PROFINET
Wichtige Punkte im Überblick
- PROFINET ist ein industrielles Ethernet-Protokoll. Das weltweit bekannte PROFINET IO Protokoll wurde 2003 von PROFIBUS & PROFINET International eingeführt und als internationaler Standard in die IEC- Normreihe aufgenommen.
- PROFINET nutzt Standard-Ethernet (IEEE 802.3) als Grundlage und ermöglicht flexible Netzwerkstrukturen.
- Steuerungsdaten und IT-Daten laufen über dasselbe Netzwerk.
- Die Kommunikation kann in die Kommunikationsklassen "NT" (Non Real-Time), "RT" (Real-Time) und "IRT" (Isochronous Real-Time) unterteilt werden.
Übersicht
PROFINET ist ein Industrial Ethernet Standard für die Automatisierungstechnik. Es ermöglicht den Datenaustausch zwischen Steuerungen (z. B. SPS) und Feldgeräten (Sensoren, Aktoren) über ein Ethernet-basiertes Netzwerk.
Verdrahtungsmethode und Kommunikationsprotokoll
Verdrahtungsmethode
PROFINET nutzt Ethernet-Technologie für die Verbindung von Steuerungen, Sensoren und Aktoren. Die Verkabelung erfolgt in der Regel mit geschirmten Twisted-Pair-Kabeln der Kategorien Cat5e oder Cat6, um Störungen in industriellen Umgebungen zu vermeiden. Für die Anschlüsse werden RJ45-Stecker in weniger rauen Umgebungen und M12-Steckverbinder in robusten, vibrations- oder staubbelasteten Bereichen verwendet.
Die Geräte werden Punkt-zu-Punkt miteinander verbunden, wobei die maximale Kabellänge pro Segment 100 Meter beträgt. Für größere Entfernungen oder EMV-kritische Bereiche kann Glasfaser eingesetzt werden.
Bei der Netzwerktopologie sind Linie, Stern und Ring üblich. Ein Ring wird oft mit dem Media Redundancy Protocol (MRP) genutzt, um die Ausfallsicherheit zu erhöhen. Zusätzlich können Geräte über LLDP (Link Layer Discovery Protocol) automatisch ihre Position im Netzwerk melden, was die Diagnose erleichtert.
Optional ist auch Power over Ethernet (PoE) möglich, um Geräte direkt über das Datenkabel mit Strom zu versorgen.
Kommunikationsprotokoll
Die Besonderheit von PROFINET liegt in seiner Echtzeitfähigkeit. Es gibt drei Klassen:
- NT (Non Real-Time): Normale TCP/IP-Kommunikation für Engineering und Diagnose.
- RT (Real-Time): Für schnelle Steuerungsdaten mit Zykluszeiten im Millisekundenbereich.
- IRT (Isochronous Real-Time): Für hochpräzise Anwendungen wie Motion Control mit extrem kurzen Zykluszeiten und minimalem Jitter.
PROFINET unterstützt verschiedene Kommunikationsarten:
- Zyklisch: Regelmäßiger Austausch von Prozessdaten
- Azyklisch: Für Diagnose und Parametrierung
- Alarm: Ereignisgesteuerte Meldungen
- TCP/IP: Für IT-Daten parallel zur Automatisierung
