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Helmholz: PROFINET-Feldbus-Gateways Einfache Integration – ohne zusätzliche Softwaretools

PN/ModbusTCP GatewayMit dem Siegeszug von Industrial-Ethernet-Systemen steigt in automatisierten Fertigungsumgebungen auch der Bedarf, PROFINET-Netzwerke mit traditionellen Feldbussen oder mit anderen PROFINET-Netzwerken zu verknüpfen. Hier sind flexible und praktikable Lösungen gefragt. Helmholz (ÖV: Buxbaum Automation) prägt diesen Markttrend mit einem neuen strategischen Gateway-Portfolio, das kontinuierlich ausgebaut wird.

PN/CAN Gateway

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Nicht zuletzt wegen der Industrie-4.0- spezifischen Anforderungen an Performance, Integrationsfähigkeit und Echtzeitfähigkeit setzen sich Industrial-Ethernet-Systeme in der Fabrikautomation immer mehr durch. 2018 haben sie die traditionellen Feldbusse bei der Zahl der neu installierten Netzwerkknoten erstmals überholt. Dieser Trend wird sich noch weiter fortsetzen.

Gleichzeitig spielen die Feldbusse eine weiterhin wichtige Rolle in Bereichen, in denen Einfachheit, überschaubare Kosten und Zuverlässigkeit zählen. Und nicht zuletzt arbeiten in vielen bestehenden Anlagen und Steuerungen ältere Feldbuskomponenten, die weitergenutzt werden sollen oder müssen. Deren Kommunikationsplatinen würden sich nur mit hohem Aufwand oder gar nicht austauschen lassen, weil sie Teil der Steuerungsplatine sind. Vor diesem Hintergrund zeigt sich ein steigender Bedarf, Industrial-Ethernet-basierte Automatisierungsnetzwerke und Feldbus-Netzwerke zu verbinden. Die technische Antwort auf diese Aufgabenstellung sind Gateways, auch Koppler genannt. Sie konvertieren Daten so, dass diese technisch einwandfrei von einem industriellen Netz in ein anderes übertragen werden können.


Der Automatisierungstechnikspezialist Helmholz reagiert auf den aktuellen Markttrend mit seinem neuen strategischen Portfolio an Gateways, das sukzessive ausgebaut wird. Das Lösungsangebot umfasst dabei auch Applikationsunterstützung und weitere Dienstleistungen wie z.B. Bausteine um den intelligenten und effizienten Einsatz der Geräte möglichst einfach zu gestalten.

Umfassendes Gateways-Portfolio

Im Zentrum der Gateways-Palette steht PROFINET, der bisher marktbestimmende Industrial-Ethernet-Standard. Aktuell sind vier Gateway-Typen verfügbar: der DP/PN Coupler zur Anbindung von PROFIBUS-Netzwerken an PROFINET-Netzwerke, der PN/ModbusTCP Coupler für PROFINET an ModbusTCP Verknüpfungen, das PN/CAN-Gateway zur Anbindung von CAN-Geräten an PROFINET sowie der PN/PN Coupler zur Verbindung von zwei eigenständigen PROFINET-Netzwerken.

Allen Gateways ist gemeinsam, dass sie ohne zusätzliche komplizierte Softwaretools funktionieren. Für Parametrierung, Konfiguration und Betrieb reicht das PROFINET-Tool, das der Anwender ohnehin schon nutzt. Mit einer GSD- bzw. GSDML-Datei in den Hardware Konfigurator eingebunden, können die Gateways dort vollständig konfiguriert werden. Weitere Software-Tools zur Parametrierung oder auch Hantierungsbausteine zur Programmierung sind nicht notwendig. Der Einsatz der Gateways ist entsprechend unkompliziert – ein für viele Kunden wichtiges Argument. Alternativ bietet auch das Webinterface der Gateways einen Überblick über den Status und die Konfiguration des Gerätes sowie die Möglichkeit, ein Firmwareupdate durchzuführen.

Als weitere Gemeinsamkeit zeichnen sich die Gateways durch eine klein dimensionierte Bauform aus. Das PROFINET-PROFINET-Modell zum Beispiel ist nur rund ein Viertel so groß wie vergleichbare Geräte anderer Hersteller.

Tradition trifft Innovation

DP/PN KopplerDer DP/PN Coupler erlaubt die einfache und unkomplizierte Datenübertragung zwischen dem PROFIBUS- und dem PROFINET-Netzwerk, genauer: zwischen dem PROFIBUS-Master und dem PROFINET-Controller. Er ist sowohl auf PROFIBUS- als auch PRO- FINET-Seite als Slave bzw. Device ausgelegt. Empfangene Eingangsdaten auf einer der Netzwerkseiten werden als Ausgangsdaten auf der anderen Netzwerkseite zur Verfügung gestellt. Der EA-Datenaustausch findet live und so schnell wie möglich ohne weitere Hantierungsbausteine statt. Die maximale Größe der übertragenen Daten beträgt 244 Byte Eingangsdaten und 244 Byte Ausgangsdaten (maximale Datengröße auf PROFIBUS-DP). Es stehen bis zu 16 Slots für EA-Module von 1 Byte bis zu 64 Worten zur Verfügung.

Das bisher jüngste Mitglied der Gateways-Familie ist der PN/ ModbusTCP-Coupler zur Anbindung von ModbusTCP Komponenten oder Maschinen an PROFINET Maschinen.

 

CAN Bus an PROFINET

Die Anbindung von CAN-Geräten an PROFINET übernimmt das PN/CAN- Gateway. Insgesamt fünf Typen sind für die verschiedenen CAN-Protokolle verfügbar. Am PROFINET-Netzwerk ist das PN/CAN-Gateway ein PROFINET I/O-Device und unterstützt Übertragungsraten bis 100 Mbit Vollduplex, am CAN-Bus wird bis zu 1 Mbit/s unterstützt. Die E/A-Daten der CAN-Teilnehmer werden transparent und frei konfigurierbar in das PROFINET-Netzwerk eingeblendet und können so in der SPS direkt verarbeitet werden. Die Features MRP (Medienredundanz) sowie umfangreiche Diagnosefunktionen und eine Schnittstelle zur Online-Diagnose runden die Leistungsmerkmale des PN/CAN-Gateways ab. Das PN/CAN-Gateway CANopen stellt einen vollwertigen CANopen Master dar. Als Master unterstützt das Gateway Netzmanagement, SYNC-Telegramme, Nodeguarding/Heartbeat zur Überwachung der Teilnehmer und LSS-Dienste. Pro CANopen Slave sind bis zu 16 PDOs konfigurierbar. Ebenso ist die Parametrierung der CANopen- Teilnehmer über SDO-Telegramme und die Verwaltung von Emergency-Nachrichten möglich.

PROFINET an PROFINET

PN/PN KopplerImmer mehr PROFIBUS-Netzwerke werden zu PROFINET migriert. Damit steigt auch der Bedarf, getrennte PROFINET-Netzwerke miteinander zu verbinden. Diese Aufgabe übernimmt der PN/PN Coupler, indem er die Datenübertragung zwischen zwei PROFINET-Controllern erlaubt. Er operiert dabei auf beiden Seiten des PROFINET-Netzwerks als ein PROFINET IO-Device. Empfangene Eingangsdaten auf einer der Netzwerkseiten werden als Ausgangsdaten auf der anderen Netzwerkseite zur Verfügung gestellt. Der EA-Datenaustausch findet live und so schnell wie möglich ohne weitere Hantierungsbauseine statt. Die maximale Größe der übertragenen Daten beträgt 1044 Bytes Eingangsdaten und 1044 Bytes Ausgangsdaten. Es stehen bis zu 16 Slots für EA-Module von 1 Byte bis zu 128 Bytes zur Verfügung. Auf beiden PROFINET-Seiten des PN/PN Couplers können getrennt Parameter eingestellt werden.



Fazit

Auch wenn Industrial-Ethernet-Netze den Feldbussen inzwischen bei den Neuinstallationen den Rang abgelaufen haben, werden die traditionellen Standards auch in Zukunft nicht aus der Fabrikautomation wegzudenken sein. Gateways sorgen für den erforderlichen Datenaustausch zwischen den beiden Welten. Die Gateways von Helmholz überzeugen dabei durch eine besonders schnelle und einfache Parametrierbarkeit ohne zusätzliche Software-Tools und durch ein umfassendes Serviceangebot.

Copyright 2019 Buxbaum Automation GmbH