De PROFIBUS, PROFINET

1
De PROFIBUS, PROFINET IO-Link dag 2011

• Share our Vision for Automation

2
Determinisme in Mixed Networks
Geert Leen Projectingenieur PICC ACRO
Peter Van PassenProduct Manager
ICPN/AutomationITHARTING nv
People Power Partnership
3
ISO / OSI
4
PROFINET Netwerkinfrastructuur

• Standaard ethernet infrastructuur met
• RJ 45 Connectoren
• Kabeltype Cat 5e , folie shielding!
• Maximale kabellengte 100m

5
Full duplex

• 100 Mbit/s
• 4 wires, twisted pair, shielding en folie
• Full duplex zenden en ontvangen tegelijkertijd

6
Topologiën Lijn

• Geïntegreerde switches
• Lagere beschikbaarheid falen van 1 toestel!
• Belasting halveert door keuze plaats vd PLC in
  de lijn

7
Topologiën Ster

• Centrale switch
• Hoge beschikbaarheid (switch met redundante
  voeding)
• Belasting lijn naar controller is meest belaste
  punt

8
Topologiën Boom

• Meerdere switches ? Gestructureerd netwerk
• Hoge beschikbaarheid (switch met redundante
  voeding)
• Belasting lijn naar controller is meest belaste
  punt

9
Topologiën Ring

• Hoge beschikbaarheid Redundantie ? Media
  Redundancy Protocol
• Switches ? 1 Redundancy manager ... redundancy
  client(s)
• Belasting halveert door keuze plaats vd PLC in
  de lijn

10
Mixed netwerken ?!?
Office IT
Automation IT
Industrial Automation
Eén Netwerk voor alle applicaties Bureautica
Productie Fabriek en Machine
11
Huidige topologie industriële automatisering
12
Beperkingen mixed automation netwerken

• Line topology met PROFINET RT standaard Switchen

Requirements - Determinisme - cycle time
1ms
X
X
X
X
cascade of more than 10 Switches in line
13
Performantie Standaard Ethernet (IEEE 802.3)
(voorbeeld met 16 Switches)
delay µ sec
Standard switching
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Drive
Switches
PLC
I/O
14
Ethernet IEEE 802.1p 802.1q
Ontoereikend!
Preamble
SFD
Destination
Source
VLAN
Type
7 Byte
1
6 Byte
8892
6 Byte
8100
xx
Ethernet Header
Priority Type
7 Network critical
6 Voice
6 Automation
5 Video
4 Business critical
0-3 Datatransfer
0-3 Web
0-3 TCP acknowledge
Example of priorization of automation protocols
15
Traffic-jam ondanks Priorization (IEEE 802.1q)
(voorbeeld met 3 Switchen)
16
Traffic-jam ondanks Priorization (IEEE 802.1q)
(voorbeeld met 5 Switchen)
Store forward
Switch 1
Switch 2
Switch 3
Switch 4
Switch 5
µsec
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
17
Switching Technologie Operating Modes
Store forward
Huidige Switch Technologie Store and Forward
18
Switching Technologie Operating Modes
cut through
Oudere Switch Technologie Cut through / Modified
Cut through
19
Acceleratie met Cut-through
(zonder network load)
Store forward
cut through
Switch 1
Switch 2
Switch 3
Switch 4
Switch 5
µsec
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
20
Identificatie van automatiseringsprofielen?
Profinet
0,0
0,64
1,6
1,79
1,92
2,24
Ether- type 2
VLAN Tag
21
Acceleratie van geidentificeerde frames
cut through EN network load
Store forward
cut through
Switch 1
Switch 2
Switch 3
Switch 4
Switch 5
µsec
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
22
Hoe determinisme bekomen?
23
De oplossing FAST TRACK Switching
Fast Track Switch
24
Mixed Automation Netwerk Limitations
Store forward
Fast Track Switching
Switch 1
Switch 2
Switch 3
Switch 4
Switch 5
µsec
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
25
FAST TRACK Switching
Determinisme Hoge Performantie
Delay µ sec
Store Forward Switching
Field bus (bus-cycle)
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Switches
26
Mixed Automation Netwerk
26

• Line topology met PROFINET RT, Fast Track
  Switchen

Requirements - Determinisme - cycle time
1ms
?
?
?
cascade of more than 10 Switches in line
?
27
FAST TRACK Switching WORKSHOP
27
28
FAST TRACK Switching WORKSHOP
28
See HARTING Tabletop
29
29
Bedankt voor de aandacht !
30
(No Transcript)