunikation
PROFINET
WebDiagnose
PROFIsafe
SINAMICS
G120/G120D
G130/G150
S120/S110
DCM
6)
6)
6)
6)
GM150/SM150/GL150/
6)
SL150
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
Netzkomponenten 1)
4)
SCALANCE
X-200
X-200
XF-200
4)
X-200IRT
XF-200IRT
SCALANCE
X-300
●
●
●
X-300
XR-300
X-300EEC
XR-300EEC
●
●
●
SCALANCE
X-400
X-400
●
●
●
SCALANCE
X-500
XR552-12M
XR528-6M
●
●
●
W-780
W-740
●
●
●
IE/AS-i LINK PN IO
●
●
●
IWLAN/PB Link PN IO
●
●
IE/PB Link PN IO
●
●
SCALANCE
W-700
5)
1) Die Komponenten der Produktfamilien SCALANCE X,
SCALANCE W und SCALANCE S können mit allen Industrial Ethernet-Netzwerken zum Netzaufbau und zur Datenverarbeitung eingesetzt werden
2) als IO-Controller oder IO-Device
3) FTP, Web, E-Mail
G_IK10_XX_10232
Netzübergänge
4) SCALANCE X200/200IRT sind teilweise als SIPLUS-Komponenten auch für erweiterten Temperaturbereich
-25 ... +60/+70°C und aggressive Atmosphäre/Betauung
verfügbar
5) als SIPLUS-Komponenten auch für aggressive
Atmosphäre/Betauung verfügbar
6) HMI-Zugriff über S7-Kommunikation
55
© Siemens AG 2012
Integrierte Schnittstelle – unterstützte Funktionen
PG/OP
S7Kommunikation
Offene
Kommunikation
PROFINET
WebDiagnose
●
●
●1)
●6)
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●1)
●1)
●1)
●1)
●
●
●1)
●1)
●
●1)
●1)
●
●
●1)
●
●1)
●1)
●1)
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●1)
●
●
●4)
●
●
●1)
●
●
●4)
Standard-PC 5) oder SIMATIC IPC
mit WinAC RTX/RTX F
●
●
●1)
●
●
●4)
IM 151-3 PN 2)
IM 151-3 PN HS
IM 151-3 PN HF
IM 151-3 PN FO
●
●
●
●
ET 200SP
IM 155-6 PN
●
●
ET 200M
IM 153-4 PN 2)
IM 153-4 PN/HF
●
●
ET 200pro
IM 154-4 PN HF
IM 154-6 PN HF IWLAN
●
●
●
●
Die folgenden Produkte unterstützen
die genannten Funktionen oder
können in Zusammenhang mit diesen
Funktionen verwendet werden
Produkt
PROFIsafe
SIMATIC Controller
2)
CPU 1211C 2)
CPU 1212C 2)
CPU 1214C
CPU 314C-2 PN/DP
S7-1200
S7-300
CPU 315/317-2 PN/DP
CPU 315/317F-2 PN/DP
2)
2)
CPU 319-3 PN/DP
CPU 319F-3 PN/DP
CPU 412-2 PN
S7-400
Modular
CPU 412-5H
CPU 414-3 PN/DP
CPU 414F-3 PN/DP
CPU 414-5H
CPU 416-3 PN/DP
3)
CPU 416F-3 PN/DP
CPU 416-5H
CPU 417-5H
IM 154-8 PN/DP CPU
ET
200pro
ET 200S
IM 154-8F PN/DP CPU
IM 151-8 PN/DP CPU
IM 151-8F PN/DP CPU
2)
2)
Embedded Controller S7-mEC
3)
PC-based
SIMATIC IPC227D Bundle 5)
SIMATIC IPC427C Bundle via
CP1616, CP1604 5)
SIMATIC IPC277D Bundle 5)
SIMATIC HMI IPC477C Bundle via
CP1616 5)
●
●
●
●
●
●
●4)
SIMATIC Dezentrale Peripherie
ET 200S
ET 200eco PN
●
●
S110
CU305 PN
●
●
●
S120
CU320-2 für Mehrachsanwendungen,
CU310 PN für SINAMICS S120
AC-Drives
●
●
●
G120
G120 zentraler Frequenzumrichter
und G120D dezentraler Frequenzumrichter
●
●
●
1) offene Industrial Ethernet-Kommunikation
2) als SIPLUS-Komponenten auch für erweiterten Temperaturbereich -25...+ 60/+70 °C
und aggressive Atmosphäre/Betauung verfügbar
3) als SIPLUS-Komponente auch für aggressive Atmosphäre/Betauung verfügbar
56
G_IK10_XX_10233
SINAMICS
4) nur bei F-Variante
5) nur ausgewählte Ethernet-Schnittstelle
6) ab Firmware V2.0
© Siemens AG 2012
verwendet werden
Produkt
PG/OP
Singleturn/Multiturn
●
S7Kommunikation
Offene
Kommunikation
PROFINET
WebDiagnose
PROFIsafe
SINAMICS
MC Encoder
Absolutwertgeber
●
SENTRON
Schutz-,
Schalt- und
Messtechnik
Messgerät 7KM PAC3200
Messgerät 7KM PAC4200
●
●
SINUMERIK
840D sl
840Di sl
●
●
●
●
●
●
●
●
●1)
C240 PN
D4x5
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
SOFTNET S7/
S7 Lean
integrierte Schnittstelle
●
●
●
SOFTNET
PN IO
SIMOTION
SIMOTION
C/P/D
D410 PN
P350/P320
SIMATIC IPC/PG
Nanobox PC
Microbox PC
Box PC
Rack PC
Panel PC
Field PG M
●
SIMATIC HMI
Panels
Mobile Panel 277F IWLAN
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
WinCC ﬂexible
●
●
WinCC
●
●
Key Panel KP8 PN
Key Panel KP8F PN
Basic Panel
Comfort Panel
Mobile Panel 177/277
Mobile Panel 277 IWLAN
Visualisierungssoftware
PC/PG
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
SIMATIC Ident
RFIDSysteme
VS 130-2
●
●
MV420/MV440
●
●
RF170C
●
●
RF180C
●
●
RF182C
●
RF640R / RF670R
●
●
ASM 475
●
G_IK10_XX_10234
CodeLesesysteme
●
PC-based Automation
WinAC
WinAC via integrierte
Schnittstelle
1)
●
●
●
●
●
●
ab CNC SW 4.4
57
© Siemens AG 2012
Geräte und Dienste für PROFIBUS
Kommunikationsprozessor (CP) – unterstützte Funktionen
Produkt
PG/OP
S7Kommunikation
Offene
Kommunikation
DP/PA
S7-1200
CM 1243-5
CM 1242-5
●
●
●
S7-300 5)
CP 342-5 / CP 342-5 FO
7)
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
verwendet werden
OPC
PROFIsafe
SIMATIC
CP 343-5
CP 443-5 Basic
S7-400
SIMATIC
TDC
5)
IM 467/467 FO
●
●
CP 50M0
●
CP 443-5 Extended
●3)
SINUMERIK
840D
CP 342-5/CP 342-5 FO
●
●
●
CP 343-5
●
●
●
●
●
●
SIMATIC IPC/PG
Microbox PC
Box PC
Rack PC
Panel PC
Field PG
HARDNET-PB DP
Development Kit
(DK-5613)
SOFTNET-PB DP /
SOFTNET-PB DP
Slave
SOFTNET-PB S7
HARDNET-PB DP
CP mit DP-Base
HARDNET-PB DP
CP 5603/CP 5613 A2/CP
5614 A2/CP 5623/CP 5624
CP 5512/CP 5611 A2/
CP 5621/CP 5711
CP 5512/CP 5611 A2/
CP 5621/CP 5711
CP 5603/CP 5613 A2/CP
5614 A2/CP 5623/CP 5624
CP 5603/CP 5613 A2/CP
5614 A2/CP 5623/CP 5624
●
●1)
●
1)
●2)
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
PC-based Automation
WinAC
PC-based
Controller
WinAC RTX/RTX F
CP 5603/
CP 5613 A2/CP 5623
CP 5611 A2/CP 5621
●
●
●4)
●6)
Embedded
Controller
S7-mEC
via CP 5603 in
EM PC-104
●
●
●4)
●6)
SIMATIC
IPC427C Bundle
oder CP 5603
●
●
●4)
●6)
SIMATIC
IPC227D/IPC277D
Bundle
via CP 5621
●
●
●4)
●6)
SIMATIC HMI
IPC477C Bundle
●
●
●4)
●6)
SOFTNET-PB DP /
SOFTNET-PB DP
Slave
CP 5512/CP 5611 A2/
CP 5621/CP 5711
CP 5512/CP 5611 A2/
CP 5621/CP 5711
CP 5613 A2/CP 5614 A2/
CP 5623/CP 5624
CP 5613 A2/CP 5614 A2/
CP 5623/CP 5624
●1)
PC/Notebook
SOFTNET-PB S7
HARDNET-PB DP
CP mit DP-Base
HARDNET-PB DP
1) in Verbindung mit STEP 7
2) nicht bei SOFTNET DP Slave
3) mit CPU 416F
58
●
1)
●2)
●
●
●
●
●
●
4) ohne PA
5) CPs für S7-300/S7-400 sind als SIPLUS-Komponenten
auch für aggressive Atmosphäre/Betauung verfügbar
6) nur bei F-Variante
●
●
7)
●
●
●
●
●
als SIPLUS-Komponenten auch für erweiterten Temperaturbereich -25...+ 60/+70 °C und aggressive Atmosphäre/
Betauung verfügbar
G_IK10_XX_50101
PC
© Siemens AG 2012
verwendet werden
Produkt
PG/OP
S7Kommunikation
Offene
Kommunikation
DP/PA
OPC
PROFIsafe
CPU 315F /317F /
319F
●
●
●
CPUs mit
3)
DP-Schnittstelle
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
CPU 41x -2/3
FM 458-1 DP
(taktsynchron)
●
●
●
CPUs mit
3)
DP-Schnittstelle
●
●
●
SIMATIC
4)
S7-300
S7-400
4)
CPU 414H/417H
3)
CPU 416F
●
3)
ET 200S
IM 151-1
4)
IM 151-1 HF
4)
IM 151-7 CPU
4)
IM 151-7 F-CPU
4)
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
ET 200iSP
IM 152-1
●
●2)
BM 141/142/143/148
●
●
4)
●
●
ET 200eco
IM 153-1
IM 153-2
ET 200pro
4)
●
●
●
IM 154-1 DP
●
●
IM 154-2 DP HF
●
●
1)
2)
3)
nur BM 148
mit 1,5 Mbit/s, über RS485-iS Koppler
als SIPLUS-Komponenten auch für aggressive
4)
●
●
G_IK10_XX_50102
ET 200M
●1)
als SIPLUS-Komponenten auch für
erweiterten Temperaturbereich
-25 ... +60/+70°C und aggressive
59
© Siemens AG 2012
verwendet werden
Produkt
PG/OP
S7Kommunikation
Offene
Kommunikation
DP/PA
OPC
840Di/840Di sl
●
●
●
840D/840D sl
●
●
●
C240, C240 PN
●
●
●
●
P350
●
●
●
●
D410, D425/435/445
●
●
●
●
G120/G120C/G120D
●
PROFIsafe
SINUMERIK
●2)
SIMOTION
SIMOTION
C/P/D
●
●
SINAMICS
SINAMICS
G/S/GM/
GL/SL
3)
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
GM150/SM150/GL150/
SL150 3)
●
●
●
●
Singleturn/Multiturn
●
SOFTNET DP
IPC427C
IPC627C/827C
IPC647C/847C
●1)
SOFTNET DP
Slave
HMI IPC477C/577C/677C
Field PG
●1)
G130/G150
S110/S120/S150
DCM
3)
3)
MC Encoder
Absolutwertgeber
Microbox PC
Box PC
Rack PC
Panel PC
Field PG
1) in Verbindung mit STEP 7
2) ab SW-Stand 2.5
3) HMI-Zugriff über S7-Kommunikation
60
●
●
●
●
●
G_IK10_XX_50103
SIMATIC IPC/PG
© Siemens AG 2012
verwendet werden
Produkt
PG/OP
S7Kommunikation
Offene
Kommunikation
Basic, Comfort,
Mobile Panels1)
●
●
●
WinCC ﬂexible
●
●
WinCC
●
●
DP/PA
OPC
PROFIsafe
SIMATIC HMI
Panels
Visualisierungssoftware
PC/PG
●2)
●
SIMATIC Ident
CodeLesesysteme
VS 130-2
●
● DP
RFIDSysteme
ASM 456/RF160C
●
●
RF170C
●
●
ASM 475
●
●
Schutz-,
Schalt- und
Messgeräte
Messgerät 7KM
PAC3200
●
Messgerät 7KM
PAC4200
●
Offener
Leistungsschalter 3WL
●
Kompaktleistungsschalter 3VL
●
G_IK10_XX_50104
SENTRON
1) als SIPLUS-Komponenten auch für aggressive
2) nur für Comfort Panels
61
© Siemens AG 2012
Vorteile auf einen Blick
Highlights
■
Gesamtlösung vom Bussystem bis hin zu Engineeringund Diagnosewerkzeugen
■
Investitionssicherheit durch kompatible Weiterentwicklung, basierend auf internationalen Standards
■
Aufbau vernetzter, sicherheitsgerichteter Anwendungen durch das Sicherheitsprofil PROFIsafe für
PROFIBUS und PROFINET
■
Durchgängige Kommunikation von der Feldebene
bis zur ERP-Ebene (Enterprise Resource Planning)
■
Echtzeitkommunikation und Datenübertragung auf
einem Ethernet-Bussystem
■
Hohe Mobilität und Flexibilität durch Industrial
Wireless Communication
■
Zuverlässiger Schutz der Automatisierungslösung,
z.B. vor Fehladressierung oder fremdem Zugriff
■
Zuverlässige, robuste und sichere Netzkomponenten
mit integrierten Diagnosefunktionen
Industrial Security
Durch die zunehmende Vernetzung industrieller Anlagen
wird die Produktivität erhöht.
Es entstehen aber gleichzeitig auch IT-Sicherheitsrisiken,
denen es mit entsprechenden Schutzmaßnahmen für
Industrial Security zu begegnen gilt. Hierbei ist eine
ganzheitliche Betrachtung notwendig, die sowohl
technische Maßnahmen berücksichtigt als auch die
Schulung von Mitarbeitern und die Definition von
Richtlinien und Prozessen beinhaltet.
Dies ist notwendig, um höchstmögliche Sicherheit zu
erlangen und einen sicheren Betrieb der Anlage zu
gewährleisten.
Weiter Informationen zu technischen Lösungen, wie
auch unserem Service-Angebot für Industrial Security
finden Sie im Internet unter:
http://www.siemens.de/industrialsecurity
62
© Siemens AG 2012
Faxformular
Diese Schrift hat Ihnen einen Überblick über die Kommunikationsarten und Netze bei Totally Integrated Automation gegeben. Für vertiefende Informationen zu Geräten, Technik und
Funktionalität stehen Broschüren und Kataloge zur Verfügung.
Broschüren
■
■
Prozessleitsystem SIMATIC PCS7
■
PROFINET
■
Industrial Ethernet Switching
■
Industrielle Verkabelungstechnik
■
■
Industrial Security
■
Netzlösungen mit PROFIBUS
■
AS-Interface
■
SIMATIC Controller
■
SIMATIC S7-1200
■
SIMATIC Technology
■
SIMATIC Safety Integrated
■
Logic module LOGO!
■
SIMATIC IPC / PC-based Automation
■
SIMATIC Industrie Software
■
SIMATIC IT
■
SIMATIC Panels
■
SIMATIC WinCC flexible
■
SIMOTION
■
SINAMICS
■
SINUMERIK
■
Drehzahlveränderbare Antriebe
■
SIMATIC Ident
■
IO-Link
■
Telecontrol
■
SIRIUS Modulares Sicherheitssystem 3RK3
■
SIRIUS Motorstarter
■
SIMOCODE pro – SIRIUS Motormanagement- und
Steuergeräte
Bitte nutzen Sie dieses Faxformular, Sie haben die Unterlagen
dann schon in wenigen Tagen auf dem Tisch.
Wir bedanken uns für Ihr Interesse und freuen uns auf Ihr Fax!
Kataloge
■
Interaktiver Katalog CA 01 – auf DVD
Bitte faxen Sie an:
Siemens AG,
Industry Automation, Infoservice / Z068
+49 (0) 9 11 - 9 78 33 21
Absender
Name
Firma
Position
PLZ/Ort
Land
Straße
Telefon
Fax
63
© Siemens AG 2012
Weitere Informationen
Alles zu PROFINET:
www.siemens.de/profinet
Mehr zu SIMATIC NET:
www.siemens.de/automation/simatic-net
Totally Integrated Automation:
www.siemens.de/totally-integrated-automation
SIPLUS extreme – Veredelung für raue Umgebungsbedingungen:
www.siemens.de/siplus
Service & Support:
www.siemens.de/automation/service&support
SIMATIC Ansprechpartner:
www.siemens.de/automation/partner
Informationsmaterial zum Download:
www.siemens.de/simatic/druckschriften
SIMATIC Guide Handbücher:
www.siemens.de/simatic-doku
Industry Mall zum elektronischen Bestellen:
www.siemens.de/industrymall
Siemens AG
Industry Sector
Postfach 48 48
90026 NÜRNBERG
DEUTSCHLAND
www.siemens.com/automation
Änderungen vorbehalten
PDF (6ZB5530-1AE01-0BB5)
MP.R0.R1.BRIK.08.2.01
BR 0412 64 De
Produced in Germany
© Siemens AG 2012
Die Informationen in dieser Broschüre enthalten Beschreibungen
bzw. Leistungsmerkmale, welche im konkreten Anwendungsfall
nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche
sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können.
Die gewünschten Leistungsmerkmale sind nur dann verbindlich,
wenn sie bei Vertragsschluss ausdrücklich vereinbart werden.
Liefermöglichkeiten und technische Änderungen vorbehalten.
Alle Erzeugnisbezeichnungen können Marken oder Erzeugnisnamen der Siemens AG oder anderer, zuliefernder Unternehmen
sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte
der Inhaber verletzen kann.

Broschüre Industrielle Kommunikation April 2012

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