Synthese und Analyse von Profibus mit modernen Software-Tools (Stand 1-510) Mehr Freude am Bus - wirautomatisierer

Synthese und Analyse von Profibus mit modernen Software-Tools (Stand 1-510)

Mehr Freude am Bus

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Die Vorteile der Feldbustechnik für die Produktionsautomatisierung sind heute nicht mehr wegzudenken. Insbesondere gilt dies für Profibus, der sich mit den Varianten DP und PA durchgängig sowohl bei diskreten als auch bei kontinuierlichen Prozessen nutzen lässt. Aber gerade bei Konfiguration, Inbetriebnahme und Wartung finden sich nach wie vor deutliche Einsparpotenziale, die mit den geeigneten Software-Tools erschlossen werden können und damit noch „mehr Freude am Bus“ bieten.

Dipl.-Ing. Jürgen Lange, Marketing Manager OPC der Softing AG, Bereich Industrial Auto- mation in Haar

Der unvermindert anhaltende Zwang zu weiteren Kostensenkungen und die immer noch steigenden Erwartungen an die Qualität der Prozesse und Produkte sowie die Forderung von möglichst flexiblen Produktionsmöglichkeiten stellen sehr hohe Ansprüche an Software-Werkzeuge von heute. Diesem Ansprüchen stellt sich die Softing AG bei der Entwicklung einer neuen Genera-tion von Software-Komponenten für Inbetriebnahme, Wartung und Betrieb von komplexen Profibus-Anlagen. Hierzu zählen „Profibus Konfigurator“, „Profibus OPC Server“ und „Profibus Kommunikations Device Type Manager (CommDTM)“.
Profibus-Geräte automatisch erkennen und zuordnen
Gerade in größeren Anlagen mit vielen unterschiedlichen Gerätetypen verschiedener Hersteller stellt die Inbetriebnahme eine erhebliche Herausforderung dar. Die Geräteeigenschaften werden zwar einheitlich in den Gerätestammda-ten(GSD)-Dateien definiert, die Bestimmung der Geräteadresse und eine ma-nuelle Zuordnung der GSD-Inhalte zu den Geräten nimmt jedoch viel Zeit in Anspruch. Unterstützend wirkt hier der Konfigurator von Softing, der als „Profibus Explorer“ auf Knopfdruck das gesamte Profibus-Netzwerk scannt und alle angeschlossenen Geräte mit der zugehörigen Geräteidentifikation erfasst.
Die Installation des Konfigurators enthält einen GSD-Pool mit ca. 100 Dateien am Markt verbreiteter Geräte. Automatisch werden die entsprechenden GSD-Dateien den beim Scannen erfassten Geräten zugeordnet und die Beschreibungen in die Datenbasis des Konfigurators übernommen. Gerätedaten stehen somit ohne manuellen Konfigurationsschritt zur Verfügung und werden übersichtlich in einer Baumstruktur dargestellt. Einziger Konfigurationsschritt ist das Anlegen projektspezifischer Variab-len, die als OPC-Items bei Verwendung des OPC-Server deklariert werden können. Sämtliche Konfigurationsdaten werden in einer XML-Datei gespeichert und können so von anderen Anwendungen bequem importiert werden.
Als ein weiteres Plus bietet der Konfigurator Diagnosefähigkeiten: Über alle Softing-Interface-Karten können online Werte aus den Geräten ausgelesen werden. Kommunikationsfehler zeigt der Konfigurator in Klartext an. Dies ermöglicht in einer frühen Inbetriebnahmephase das Eliminieren von Kommunikations- oder Parametrierfehlern.
Bedienen und Beobachten im Ex-Bereich
Profibus-Konfigurator und OPC-Server unterstützen sowohl den zyklischen Datenverkehr gemäß DP-V0 als auch die asynchrone Kommunikation entsprechend der DP-V1-Erweiterung. Für den Einsatz in explosionsgeschützten Bereichen erfolgt die Kommunikation über Ex-Barrieren wie Segmentkoppler oder PA-Link. Die Gerätedaten im Ex-Bereich werden über eine Slot/Index-Adressierung erreicht sowie Datentypen gemäß dem PA-Profil unterstützt. Über die standardisierte OPC-Schnittstelle ermöglicht der Profibus-OPC-Server beliebigen Anwendungen zur Visualisierung, Datenerfassung oder Steuerung den bequemen Zugriff auf DP-, DP-V1- oder PA-Geräte. Dabei kann man den OPC-Namensraum, also sämtliche Daten auf die der OPC-Server lesend und schreibend zugreifen soll, auf drei verschiedene Arten festlegen:
m Projektierung des OPC-Namensraums mit dem Konfigurator und Import in den OPC-Server aus der Konfigurations-XML-Datei;
m Projektierung des OPC-Namensraum mit einem übergeordneten Werkzeug, das die Konfiguration in XML-Format exportiert und Import in den OPC-Server;
m Projektierung des OPC-Namensraum zur Laufzeit über die OPC-Itembezeichnungen, die in einer festgelegten Semantik Angaben über Geräteadresse, Bereich im Gerät und Beschaffenheit der Datenpunkte vom OPC-Client an den OPC-Server übergeben. Hierbei spricht man vom dynamischen Namensraum, wie er auch vom Profidrive-Arbeitskreis der PNO im Profibus-Profil der Antriebs-technik (Profidrive) definiert wird.
Antriebe konfigurieren und visualisieren
Das Profidrive-Profil V3.0 definiert einen so genannten Parameterkanal. Dieser definiert, wie unter einer festgelegten Slot/Index-Adresse große Datenströme über Profibus übertragen werden können. Beim Einsatz intelligenter Antriebe wird diese Profilerweiterung für Up- und Download der zum Teil riesigen Parametersätze verwendet. Die Parametersätze für die Konfiguration sind ebenso wie Kommandos für Start und Stopp, Anlaufverhalten etc. abhängig vom Typ und Hersteller eines Antriebs.
Die antriebs- und herstellerabhängigen Informationen werden in einer eigenen OPC-Komponente, dem Profilserver gehalten, der wie bei einem Sandwich den Profibus-OPC-Server (eine Hälfte) mit der OPC-Client-Anwendung (andere Hälfte) verbindet. Somit sind sowohl Profibus-OPC-Server als auch die OPC-Client-Anwendung frei von jeglichen Antriebs- und Herstellerinformationen. Diese konsequente Form der Informationskapselung bringt dem Anwender eine geldwerte Vereinfachung bei der Inbetriebnahme und Bedienung von Antrieben.
Fernzugriff über Ethernet
Einfache Konfigurierbarkeit, Unterstützung des Profidrive-Profils, dynamischer Namensraum und andere Vorzüge des Profibus-OPC-Server stehen nicht nur lokal auf einem PC mit direktem Anschluss an Profibus zur Verfügung. Unter Einsatz von Fieldgate Profibus können Konfigurator und OPC-Server von einem entfernten PC über Ethernet auf die Profibus-DP- oder -PA-Geräte zugreifen. Dies erlaubt neue Systemstrukturen und Konzepte für Fernwartung und Fernbedienung.
Zusätzliche Kosteneinsparung bringt die Fähigkeit, eine Vielzahl von Profibus-Segmenten parallel von einem OPC-Server aus ansteuern zu können. Dabei lassen sich einerseits mehrere Profibus-Kanäle an ein Fieldgate Profibus anschlie-ßen und andererseits mehrere, mehr-kanalige Fieldgate-Profibus-Geräte gleich-zeitig über ihre verschiedenen IP-Adressen ansprechen.
Geräteparametrierung per FDT
Der neue Profibus-Kommunikations-Device-Type-Manager (CommDTM) mit der Bezeichnung „Profidtm“ bietet die Möglichkeit der sehr einfachen Parametrierung auch von sehr komplexen Feldgeräten gemäß der aktuellen FDT-Spezifikation. Mit ihm lassen sich Profibus-Netzwerke sowohl über PC-Interface-Karten als auch über Fieldgate zeitsparend in Betrieb nehmen. Profidtm kann auch parallel zum OPC-Server eingesetzt werden, z.B. über die beiden Kanäle der zweikanaligen Profibus-PCI-Karte oder zwei Kanäle in einem Field-gate Profibus. Diese Konstellation ermöglicht die Parametrierung einzelner Geräte von einer FDT-Rahmenapplikation aus (ein Kanal) sowie die zeitgleiche Aufzeichnung und Visualisierung von Prozessdaten in Betrieb genommener Geräte (anderer Kanal).
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