Automatische Konfiguration von Echtzeit-Ethernet by Lars Dürkop

By Lars Dürkop

Das in diesem Buch vorgestellte Konzept schließt eine Lücke im Forschungsstand zum Bereich prozessnaher Echtzeitkommunikation für rekonfigurierbare Produktionssysteme. Aktuelle in der Automatisierungstechnik eingesetzte Echtzeitzeitnetzwerke zeichnen sich durch hohe Konfigurationsaufwände aus, welche bei der Inbetriebnahme und nach jeder Rekonfiguration anfallen. Für die Realisierung „Plug and Produce“-fähiger Anwendungen ist es notwendig, diese Aufwände möglichst zu reduzieren. Hierzu wird in diesem Buch die Entwicklung eines Verfahrens zur automatischen Konfiguration aktueller in der Automatisierungstechnik eingesetzter Echtzeitnetzwerke beschrieben.

Konkret werden die Echtzeit-Netzwerke Profinet, Ethernet/IP, Ethernet Powerlink und Ethercat betrachtet. Für diese Netzwerke wird zuerst untersucht, welche Informationen für eine Inbetriebnahme notwendig sind. Darauf aufbauend wird das Konzept zur automatischen Konfiguration entwickelt. Anhand einer Probandenstudie wird exemplarisch für Profinet gezeigt, inwiefern der Inbetriebnahme-Aufwand durch die automatische Konfiguration reduziert werden kann.

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Den letzten Schritt der Inbetriebnahme bildet der System-Hochlauf, in dem der IOController anhand der in der Konfigurationsdatei vorhandenen Projektierungsdaten die einzelnen IO-Geräte konfiguriert und die ARs aufbaut. Anschließend nehmen alle Geräte ihre Funktion auf, insbesondere der zyklische Prozessdatenaustausch startet zu diesem Zeitpunkt. 5 Profinet IRT Profinet IRT ist eine Weiterentwicklung von Profinet RT in Hinblick auf deterministisches Übertragungsverhalten. Da sich die Grundprinzipien beider Varianten –insbesondere in den Punkten Architektur, Gerätemodell, Adressierung und Kommunikationsbeziehungen– sehr ähneln, werden in diesem Unterabschnitt nur die wesentlichen Unterschiede im Vergleich zu Profinet RT behandelt.

Im Gegensatz zu GSD-Dateien, in denen nur die Kommunikationseigenschaften angegeben sind, enthalten EDDs weitere Informationen wie Bereichsgrenzen, physikalische Einheit und Standardwert eines Parameters sowie grafische Oberflächen zur Visualisierung eines Feldgerätes und seiner Eigenschaften. Neben den Parametern können auch Funktionen innerhalb einer EDD definiert werden, mit deren Hilfe einfache Vorgänge wie z. B. die Kalibrierung eines Gerätes angesteuert werden können. EDDDateien sind nicht als Ersatz für die kommunikationsspezifischen Gerätebeschreibungen gedacht, welche für die Integration der Feldgeräte in die Steuerungsebene und die Kommunikationskonfiguration weiterhin benötigt werden.

16 gezeigten Unterteilung von Netzwerkknoten in Talker, Switches (auch Bridges genannt) und Listener. 2 Kommunikationstechnologien 43 Ein Talker bietet dabei Informationen an, welche wiederum von einem Listener konsumiert werden. TSN geht von einem kontinuierlichen Datenstrom zwischen diesen beiden Arten von Knoten aus. Bevor ein Talker mit der Datenübertragung beginnt, bietet er seinen Datenstrom mittels einer Talker advertise-Nachricht im gesamten Netzwerk an. Diese Bekanntmachung enthält weitere Informationen über den Datenstrom wie z.

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