DIGITAL SCOUT SPS 2023

PROFINET-Zertifizierung

PROFINET-Zertifizierung NEUE TESTUMGEBUNGEN FÜR VIRTUELLE PLCs Mit virtuellen PLCs entstehen neue Automatisierungslösungen. Damit sich Anwender weiterhin darauf verlassen können, dass der Anschluss an PROFINET-Netzwerke reibungslos funktioniert, wurde nun eine Arbeitsgruppe bei PI gegründet. Virtuelle PLCs haben eine ganze Reihe an Vorteilen, wie die skalierbare Rechenleistung und Speicherausbau, Multi-Instanz-Fähigkeit, Hardware-Unabhängigkeit und Verwaltung der PLC-Instanzen in einer IT-Umgebung. Dazu werden ein PLC-Runtime-System und eine entsprechende Umgebung z. B. in einem Rechenzentrum bzw. HCI-System (Hyper-Converged Intrastructure) installiert und gehostet. Damit ist aber nicht mehr von der derzeit bekannten Hardware-/Softwareumgebung auszugehen. Diese wird nun typischerweise erst in der finalen Anlage durch den Kunden definiert, betrieben und gewartet. Die Anbindung der vielfältigen IO-Geräte, Ventilstationen, Antriebe etc. im Feld geschieht weiterhin über die bewährte PROFI- NET-Feldbus-Kommunikation bzw. über Geräte mit PROFINET, PROFIsafe etc.. Um deren Interoperabilität in einem PROFINET-Netzwerk sicherzustellen, hat sich das PI-Zertifizierungssystem mit definierten Prozessen und Tests sowohl für Devices als auch Controller, die größtenteils automatisiert sind, bewährt. Dadurch wird die Qualität gewährleistet, welche die Grundlage für die Erfolgsstory von PROFINET ist und auf die sich die Anwender verlassen können. Allerdings wurden diese Tests bisher an definierter Hardware und Firmware der Geräte durchgeführt. Bei virtuellen PLCs ist diese feste Bündelung nicht mehr gegeben. Außerdem können mehrere Instanzen von virtuellen PLCs auf einer Hardware parallel laufen, ein weiteres Novum für den Test. Um ein Konzept für den PROFINET-Zertifizierungstest virtueller PLCs zu erstellen, wurde daher die neue Arbeitsgruppe „AdHoc/PG Konzept Zertifizierung vPLC“ innerhalb von PI gegründet. Für die Mitarbeit an diesem wichtigen Thema konnten sowohl Technologie-Provider als auch Endanwender und PROFINET- Experten gewonnen werden. In dem Arbeitskreis werden Referenzarchitekturen beleuchtet und basierend darauf die Herausforderungen für das Testsystem ermittelt. Ein weiteres Ziel ist es, große Teile der bereits vorhanden Controller-Tests wieder zu verwenden. Außerdem sollen eventuelle Rückwirkungen auf die PROFINET-Spezifikation frühzeitig erkannt und bewertet werden. Raik Zachmann, Leiter der PI Working Group „PROFINET-Zertifizierung“ Unterwegs: sicher und schnell Zuhause: in der Experts-League Ins Steuerungssystem integriert: PROFIsafe und PROFINET ® . Mehr als 50 Jahre Erfahrung in der Automatisierung verbinden sich mit der Interoperabilität von PROFIsafe und PROFINET ® – zuverlässig und zertifiziert. Wir sind wieder dabei und freuen uns auf Ihren Besuch sps | 14.-16. November 2023 Nürnberg, Deutschland | Stand 7-380 und 6-302 energy.industry.maritime. www.bachmann.info PI-Magazin 2/2023 9

Zwei-Draht-Lösung für die Fertigungsindustrie EINE ZUKUNFTSSICHERE LÖSUNG Bild: iStock.com Der flexible Anschluss von Geräten im Feld war für die Prozessindustrie bis zum vergangenen Jahr häufig aufwändig. Nun steht hierfür mit Ethernet-APL eine zukunftssichere Lösung zur Verfügung. Es bietet sich an, dieses Konzept auch für Anwendungen in der Fertigungsindustrie zu übernehmen. Die Digitalisierung in der Prozessindustrie ging viele Jahre nur mühsam voran. So war es lange Zeit nicht möglich, ergänzende Tools, z. B. zur Optimierung eines Prozesses, in Leitsysteme zu integrieren. Vielmehr musste bei Änderungen erst ein aufwändiger Engineeringprozess in Gang gesetzt oder entsprechende zusätzliche Schnittstellen geschaffen werden. Mit Ethernet-APL ist nun der ungehinderte Zugriff auf sämtliche Prozess- und Gerätedaten bis hinunter zu jedem einzelnen Feldgerät möglich, selbst in explosionsgeschützten Bereichen. Ethernet- APL ist ein Physical Layer für unterschiedliche Protokolle, wie PROFINET. So kann PROFINET für die Prozesssteuerung verwendet werden, während über OPC-UA zusätzlich Diagnose- Daten oder andere Informationen, z. B. für Langfrist-Analysen, bereitgestellt werden. HERAUSFORDERUNGEN RUND UM SPE Die Fertigungsindustrie steht derzeit vor ähnlichen Diskussionen rund um die Anbindung von Geräten auf dem letzten Meter. Single- Pair-Ethernet (SPE) bedeutet weniger Verkabelung als Industrial Ethernet, da Energie und Daten über dasselbe Kabel transportiert werden können. Dies bedeutet eine schnellere Inbetriebnahme von Geräten mit integrierter Spannungsversorgung. Dadurch wären zudem neue Verdrahtungslösungen und kompaktere Sensoren und Aktoren möglich. Von der höheren Flexibilität durch das dünnere Kabel würden z. B. Roboteranwendungen und Kräne profitieren, aber auch intelligente Gebäudenetzwerke oder IoT-Anwendungen. Zudem benötigt man weniger Kupferkabel. Das Netzwerkdesign ist einfacher, es sind längere Leitungen möglich und es ist ein nahtloser Datenzugriff über alle Ebenen möglich. Allerdings umfasst die Single Pair Ethernet- Technologie verschiedene Standards, die unterschiedliche Datenraten und Kabellängen 5-7: Session / Presentation / Application Layer 4: Transport Layer 3: Network Layer 2: Data Link Layer 1: Physical Layer Ethernet / IP, Hart-IP, OPC UA, PROFINET, http, … Fast-Ethernet Gigabit WiFi TCP IP Ethernet … unterstützen und somit für verschiedene Anwendungen geeignet sind. Zudem adressieren Anbieter von Sensoren und Aktoren mit ihren Komponenten in aller Regel mehrere Zielbranchen. Aufgrund der technischen Randbedingungen der anvisierten Zielmärkte und der Implementierungsmöglichkeiten wurden verschiedene Sub-Standards entwickelt, die sich vor allem hinsichtlich Datenrate und möglicher Leitungslänge unterscheiden. Außerdem stehen verschiedene Leistungsklassen für die Stromversorgung zur Verfügung. Die Folge: In Zukunft müsste man unterschiedliche Geräte für die diversen Anwendungen entwickeln, prüfen, zulassen, produzieren und aufs Lager legen. Weder Hersteller noch Anwender begrüßen eine solche Entwicklung. AN EINEM STRANG ZIEHEN Das Ethernet-APL-Projekt hat eindrucksvoll gezeigt, wie Hersteller und Anwender in kurzer Zeit eine standardisierte Technologie zur Marktreife gebracht haben. Es liegt nahe, diese Vorgehensweise auch auf SPE zu übertragen. Derzeit wird daher an einem neuen Standard IEEE802.3dg 100BASE-T1L gearbeitet mit einer maximalen Kabellänge von 500 Meter. Dieser wird alle Anwendungen der Fertigungsindustrie unterstützen. Mit dem Auto-Neogotiation Support für 10BASE-T1L wird die Rückwärtkompatibilität sichergestellt. SPE 10Base-T1L APL 10Base-T1L Higher layers operate independent of the physical layer APL or SPE is one of many physical layers Physikalische Schicht für die 2-Draht-Ethernet-Kommunikation auf Basis von 10Base-T1L mit oder ohne Stromversorgung. Grafik: PI 10 PI-Magazin 2/2023