Descrizione del sistema - Service, Support

Descrizione del sistema - Service, Support
 Descrizione del sistema
___________________
Prefazione
Guida alla consultazione
della documentazione di
PROFINET
1
___________
SIMATIC
PROFINET
Descrizione del sistema
Manuale di sistema
2
___________________
Presentazione di PROFINET
Configurazione di
3
___________________
PROFINET CBA
4
___________________
Funzioni di PROFINET
Engineering per
5
___________________
PROFINET IO
Engineering
6
___________________
PROFINET CBA
PROFINET, esempi di
7
___________________
configurazione
A
___________________
Appendice
03/2012
A5E00298291-06
Avvertenze di legge
Avvertenze di legge
Concetto di segnaletica di avvertimento
Questo manuale contiene delle norme di sicurezza che devono essere rispettate per salvaguardare l'incolumità
personale e per evitare danni materiali. Le indicazioni da rispettare per garantire la sicurezza personale sono
evidenziate da un simbolo a forma di triangolo mentre quelle per evitare danni materiali non sono precedute dal
triangolo. Gli avvisi di pericolo sono rappresentati come segue e segnalano in ordine descrescente i diversi livelli
di rischio.
PERICOLO
questo simbolo indica che la mancata osservanza delle opportune misure di sicurezza provoca la morte o gravi
lesioni fisiche.
AVVERTENZA
il simbolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare la morte o gravi
lesioni fisiche.
CAUTELA
con il triangolo di pericolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare
lesioni fisiche non gravi.
CAUTELA
senza triangolo di pericolo indica che la mancata osservanza delle relative misure di sicurezza può causare
danni materiali.
ATTENZIONE
indica che, se non vengono rispettate le relative misure di sicurezza, possono subentrare condizioni o
conseguenze indesiderate.
Nel caso in cui ci siano più livelli di rischio l'avviso di pericolo segnala sempre quello più elevato. Se in un avviso
di pericolo si richiama l'attenzione con il triangolo sul rischio di lesioni alle persone, può anche essere
contemporaneamente segnalato il rischio di possibili danni materiali.
Personale qualificato
Il prodotto/sistema oggetto di questa documentazione può essere adoperato solo da personale qualificato per il
rispettivo compito assegnato nel rispetto della documentazione relativa al compito, specialmente delle avvertenze
di sicurezza e delle precauzioni in essa contenute. Il personale qualificato, in virtù della sua formazione ed
esperienza, è in grado di riconoscere i rischi legati all'impiego di questi prodotti/sistemi e di evitare possibili
pericoli.
Uso conforme alle prescrizioni di prodotti Siemens
Si prega di tener presente quanto segue:
AVVERTENZA
I prodotti Siemens devono essere utilizzati solo per i casi d’impiego previsti nel catalogo e nella rispettiva
documentazione tecnica. Qualora vengano impiegati prodotti o componenti di terzi, questi devono essere
consigliati oppure approvati da Siemens. Il funzionamento corretto e sicuro dei prodotti presuppone un trasporto,
un magazzinaggio, un’installazione, un montaggio, una messa in servizio, un utilizzo e una manutenzione
appropriati e a regola d’arte. Devono essere rispettate le condizioni ambientali consentite. Devono essere
osservate le avvertenze contenute nella rispettiva documentazione.
Marchio di prodotto
Tutti i nomi di prodotto contrassegnati con ® sono marchi registrati della Siemens AG. Gli altri nomi di prodotto
citati in questo manuale possono essere dei marchi il cui utilizzo da parte di terzi per i propri scopi può violare i
diritti dei proprietari.
Esclusione di responsabilità
Abbiamo controllato che il contenuto di questa documentazione corrisponda all'hardware e al software descritti.
Non potendo comunque escludere eventuali differenze, non possiamo garantire una concordanza perfetta. Il
contenuto di questa documentazione viene tuttavia verificato periodicamente e le eventuali correzioni o modifiche
vengono inserite nelle successive edizioni.
Siemens AG
Industry Sector
Postfach 48 48
90026 NÜRNBERG
GERMANIA
A5E00298291-06
Ⓟ 04/2012 Con riserva di eventuali modifiche tecniche
Copyright © Siemens AG 2012.
Tutti i diritti riservati
Prefazione
Scopo del manuale
La presente descrizione del sistema fornisce una panoramica del sistema di comunicazione
PROFINET.
Questo manuale costituisce un valido supporto per l'installazione, la messa in servizio e il
funzionamento di un sistema PROFINET.
Esso illustra inoltre, con l'ausilio di esempi, la programmazione della diagnostica degli
IO Device
Il manuale si rivolge ai programmatori di programmi utente e a tutto il personale che si
occupa della progettazione, della messa in servizio e del service di sistemi di automazione.
Nozioni fondamentali necessarie
La comprensione del manuale presuppone le seguenti conoscenze:
● Conoscenze generali nel campo della tecnica di automazione.
● Conoscenze sull'utilizzo di computer e altri strumenti di lavoro simili ai PC
(p. es. dispositivi di programmazione) in ambiente Windows.
● Conoscenze sull'utilizzo di STEP 7, disponibili nel manuale Programmazione con STEP 7
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/18652056).
● Buone conoscenze dei processi di comunicazione PROFINET IO e PROFIBUS DP.
● Buone conoscenze della periferia decentrata SIMATIC.
Campo di validità
La presente documentazione costituisce la base di tutti i prodotti in ambiente PROFINET. Il
materiale informativo dei singoli prodotti PROFINET si basa sulla presente documentazione.
Classificazione del manuale nel contesto informativo
Oltre al presente manuale è necessario, a seconda del caso applicativo,
consultare anche i seguenti manuali:
● manuale PROFINET IO Getting Started: Collection
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19290251)
● manuale Programmazione con STEP 7
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/18652056)
● manuale Migrazione da PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930)
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
3
Prefazione
Guida alla consultazione del manuale
Il presente manuale è suddiviso nei seguenti argomenti:
● Presentazione di PROFINET
● Struttura e componenti di rete di PROFINET
● Procedura di trasmissione con PROFINET IO
● Engineering e diagnostica con PROFINET IO
● Engineering e diagnostica con PROFINET CBA
Il glossario contiene le spiegazioni di termini importanti. L'indice analitico consente la
localizzazione rapida di parti di testo relative a un termine.
Smaltimento e riciclaggio
Gli apparecchi descritti in questa documentazione sono riciclabili data la loro esecuzione
poco inquinante. Per il riciclaggio e lo smaltimento ecocompatibili delle apparecchiature
usate, rivolgersi a un'azienda certificata nel settore dei materiali elettronici.
Modifiche rispetto alla versione precedente
Nella tabella seguente sono riportate le innovazioni tecniche principali di PROFINET
incluse nella presente versione della descrizione del sistema.
Nuove funzioni
Descrizione
Ridondanza del supporto con MRPD
Garanzia della disponibilità della rete e
dell'impianto in caso di guasto di un percorso di
trasmissione in combinazione con IRT
Ridondanza del sistema
I PROFINET IO Device possono essere collegati
a CPU ad elevata disponibilità con ridondanza del
sistema.
Ulteriore supporto
In caso di domande sull'utilizzo dei prodotti descritti nel presente manuale che non fossero
trattate esplicitamente in questa sede, si prega di rivolgersi al proprio partner di riferimento
Siemens presso le filiali e le rappresentanze competenti.
● I partner di riferimento si trovano in Internet
(http://www.siemens.com/automation/partner).
● La Guida alla consultazione della documentazione tecnica per i singoli prodotti e sistemi
SIMATIC si trova in Internet (http://www.siemens.com/simatic-doku).
● Il catalogo e il sistema per le ordinazioni online si trovano in Internet
(http://mall.automation.siemens.com).
Descrizione del sistema
4
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Prefazione
Centro di formazione
Per facilitare l'approccio al sistema di automazione SIMATIC S7 Siemens organizza corsi
specifici. Rivolgersi a questo proposito al centro di addestramento locale più vicino o al
centro di addestramento centrale di Norimberga 90327.
Ulteriori informazioni sono disponibili in Internet (http://www.sitrain.com).
Technical Support
È possibile contattare il Technical Support per tutti i prodotti Industry Automation
utilizzando il modulo "Support Request" scaricabile dal sito.
(http://www.siemens.com/automation/support-request)
Maggiori informazioni sul Technical Support sono disponibili in Internet
(http://www.siemens.com/automation/service&support).
Service & Support in Internet
Accanto alla documentazione, Siemens mette a disposizione della clientela diversi servizi
online in Internet (http://www.siemens.com/automation/service&support).
Qui si trovano le informazioni seguenti:
● la Newsletter, costantemente aggiornata con tutte le informazioni sui prodotti
● i documenti appropriati relativi alla ricerca in Service & Support;
● un Forum, luogo di scambio di informazioni tra utenti e personale specializzato di tutto
il mondo
● la banca dati dei partner di riferimento locali di Industry Automation
● Informazioni su assistenza tecnica locale, riparazioni, pezzi di ricambio e maggiori
dettagli sono disponibili alla voce "Riparazioni, pezzi di ricambio e consulenza".
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
5
Prefazione
Descrizione del sistema
6
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Indice del contenuto
Prefazione ................................................................................................................................................. 3
1
Guida alla consultazione della documentazione di PROFINET ............................................................... 11
2
Presentazione di PROFINET ................................................................................................................... 15
3
4
2.1
Introduzione .................................................................................................................................16
2.2
Terminologia di PROFINET e PROFIBUS...................................................................................18
2.3
2.3.1
2.3.2
Configurazione di un dispositivo PROFINET...............................................................................20
Interfaccia PROFINET con switch integrato ................................................................................20
Moduli di un dispositivo PROFINET ............................................................................................25
2.4
Integrazione di bus di campo in PROFINET................................................................................26
2.5
PROFINET IO e PROFINET CBA ...............................................................................................28
2.6
Stazioni PC SIMATIC...................................................................................................................33
Configurazione di PROFINET CBA ......................................................................................................... 37
3.1
Introduzione .................................................................................................................................37
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.2.1
3.2.2.2
Reti fisse ......................................................................................................................................38
Funzioni tecnologiche ..................................................................................................................38
Elementi della rete .......................................................................................................................38
Tecnica di cablaggio ....................................................................................................................38
Componenti di rete attivi ..............................................................................................................40
3.3
3.3.1
3.3.2
Reti senza fili................................................................................................................................43
Nozioni di base ............................................................................................................................43
Industrial Wireless LAN................................................................................................................46
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
Sicurezza dei dati nell'automazione.............................................................................................49
Nozioni di base ............................................................................................................................49
Componenti di rete e software .....................................................................................................51
Direttive sulla sicurezza delle informazioni nell'automazione industriale ....................................51
Esempio applicativo .....................................................................................................................52
3.5
Topologia .....................................................................................................................................53
3.6
Esempio di topologia....................................................................................................................55
Funzioni di PROFINET ............................................................................................................................ 57
4.1
Terminologia generale della comunicazione ...............................................................................58
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
Comunicazione in tempo reale ....................................................................................................64
Introduzione .................................................................................................................................64
Livelli di performance della comunicazione in tempo reale .........................................................65
Real time ......................................................................................................................................65
Real-time isocrono .......................................................................................................................67
RT e IRT a confronto ...................................................................................................................72
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
7
Indice del contenuto
4.3
4.3.1
Ampliamenti futuri ....................................................................................................................... 73
Ampliamenti futuri ....................................................................................................................... 73
4.4
4.4.1
4.4.2
Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG.............................................. 74
Cos'è la sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG? .............................. 74
Engineering ................................................................................................................................. 75
4.5
4.5.1
4.5.2
4.5.3
Avvio prioritario ........................................................................................................................... 76
Che cos'è l'avvio prioritario? ....................................................................................................... 76
Engineering ................................................................................................................................. 78
Impostazioni per tempi di avvio minimi ....................................................................................... 79
4.6
Docking station: sostituzione di IO Device (periferia decentrata) durante il funzionamento ...... 82
4.7
4.7.1
4.7.2
4.7.2.1
4.7.2.2
4.7.3
Shared Device............................................................................................................................. 89
Funzionalità Shared Device ........................................................................................................ 89
Engineering ................................................................................................................................. 91
Shared Device nello stesso progetto STEP 7............................................................................. 91
Shared Device in diversi progetti STEP 7................................................................................... 94
Condizioni generali...................................................................................................................... 98
4.8
4.8.1
4.8.1.1
4.8.1.2
4.8.1.3
4.8.1.4
4.8.2
4.8.2.1
4.8.2.2
4.8.2.3
4.8.2.4
4.8.2.5
4.8.2.6
4.8.2.7
4.8.2.8
4.8.2.9
4.8.3
4.8.4
4.8.5
I Device ....................................................................................................................................... 99
Panoramica ................................................................................................................................. 99
Funzionalità I Device................................................................................................................... 99
Proprietà e vantaggi dell'I Device.............................................................................................. 100
Caratteristiche di un I Device .................................................................................................... 101
Scambio di dati tra sistema IO superiore e subordinato ........................................................... 104
Progettazione di un I Device in STEP 7.................................................................................... 107
Creazione dell'I Device ............................................................................................................. 108
Progettazione di un I Device ..................................................................................................... 109
Progettazione delle aree di trasferimento ................................................................................. 112
Creazione del file GSD.............................................................................................................. 115
Utilizzo di un I Device................................................................................................................ 116
Progettazione del sistema IO di livello superiore ...................................................................... 117
Esempio di programma utente .................................................................................................. 118
Progettazione di un I Device con sistema IO subordinato ........................................................ 121
Progettazione di un I Device come Shared Device .................................................................. 123
Diagnostica e reazione agli allarmi ........................................................................................... 124
Regole sulla topologia di un sistema PROFINET IO con I Device ........................................... 129
Condizioni generali per l'utilizzo degli I Device ......................................................................... 133
4.9
4.9.1
4.9.2
4.9.3
4.9.4
4.9.4.1
4.9.4.2
4.9.4.3
4.9.4.4
4.9.4.5
4.9.5
4.9.5.1
4.9.5.2
4.9.5.3
Sincronismo di clock ................................................................................................................. 136
Che cos'è il sincronismo di clock? ............................................................................................ 136
Applicazioni del sincronismo di clock........................................................................................ 138
Come funziona il sincronismo di clock? .................................................................................... 139
Cicli di elaborazione sincronizzati ............................................................................................. 141
Cicli di elaborazione sincronizzati ............................................................................................. 141
Valore Ti .................................................................................................................................... 142
Programma utente OB 6x ......................................................................................................... 143
Valore To................................................................................................................................... 144
Sincronismo di clock attraverso diversi clock di sistema .......................................................... 145
Engineering ............................................................................................................................... 146
Basi della programmazione....................................................................................................... 146
Elaborazione del programma secondo il modello IPO breve.................................................... 147
Elaborazione del programma secondo il modello IPO prolungato............................................ 148
Descrizione del sistema
8
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Indice del contenuto
5
6
4.9.5.4
4.9.6
Progettazione .............................................................................................................................149
Diagnostica e reazione agli allarmi ............................................................................................157
4.10
PROFIenergy .............................................................................................................................158
4.11
4.11.1
4.11.2
4.11.3
4.11.4
Ridondanza del supporto ...........................................................................................................160
Possibilità di ridondanza del supporto di trasmissione ..............................................................160
Media Redundancy Protocol (MRP) ..........................................................................................162
Media Redundancy with Planned Duplication (MRPD) .............................................................166
Progettazione della ridondanza del supporto con PROFINET IO .............................................166
4.12
4.12.1
4.12.2
4.12.3
4.12.4
Ridondanza del sistema.............................................................................................................169
Introduzione ...............................................................................................................................169
Impiego di una periferia sull'interfaccia PN/IO, ridondanza del sistema....................................170
Progettazione .............................................................................................................................172
Topologie possibili .....................................................................................................................175
4.13
Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET ..................................................177
Engineering per PROFINET IO.............................................................................................................. 181
5.1
Engineering ................................................................................................................................181
5.2
Parametrizzazione .....................................................................................................................187
5.3
5.3.1
5.3.2
Topologia e STEP 7...................................................................................................................191
Editor di topologia SIMATIC.......................................................................................................191
Progettazione della topologia.....................................................................................................195
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.4
Progettazione della comunicazione in tempo reale ...................................................................200
Introduzione ...............................................................................................................................200
Progettazione della comunicazione IRT di singoli dispositivi ....................................................204
Progettazione della comunicazione IRT di un sistema PROFINET IO......................................208
Definizione dell'intervallo di trasmissione del sistema PROFINET IO.......................................217
5.5
SIMATIC NCM PC .....................................................................................................................219
5.6
5.6.1
5.6.2
5.6.3
5.6.4
5.6.5
Assegnazione di indirizzi............................................................................................................221
Indirizzi .......................................................................................................................................221
Indirizzo IP e MAC .....................................................................................................................223
Assegnazione del nome del dispositivo e dell'indirizzo IP.........................................................225
Acquisisci indirizzo IP / nome dispositivo in altro modo ............................................................229
Ritenzione dei parametri dell'indirizzo IP e del nome di dispositivo ..........................................230
5.7
5.7.1
5.7.2
5.7.3
5.7.4
5.7.5
5.7.6
5.7.7
Diagnostica in PROFINET IO ....................................................................................................232
Basi della diagnostica in PROFINET IO ....................................................................................234
Supporto da parte di STEP 7/NCM PC......................................................................................237
Esempi di meccanismi di diagnostica ........................................................................................240
Analisi della diagnostica nel programma utente ........................................................................242
Segnalazioni di stato e di errore: CPU con interfaccia PN ........................................................246
Diagnostica mediante Web server .............................................................................................246
Diagnostica dell'infrastruttura di rete (SNMP)............................................................................247
Engineering PROFINET CBA ................................................................................................................ 249
6.1
Engineering con SIMATIC iMap.................................................................................................250
6.2
Sistema dei componenti.............................................................................................................255
6.3
Diagnostica in PROFINET CBA.................................................................................................258
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
9
Indice del contenuto
7
A
PROFINET, esempi di configurazione ................................................................................................... 259
7.1
7.1.1
7.1.2
Esempi di configurazione di PROFINET IO .............................................................................. 259
Sistema PROFINET IO ............................................................................................................. 259
Sistema PROFINET IO con IRT ............................................................................................... 261
7.2
Esempi pratici di PROFINET IO e PROFINET CBA................................................................. 265
Appendice.............................................................................................................................................. 269
A.1
Fonti di informazione su PROFINET......................................................................................... 269
A.2
Assegnazione dei pin del connettore per cavo RJ45 e M12..................................................... 273
Glossario ............................................................................................................................................... 275
Indice ..................................................................................................................................................... 303
Descrizione del sistema
10
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Guida alla consultazione della documentazione di
PROFINET
1
Panoramica
I seguenti documenti contengono informazioni sull'argomento PROFINET.
Argomento
Documenti
PROFINET
Manuale di sistema PROFINET (documento corrente)
Manuale di programmazione
Migrazione da PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930)
Componenti di rete
Manuale di progettazione
SIMATIC NET Industrial Ethernet Switches SCALANCE X-300
SCALANCE X-400
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19625108)
Manuale del prodotto
SIMATIC NET Accoppiamento ad altra rete IE/PB Link
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/7851748) e
Manuale del prodotto
SIMATIC NET Accoppiamento ad altra rete IE/PB Link PN IO per
Industrial Ethernet
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19299692)
Manuale
SIMATIC NET IE/AS-INTERFACE LINK PN IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/22712154)
Istruzioni operative
IWLAN/PB LINK PN IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/21379908)
Collegamento dei PC
Istruzioni operative
SIMATIC NET CP 1616/CP 1604
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/26435795)
Manuale
WinCC V6 Communication Manual
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/21320307)
Manuale di sistema
Comunicazione industriale con PG/PC in banda 1 Nozioni di base
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/16923753)
e Manuale di programmazione
Comunicazione industriale con PG/PC in banda 2 - Interfacce
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/24843817)
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
11
Guida alla consultazione della documentazione di PROFINET
Argomento
Documenti
SIMATIC
Manuale del prodotto
SIMATIC S7-300; CPU 31xC e CPU 31x: Dati tecnici
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/12996906)
Manuale del prodotto
SIMATIC S7-400, Sistema di automazione S7-400,
Dati della CPU
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/23904550)
Istruzioni operative
Sistema di periferia decentrata ET 200S
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/1144348)
Istruzioni operative
Apparecchiatura di periferia decentrata ET 200M
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/1142798)
Istruzioni operative
Sistema di periferia decentrata ET 200pro
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/21210852)
Istruzioni operative
Unità di periferia decentrata ET 200eco PN
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/29999018)
Istruzioni operative
Windows Automation Center RTX WinAC RTX 2009
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/38016351)
Manuali del prodotto
CP 343-1
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/24485272)
CP 343-1 Lean
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/23643456)
CP 343-1 Advanced
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/28017299)
CP 443-1
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/27013386)
CP 443-1 Advanced
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/23643789)
Component Based Automation
Manuale
Component based Automation Creating PROFInet Components
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/24858559)
Manuale di progettazione
Progettazione di impianti con SIMATIC iMap
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/22762190)
Descrizione del sistema
12
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Guida alla consultazione della documentazione di PROFINET
Argomento
Documenti
STEP 7
Manuale di programmazione
Programmazione con STEP 7 V5.5
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/18652056)
Manuale
Configurazione dell’hardware e progettazione di collegamenti con
STEP 7 V5.5
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/18652631)
Elenco di compatibilità
PROFINET
Elenco di compatibilità
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/44383954)
Manuali SIMATIC
In Internet (http://www.siemens.com/automation/service&support) sono disponibili tutti i
manuali aggiornati sui prodotti SIMATIC che possono essere scaricati gratuitamente.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
13
Guida alla consultazione della documentazione di PROFINET
Descrizione del sistema
14
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2
Argomenti trattati in questo capitolo
Questo capitolo tratta i seguenti argomenti:
● Innovazioni tecnologiche di PROFINET
● Concetti di base e terminologia generale di PROFINET
● Collegamento di PROFIBUS a PROFINET
● Basi di PROFINET IO
● Basi della Component Based Automation
● Differenze, aspetti comuni e interazione di PROFINET IO e
Component Based Automation (PROFINET CBA)
Questo capitolo è fondamentale per acquisire una visione di insieme di PROFINET.
Dettagli su differenze e affinità di PROFINET IO e PROFIBUS DP
Queste informazioni sono disponibili nel manuale di programmazione Migrazione da
PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
15
Presentazione di PROFINET
2.1 Introduzione
2.1
Introduzione
Che cos'è PROFINET IO?
Nell'ambito della Totally Integrated Automation (TIA), PROFINET rappresenta l'unione
sistematica di:
● PROFIBUS DP, il bus di campo ormai consolidato, e
● Industrial Ethernet
PROFINET IO si basa su 20 anni di esperienza con PROFIBUS DP e unisce l'abituale
praticità per l'utente all'impiego di principi innovativi della tecnologia Ethernet.
La migrazione da PROFIBUS DP alla realtà PROFINET, perciò, non presenta difficoltà.
In quanto standard di automazione dell'organizzazione PROFIBUS International basato su
Ethernet, PROFINET IO definisce un modello di comunicazione, automazione ed
engineering esteso a tutti i costruttori.
PROFINET IO si avvale di una tecnologia switching che consente a ogni nodo di accedere
alla rete in qualsiasi momento. La trasmissione simultanea dei dati di più nodi permette così
uno sfruttamento della rete molto più efficace. L'invio e la ricezione simultanei sono resi
possibili dal funzionamento full duplex di reti switched Ethernet.
PROFINET IO si basa su switched Ethernet con funzionamento full duplex e larghezza di
banda di 100 MBit/s.
Modello di applicazione
Per lo sviluppo di PROFINET IO ci si è concentrati in modo particolare sulla protezione
dell'investimento per utente e produttore dell'apparecchio. La migrazione a PROFINET IO
avviene nel rispetto del modello di applicazione.
Rispetto a PROFIBUS DP la visualizzazione dei dati di processo viene mantenuta
completamente per:
● dati I/O (accesso a dati della periferia attraverso indirizzi logici)
● set di dati (memorizzazione di parametri e dati)
● integrazione in un sistema di diagnostica (segnalazione di eventi di diagnostica,
buffer di diagnostica)
Ciò significa che nel programma utente viene utilizzata la visualizzazione nota per l'accesso
ai dati di processo. L'attuale know-how della programmazione può continuare a essere
utilizzato. Lo stesso vale per i profili di apparecchi, come ad es. PROFIsafe, PROFIdrive
ecc., disponibili anche con PROFINET IO.
Anche la visualizzazione del sistema di engineering offre l'abituale "Look and Feel".
L'engineering della periferia decentrata avviene come di consueto con gli stessi strumenti
già impiegati per PROFIBUS.
Descrizione del sistema
16
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.1 Introduzione
Obiettivi di PROFINET
PROFINET realizza i seguenti obiettivi:
● Standard Ethernet aperto per l'automazione basato su Industrial Ethernet.
I componenti Industrial Ethernet e Ethernet standard possono essere utilizzati tra loro,
tuttavia le apparecchiature Industrial Ethernet sono più robuste e quindi più adeguate
agli ambienti industriali (temperatura, immunità EMC ecc.).
● Utilizzo di standard TCP/IP e IT
● Automatizzazione di applicazioni in tempo reale
● Integrazione continua di sistemi di bus di campo
Realizzazione di PROFINET in SIMATIC
Con i prodotti SIMATIC, PROFINET viene realizzato nel modo seguente:
● la comunicazione tra apparecchiature da campo in SIMATIC viene realizzata con
PROFINET IO
● la comunicazione tra controllori come componenti di sistemi distribuiti viene realizzata in
SIMATIC tramite PROFINET CBA (Component Based Automation)
● La tecnica di installazione e i componenti di rete sono disponibili con il marchio
SIMATIC NET.
● Per la manutenzione remota e la diagnostica di rete vengono utilizzati gli standard IT
ormai collaudati in qualsiasi ufficio (p. es. SNMP = Simple Network Management Protocol
per parametrizzazione e diagnostica di reti).
Documentazione dell'organizzazione PROFIBUS International su Internet
Nel sito Internet (http://www.profibus.com) dell'organizzazione PROFIBUS International sono
disponibili numerosi documenti sul tema PROFINET.
Ulteriori informazioni si trovano in Internet (http://www.siemens.com/profinet).
Ulteriori informazioni sulla migrazione da PROFIBUS DP a PROFINET IO sono contenute
nel manuale Migrazione da PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
17
Presentazione di PROFINET
2.2 Terminologia di PROFINET e PROFIBUS
2.2
Terminologia di PROFINET e PROFIBUS
Definizione: Dispositivi in ambiente PROFINET
In ambiente PROFINET, "dispositivo" è un termine generale che indica:
● Sistemi di automazione (p. es. PLC, PC)
● Sistemi di periferia decentrata
● Apparecchiature da campo (p. es. PLC, PC, dispositivi idraulici, pneumatici, ecc.) e
● Componenti di rete attivi (p. es. switch, router)
● Passaggi ad altre reti PROFIBUS, AS-Interface o ad altri sistemi di bus di campo
Definizione: Dispositivi PROFINET
Un dispositivo PROFINET dispone sempre di un'interfaccia PROFINET
(elettrica, ottica, wireless). Molti dispositivi dispongono inoltre di un'interfaccia
PROFIBUS DP per l'accoppiamento di apparecchiature PROFIBUS.
Definizione: Apparecchiature PROFIBUS
Un'apparecchiatura PROFIBUS è dotata di almeno un'interfaccia PROFIBUS con
un'interfaccia elettrica (RS485) oppure ottica (Polymer Optical Fiber, POF).
Descrizione del sistema
18
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.2 Terminologia di PROFINET e PROFIBUS
Terminologia a confronto: PROFIBUS DP e PROFINET IO
Il grafico seguente mostra le definizioni generali dei dispositivi PROFINET IO e delle
apparecchiature PROFIBUS DP principali. Nella tabella successiva sono riportate le
definizioni dei singoli componenti nel contesto di PROFINET IO e di PROFIBUS DP.
1
2
3
4
6
7
5
Numero
①
②
PROFINET
PROFIBUS
Sistema
PROFINET IO
Sistema master
DP
IO Controller
Master DP
Osservazioni
Dispositivo tramite il quale vengono indirizzati gli
IO Device o gli slave DP collegati.
Vale a dire L'IO Controller/il master DP scambia
segnali di ingresso e di uscita con apparecchiature
da campo.
③
④
⑤
⑥
⑦
Figura 2-1
L'IO Controller/il master DP costituiscono il
controllore nel quale viene eseguito il programma
di automazione.
PG/PC
(PROFINET IO
Supervisor)
PG/PC
PROFINET /
Industrial Ethernet
PROFIBUS
Infrastruttura di rete
HMI (Human
Machine Interface)
HMI
Dispositivo per il servizio e la supervisione
IO Device
Slave DP
Apparecchiatura da campo decentrata assegnata
a uno degli IO Controller o dei master DP
(p. es. sistemi di periferia decentrata, gruppi di
valvole, convertitori di frequenza, switch con
funzionalità PROFINET IO integrata)
I Device
I Slave
IO Device intelligente o slave DP intelligente.
Master DP della
classe 2
PG/PC/sistema HMI per la messa in servizio e la
diagnostica
Dispositivi PROFINET e apparecchiature PROFIBUS
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
19
Presentazione di PROFINET
2.3 Configurazione di un dispositivo PROFINET
2.3
Configurazione di un dispositivo PROFINET
2.3.1
Interfaccia PROFINET con switch integrato
Panoramica
I dispositivi PROFINET della famiglia di prodotti SIMATIC dispongono di
un'interfaccia PROFINET (Ethernet Controller / Interface) con una o più porte
(possibli connessioni fisiche).
I dispositivi PROFINET con più porte (due o più) sono dispositivi con switch integrato.
I dispositivi PROFINET con due porte sono particolarmente adatti alla configurazione della
rete con linee o topologia ad anello. I dispositivi PROFINET con tre o più porte sono adatti
inoltre per la configurazione di topologie ad albero.
Di seguito vengono illustrate le caratteristiche e le regole per la descrizione dell'interfaccia
PROFINET e la relativa rappresentazione in STEP 7.
Vantaggio
I dispositivi PROFINET con switch integrato consentono una configurazione del sistema con
topologia lineare o ad albero. Molti dispositivi PROFINET attuali supportano inoltre la
configurazione di strutture ad anello.
Proprietà
Ogni dispositivo PROFINET della rete è identificabile in modo univoco grazie alla
relativa interfaccia PROFINET. A tal fine, ogni interfaccia PROFINET dispone di:
● un indirizzo MAC (impostazione di fabbrica)
● un indirizzo IP
● un nome di dispositivo (NameOfStation).
Identificazione e numerazione delle interfacce e delle porte
Le interfacce e le porte vengono identificate per tutte le unità e i dispositivi del sistema
PROFINET con le seguenti lettere:
Tabella 2- 1
Identificazione delle interfacce e delle porte nei dispositivi PROFINET
Elemento
Simbolo
Numero dell'interfaccia
Interfaccia
X
In ordine crescente dal numero 1
Porta
P
In ordine crescente dal numero 1
Porta dell'anello
R
(per ogni interfaccia)
Descrizione del sistema
20
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.3 Configurazione di un dispositivo PROFINET
Esempi di identificazione
Due esempi illustrano la regola che disciplina la denominazione delle interfacce PROFINET:
Tabella 2- 2
Esempi di identificazione delle interfacce PROFINET
Esempio di dicitura
Numero dell'interfaccia
Numero della porta
X2 P1
2
1
X1 P2
1
2
X1 P1 R
1
1 (porta dell'anello)
Rappresentazione dell'interfaccia PROFINET in STEP 7
In STEP7 l'interfaccia PROFINET per un IO Controller e un IO Device viene rappresentata
come nella figura seguente.
Numero
①
②
③
④
Figura 2-2
Descrizione
Interfaccia PROFINET di un IO Controller in STEP 7
Interfaccia PROFINET di un IO Device in STEP 7
Questa riga rappresenta l'interfaccia PROFINET (Interface).
Queste righe rappresentano le "port" di un'interfaccia PROFINET
Rappresentazione dell'interfaccia PROFINET in STEP 7
Nota
Indirizzi logici dell'interfaccia PROFINET IO
Sia l'interfaccia che le porte vengono rappresentate su sottomoduli con indirizzi di
diagnostica propri, analogamente al modello di dispositivo di un PROFINET Device.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
21
Presentazione di PROFINET
2.3 Configurazione di un dispositivo PROFINET
Specifiche tecniche
Nella figura che segue è raffigurata l'interfaccia PROFINET con switch integrato e le relative
porte per tutti i dispositivi PROFINET.
6,0$7,&
;3
;3
Figura 2-3
Interfaccia PROFINET con switch integrato
Le specifiche tecniche di un'interfaccia PROFINET con switch integrato o con uno switch
esterno sono raggruppate nella tabella.
Descrizione del sistema
22
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.3 Configurazione di un dispositivo PROFINET
Tabella 2- 3
Specifiche tecniche di un'interfaccia PROFINET
Caratteristica
fisica
Tecnica di
collegamento
Tipo di cavo / mezzo di
trasmissione
Elettrica
Connettore
RJ 45
ISO 60603-7
100Base-TX
SCRJ 45
100Base-FX
ISO/IEC
61754-24
Cavo in fibre ottiche
polimeriche (Polymer
Optical Fiber, POF)
Velocità di
trasmissione /
funzionamento
Lunghezza
max. segmento
Vantaggi
100 Mbit/s / full
duplex
100 m
Collegamento via cavo
semplice ed economico
100 Mbit/s / full
duplex
50 m
Impiego in presenza di
notevoli differenze di
potenziale
Standard
Cavo in rame ritorto 2x2,
simmetrico e schermato,
requisiti di trasmissione
secondo CAT 5
IEEE 802.3
Ottica
Immunità alle radiazioni
elettromagnetiche
980/1000 µm (diametro
del nucleo/diametro
esterno)
Bassa attenuazione di
linea
ISO/IEC 60793-2
100 Mbit/s / full
Fibre di vetro rivestite di
plastica (Polymer Cladded duplex
Fiber, PCF)
100 m
Segmenti chiaramente
più lunghi possibili
200/230 µm (diametro del
nucleo/diametro esterno)
ISO/IEC 60793-2
BFOC
(Bayonet
Fiber Optic
Connector) e
SC
(Subscriber
Connector)
ISO/IEC
60874
Fibre ottiche monomode
10/125 µm (diametro del
nucleo/diametro esterno)
100 Mbit/s / full
duplex
26 km
100 Mbit/s / full
duplex
3000 m
A seconda
dell'ampliamento
utilizzato
(a / g / h / ecc.)
100 m
ISO/IEC 60793-2
Fibre ottiche multimode
50/125 µm e 62,5/125 µm
(diametro del
nucleo/diametro esterno)
ISO/IEC 9314-4
Onde radio
-
IEEE 802.11 x
Maggiore mobilità
Collegamento in rete,
a costi contenuti, a nodi
isolati, difficilmente
accessibili
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
23
Presentazione di PROFINET
2.3 Configurazione di un dispositivo PROFINET
Ulteriori informazioni sui componenti di rete passivi
Ulteriori informazioni sono disponibili nelle pagine del Service&Support in Internet
(http://www.siemens.com/automation/service&support).
Ulteriori informazioni sulla diagnostica in PROFINET IO
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale di programmazione Migrazione da
PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930).
Ulteriori informazioni sulla comunicazione con PROFINET IO
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale Comunicazione con SIMATIC
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/1254686).
Descrizione del sistema
24
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.3 Configurazione di un dispositivo PROFINET
2.3.2
Moduli di un dispositivo PROFINET
Posti connettore e moduli
Un dispositivo PROFINET può avere una struttura modulare o compatta. Un dispositivo
PROFINET modulare è costituito da posti connettore (slot) nei quali vengono inseriti le unità
o i moduli. Le unità/i moduli comprendono canali mediante i quali vengono letti o emessi i
segnali di processo. Un dispositivo compatto ha la stessa struttura, tuttavia non può essere
ampliato fisicamente, ovvero non è possibile inserirvi moduli/sottomoduli.
Il grafico seguente chiarisce la struttura descritta.
Figura 2-4
Configurazione di un dispositivo PROFINET
Numero
Descrizione
①
②
③
④
Posto connettore con interfaccia
Posto connettore con modulo
Posto connettore secondario con sottomodulo
Canale
Un modulo può essere costituito da diversi sottomoduli.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
25
Presentazione di PROFINET
2.4 Integrazione di bus di campo in PROFINET
2.4
Integrazione di bus di campo in PROFINET
Integrazione di bus di campo
PROFINET offre la possibilità di integrare sistemi di bus di campo esistenti
(p. es. PROFIBUS, AS-i ecc.) mediante un proxy. In questo modo è possibile configurare
sistemi misti composti da bus di campo e sistemi parziali basati su Ethernet. Ciò consente
un passaggio continuo alla tecnologia PROFINET.
Accoppiamento di PROFINET e PROFIBUS
Se un dispositivo PROFINET dispone anche di un'interfaccia PROFINET
(ad es. CPU 319-3 PN/DP), tramite questa interfaccia è possibile integrare
nella configurazione PROFINET le configurazioni PROFIBUS già esistenti.
(76
3*3&
6
352),1(7
,QGXVWULDO(WKHUQHW
'LVSRVLWLYRFRQ
LQWHUIDFFLD31H'3
352),%86
(76
Figura 2-5
(76
(76
Dispositivi PROFINET, apparecchiature PROFIBUS e proxy
Descrizione del sistema
26
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.4 Integrazione di bus di campo in PROFINET
Accoppiamento di PROFIBUS DP e PROFINET mediante Industrial Wireless LAN
Le apparecchiature PROFIBUS possono essere accoppiate a PROFINET IO senza fili
mediante un LAN/PB-Link wireless. In questo modo è possibile integrare in PROFINET
configurazioni PROFIBUS esistenti.
Accoppiamento di AS-Interface e PROFINET
Le apparecchiature AS-Interface possono essere accoppiate all'interfaccia di un dispositivo
PROFINET tramite IE/AS-i Link PN IO. In questo modo è possibile integrare in PROFINET la
rete AS-i esistente.
Dispositivo PROFINET con funzionalità proxy = unità di sostituzione
Il dispositivo PROFINET con funzionalità proxy è l'unità di sostituzione di un'apparecchiatura
PROFIBUS in Ethernet. La funzionalità proxy consente a un'apparecchiatura PROFIBUS di
comunicare non solo con il rispettivo master ma anche con tutti i nodi di PROFINET.
I sistemi PROFIBUS esistenti possono essere integrati nella comunicazione PROFINET ad
esempio con l'ausilio di un IE/PB-Link. In tal caso la comunicazione tramite PROFINET
avviene per mezzo di IE/PB-Link PN IO invece che tramite i componenti PROFIBUS.
In questo modo è possibile collegare a PROFINET sia slave DPV0 che DPV1.
Ulteriori informazioni
Le differenze e le caratteristiche comuni di PROFINET IO e PROFIBUS DP nonché le
informazioni relative alla migrazione da PROFIBUS DP a PROFINET IO sono contenute nel
manuale di programmazione Migrazione da PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
27
Presentazione di PROFINET
2.5 PROFINET IO e PROFINET CBA
2.5
PROFINET IO e PROFINET CBA
Che cos'è PROFINET IO?
PROFINET IO è un concetto di comunicazione nell'ambito di PROFINET per la realizzazione
di applicazioni modulari decentrate.
PROFINET IO consente di creare soluzioni di automazione come quelle ormai note di
PROFIBUS DP.
La realizzazione di PROFINET IO avviene tramite lo standard PROFINET per i dispositivi
di automazione (IEC 61158-x-10).
Il tool di engineering di STEP 7 costituisce un supporto nella progettazione di una soluzione
di automazione.
In STEP 7 la vista dell'applicazione è la stessa a prescindere dal fatto che si utilizzino
dispositivi PROFINET o apparecchiature PROFIBUS. Il programma utente ha lo stesso
aspetto sia per PROFINET IO che per PROFIBUS DP. Vengono utilizzati gli stessi blocchi
funzionali di sistema e liste di stato del sistema (sono stati ampliati per PN IO).
Ulteriori informazioni
Ulteriori informazioni sui blocchi nuovi o modificati e sulle liste di stato di sistema sono
contenute nel manuale di programmazione Migrazione da PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930).
Che cosa significa PROFINET CBA?
Nell'ambito di PROFINET, PROFINET CBA (Component Based Automation)
rappresenta una soluzione di automazione basata sui seguenti punti chiave:
● Realizzazione di applicazioni modulari
● Comunicazione macchina-macchina
PROFINET CBA consente di creare una soluzione di automazione distribuita sulla base
di componenti e soluzioni parziali pronti all'uso. Grazie all'ampia decentralizzazione dei
processi di elaborazione intelligente è quindi in grado di soddisfare la richiesta di una
modularizzazione sempre maggiore nei settori della meccanica e nell'impiantistica.
Component Based Automation consente la realizzazione di moduli tecnologici completi
come componenti normalizzati in impianti di grandi dimensioni.
La realizzazione di componenti modulari intelligenti in PROFINET CBA viene effettuata con
un tool di engineering che può variare da costruttore a costruttore. I componenti costituiti da
dispositivi SIMATIC vanno creati con STEP 7 e interconnessi con il tool SIMATIC iMap.
Descrizione del sistema
28
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.5 PROFINET IO e PROFINET CBA
Interazione tra PROFINET IO e PROFINET CBA
Con l'ausilio di PROFINET CBA è possibile integrare i sistemi PROFINET IO nella
comunicazione macchina-macchina. Da un sistema PROFINET IO viene creato
p. es. un componente PROFINET in STEP 7. Con SIMATIC iMap è possibile progettare
impianti composti da alcuni di questi componenti. La progettazione dei collegamenti di
comunicazione tra dispositivi avviene semplicemente in un grafico come linee di
interconnessione.
La seguente figura illustra una soluzione di automazione distribuita comprendente più
componenti che comunicano tramite PROFINET. Il componente a destra contiene IO Device
e un IO Controller nel sistema PROFINET IO.
352),1(7&%$
&RPSRQHQWL
6,0$7,&
L0DS
352),1(7
,QGXVWULDO(WKHUQHW
352;<
$SSDUHFFKLDWXUDGD
FDPSRLQWHOOLJHQWH
LQ(WKHUQHW
352),1(7,2
352),%86
&RPSRQHQWHFRQ
SHULIHULDGHFHQWUDWDLQ
(WKHUQHW
&RPSRQHQWHFRQ
SHULIHULDGHFHQWUDWD
QHO352),%86
Figura 2-6
&RPXQLFD]LRQH
352),1(7
PROFINET CBA - Concetto modulare
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
29
Presentazione di PROFINET
2.5 PROFINET IO e PROFINET CBA
Interazione tra PROFINET IO e PROFINET CBA
PROFINET IO e CBA rispecchiano due concetti diversi dei PLC nell'Industrial Ethernet.
352),1(7
9LVWDGDWL,2
352),1(7,2
9LVWDFRPSRQHQWL
352),1(7&%$
,QWHOOLJHQ]DGLVWULEXLWD
3HULIHULDGHFHQWUDWD
(QJLQHHULQJHVWHVRDWXWWRO
LPSLDQWR
9LVWD,2DELWXDOHLQ67(3
3&'
352),1(7&RPSRQHQW'HVFULSWLRQ
*6'
*HQHULF6WDWLRQ'HVFULSWLRQ
6WDQGDUG,7DSSOLFD]LRQLVWDQGDUG
3URWRFROOL&RQWUROOHU
Figura 2-7
Interazione tra PROFINET IO e PROFINET CBA
La Component Based Automation suddivide l'intero impianto in diverse funzioni.
Queste funzioni vengono progettate e programmate.
PROFINET IO fornisce un'immagine dell'impianto molto simile a quella di PROFIBUS.
L'utente può continuare la progettazione e la programmazione dei singoli dispositivi di
automazione.
Descrizione del sistema
30
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.5 PROFINET IO e PROFINET CBA
Controller in PROFINET IO e PROFINET CBA
I PROFINET IO Controller possono essere utilizzati in parte anche per PROFINET CBA.
I seguenti dispositivi PROFINET supportano anche PROFINET CBA:
● Controllori programmabili,
– ET 200S CPU IM151-8 a partire dalla versione firmware V2.7
– ET 200pro CPU IM154-8 a partire dalla versione firmware V2.5
– S7-300 CPU 31x-2 PN/DP a partire dalla versione firmware V2.3
– S7-300 CPU 319-3 PN/DP a partire dalla versione firmware V2.4.0
– S7-400 CPU 41x-3 PN/DP a partire dalla versione firmware V5.0
– SIMATIC WINAC RTX a partire dalla versione del 2008 (con CP 1616)
● CP 443-1 Advanced con numero di ordinazione 6GK7443-1GX20-0XE0
a partire dalla versione V2.0
● CP 343-1 Advanced con numero di ordinazione 6GK7343-1GX30-0XE0
a partire dalla versione V1.0
I seguenti dispositivi PROFINET supportano esclusivamente PROFINET IO:
● CP 443-1 con numero di ordinazione 6GK7443-1EX20-0XE0 a partire dalla versione V1.0
● CP 343-1 con numero di ordinazione 6GK7343-1EX30-0XE0 a partire dalla versione V2.0
● PC collegati con un CP con funzionalità PROFINET IO (p. es. CP 1616) oppure tramite
SOFTNET PN IO (p. es. con CP 1612). Nel caso del CP 1616 e di SOFTNET PN IO il
programma utente viene elaborato nella CPU del PC.
● Singoli dispositivi SIMOTION se supportano particolari esigenze di elaborazione
in tempo reale.
Proxy con PROFINET IO e PROFINET CBA
Sussistono alcune differenze tra proxy per PROFINET IO e proxy per PROFINET CBA.
In PROFINET IO il proxy per PROFINET IO rappresenta ogni slave PROFIBUS DP collegato
come un PROFINET IO Device in PROFINET.
In PROFINET CBA il proxy per PROFINET CBA rappresenta ogni slave PROFIBUS DP
come componente che può partecipare alla comunicazione PROFINET.
Collegamento di apparecchiature PROFIBUS tramite IE/PB-Link
Osservare che la funzionalità proxy esiste in entrambe le versioni PROFINET IO e
PROFINET CBA. Per quanto concerne IE/PB-Link ciò sta ad indicare che,
a seconda della proprietà, è necessario utilizzare dispositivi diversi.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
31
Presentazione di PROFINET
2.5 PROFINET IO e PROFINET CBA
Progettazione, integrazione di componenti e dispositivi nella comunicazione PROFINET
In Component Based Automation i componenti si integrano in un editor di interconnessione
(p. es. SIMATIC iMap). I componenti sono descritti in un file PCD.
In PROFINET IO i dispositivi vengono integrati in un sistema di engineering (p. es. STEP 7).
I dispositivi sono descritti in un file GSD .
Software in PROFINET CBA e PROFINET IO
Con PROFINET IO le apparecchiature da campo (IO Device) vengono integrate in
PROFINET. I dati di ingresso e di uscita degli IO Device vengono elaborati nel programma
utente. Gli IO Device con il rispettivo IO Controller possono costituire a loro volta parte
di un componente in una struttura di automazione distribuita.
La comunicazione tra una CPU con funzione di IO Controller e gli IO Device assegnati,
viene progettata come PROFINET IO analogamente ad un sistema master PROFIBUS DP
in STEP 7. In STEP 7 avviene anche la creazione del programma utente. Dall'intero sistema
PN IO viene creato un componente in STEP 7 (vedere la figura PROFINET CBA).
La comunicazione tra i componenti viene progettata successivamente con SIMATIC iMap.
Nota
CBA e IRT
PROFINET CBA e comunicazione IRT possono essere utilizzati contemoraneamente solo
con l'opzione IRT "Elevata flessibilità".
Dettagli sulle possibilità di impiego dei singoli prodotti
Consultare la documentazione relativa al prodotto interessato.
Descrizione del sistema
32
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.6 Stazioni PC SIMATIC
2.6
Stazioni PC SIMATIC
Stazione PC SIMATIC
Una "Stazione PC" è un PG/PC/IPC con collegamento di comunicazione e componenti
software all'interno di una soluzione di automazione SIMATIC.
La configurazione hardware di una stazione PC in STEP 7 è comparabile
a quella di un controllore S7.
1HLSRVWLFRQQHWWRUH
GHOUDFNGLXQ
6,0$7,&6
YHQJRQRLQVHULWH
GHOOHXQLW¢
3RVWRFRQQHWWRUH 352),1(7
352),%86
,QPRGRDQDORJRDQFKH
LFRPSRQHQWLGLXQD
VWD]LRQH3&FRPH
DGHVOHXQLW¢YHQJRQR
DVVHJQDWHLQUHOD]LRQH
DOVRIWZDUHDGXQSRVWR
FRQQHWWRUHYLUWXDOH,O
UDFNYLUWXDOHª
UHDOL]]DWRQHOODVWD]LRQH
3&WUDPLWHLOVRIWZDUH
6HUYHU
23&
8VHU
$SSOLFDWLRQ
5DFNYLUWXDOHQHOODVWD]LRQH3&
,QGLFH
,QGLFH
,QGLFH
,QGLFH
352),1(7
352),%86
Figura 2-8
Rack virtuale
Software: server OPC come componente centrale
Una stazione PC comprende unità/funzioni di comunicazione SIMATIC NET e applicazioni
software. SIMATIC NET OPC-Server è una tipica applicazione software mediante la quale
ulteriori programmi applicativi possono comunicare. Il software applicativo si basa sulle
interfacce utente offerte dai prodotti software SIMATIC installati nella stazione PC.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
33
Presentazione di PROFINET
2.6 Stazioni PC SIMATIC
Ambiente di progettazione omogeneo
Nella progettazione con STEP 7/NCM PC la stazione PC viene trattata esattamente come
un controllore SIMATIC S7: nella vista di rete si collegano le stazioni S7 e le stazioni PC
con le reti e si definiscono i collegamenti di comunicazione. La figura seguente mostra un
esempio di come una stazione PC progettata viene poi visualizzata in NetPro in STEP 7 e
NCM PC.
Figura 2-9
STEP 7 - NetPro
Descrizione del sistema
34
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Presentazione di PROFINET
2.6 Stazioni PC SIMATIC
Stazione PC come PROFINET IO Controller
Utilizzando le unità di comunicazione e i componenti software appropriati è possibile
utilizzare una stazione PC come PROFINET IO Controller.
Le applicazioni PC della stazione PC hanno le seguenti possibilità di accesso al
PROFINET IO Controller:
● come client OPC mediante il server OPC p. es. in SOFTNET PROFINET IO
(OPC: Object Linking and Embedding (OLE) for Process Control)
● direttamente tramite l'interfaccia utente PROFINET IO Base
● tramite una WinAC con sottomodulo Ethernet (ad es. CP1616)
In un dato momento si dispone sempre di una di queste possibilità di accesso da
un'applicazione PC.
352),1(7,2&RQWUROOHU
3&FRQ&3H
SURJUDPPDXWHQWH
,2%DVH&RQWUROOHU
31,2,QGXVWULDO(WKHUQHW
6,0$7,&6
(76
352),1(7,2'HYLFH
Figura 2-10
CP 1616 come PROFINET IO Controller
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
35
Presentazione di PROFINET
2.6 Stazioni PC SIMATIC
Componenti della stazione PC
La figura seguente mostra una stazione PC con i componenti descritti.
&OLHQW23&
$SSOLFD]LRQH3&
6HUYHU23&
352),1(7,2
,QWHUIDFFLD
XWHQWH,2%DVH
&3
352),1(7
,QGXVWULDO(WKHUQHW
Figura 2-11
Stazione PC SIMATIC
Vedere anche
SIMATIC NCM PC (Pagina 219)
Descrizione del sistema
36
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3
Argomenti trattati in questo capitolo
Il capitolo seguente riporta informazioni di base sulla configurazione della rete di
comunicazione. In particolare:
● Panoramica dei componenti di rete passivi principali: si tratta di componenti di
rete che inoltrano un segnale senza la possibilità di influenzarlo attivamente,
p. es. cavi, connettori ecc.
● Panoramica dei componenti di rete attivi principali: si tratta di componenti di rete che
influenzano attivamente un segnale, come p. es. switch, router ecc.
● Panoramica delle strutture di rete più frequenti (topologie).
● Istruzioni di configurazione per aumentare ulteriormente la performance di PROFINET.
3.1
Introduzione
Collegamenti fisici delle reti industriali
Sostanzialmente i dispositivi PROFINET negli impianti industriali possono essere
collegati fisicamente in rete utilizzando due diverse modalità:
● Collegamento fisso
– Tramite segnali elettrici inviati su conduttori in rame
– Tramite segnali ottici inviati su conduttori in fibre ottiche
● Wireless tramite onde radio elettromagnetiche
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
37
Configurazione di PROFINET CBA
3.2 Reti fisse
3.2
Reti fisse
3.2.1
Funzioni tecnologiche
Fast Ethernet
Con Fast Ethernet è possibile trasferire dati con una velocità di 100 Mbit/s.
Questa tecnologia di trasmissione utilizza lo standard 100 Base T.
Industrial Ethernet
Industrial Ethernet è una direttiva per la configurazione di un Ethernet in un ambiente
industriale. La differenza maggiore rispetto all'Ethernet standard è rappresentata dalla
resistenza meccanica e sensibilità ai disturbi dei singoli componenti.
3.2.2
Elementi della rete
3.2.2.1
Tecnica di cablaggio
Cavi per PROFINET
A seconda dei requisiti previsti per il livello di trasmissione dei dati e dell'ambiente
di impiego, è possibile scegliere tra cavi elettrici e ottici.
Specifiche tecniche dell'interfaccia
Le informazioni sulle specifiche tecniche dell'interfaccia sono contenute nel capitolo
Interfaccia PROFINET con switch integrato (Pagina 20).
Preparazione semplice dei cavi Twisted Pair
Quando si configura un impianto PROFINET è possibile tagliare i cavi Twisted Pair AWG 22
di una lunghezza adeguata alle esigenze locali, spelarli con lo Stripping Tool (attrezzo
spelafili per Industrial Ethernet) e utilizzare i connettori Industrial Ethernet Fast Connect
RJ45 Plug con tecnica a perforazione di isolante. Per informazioni più dettagliate consultare
le informazioni sul prodotto Istruzioni di montaggio per SIMATIC NET Industrial Ethernet
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/27069465).
ATTENZIONE
Per ogni tratto Ethernet sono ammessi un massimo di 6 collegamenti con connettori.
Descrizione del sistema
38
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3.2 Reti fisse
Semplice confezionamento dei cavi a fibre ottiche in vetro
Per il confezionamento semplice, rapido e corretto di cavi a fibre ottiche in vetro è disponibile
il sistema di cablaggio FastConnect FO. Esso è costituito da:
● FC FO Termination Kit per SC e BFOC Plug
(Cleave-Tool, forbici per Kevlar, pinza buffer, microscopio, contenitore per fibre tagliate)
● FC BFOC Plug
● FC SC Duplex Plug
● FO FC Standard Cable
● FO FC Trailing Cable
Semplice confezionamento dei cavi POF e PCF
Per il confezionamento semplice e sicuro dei cavi POF/PCF e il montaggio dei connettori
SC RJ POF utilizzare il seguente utensile speciale:
● Cavi POF
Kit di confezionamento connettori IE Termination Kit SC RJ POF Plug
● Cavi PCF
Kit di confezionamento connettori IE Termination Kit SC RJ PCF Plug
Velocità di trasmissione dati
Le interfacce PROFINET dei nostri dispositivi sono impostate per default su "Impostazione
automatica" (Autonegotiation). Accertarsi che tutti i dispositivi collegati all'interfaccia
PROFINET di una CPU S7 siano impostati sul modo di funzionamento "Autonegotiation".
Normalmente questa è anche l'impostazione di default dei componenti PROFINET/Ethernet
standard.
Se si intende modificare l'impostazione di default "Impostazione automatica"
(Autonegotiation) osservare la seguente avvertenza:
Nota
Velocità di trasmissione dati dell'interfaccia PROFINET
PROFINET IO e PROFINET CBA richiedono il funzionamento full duplex a 100 MBit/s;
in altri termini, con l'impiego simultaneo di dispositivi con una o più interfacce PROFINET
integrate per la comunicazione congiunta PROFINET IO/CBA e Ethernet, oltre
all'"Impostazione automatica" (Autonegotiation) è ammessa esclusivamente l'impostazione
delle interfacce con minimo 100 MBit/s full duplex.
Motivo: se p. es. è collegato uno switch con impostazione fissa su "10 Mbit/s semiduplex",
il dispositivo PROFINET con interfaccia PROFINET integrata si adegua all'impostazione del
dispositivo partner attraverso l'impostazione "Autonegotiation". In questo caso la
comunicazione funziona di fatto con "10 Mbit/s semiduplex". Poiché PROFINET IO e
PROFINET CBA richiedono il funzionamento con 100 MBit/s full duplex, si tratterebbe in
questo caso di un funzionamento non ammesso.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
39
Configurazione di PROFINET CBA
3.2 Reti fisse
Ulteriori informazioni
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale SIMATIC NET Reti Twisted Pair e
Fiber Optic SIMATIC NET (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/8763736).
Leggere inoltre il documento Direttiva di installazione di PROFINET
(http://www.profibus.com/nc/downloads/downloads/profinet-installation-guide/display/)
dell'organizzazione PROFIBUS International.
3.2.2.2
Componenti di rete attivi
Componenti delle reti fisse
Per PROFINET sono disponibili i seguenti componenti di rete attivi:
● Switch
● Router
Switch
Gli switch sono disponibili in due forme costruttive:
● Come switch esterni dotati di un contenitore proprio.
● Come switch integrato in una CPU S7, un CP S7 o un sistema di periferia decentrata
ET 200.
Per collegare un nodo della comunicazione a diversi partner, connettere il nodo in oggetto
alla porta di uno switch. Alle restanti porte dello switch è ora possibile collegare ulteriori nodi
della comunicazione (tra gli altri anche switch). La connessione tra un nodo della
comunicazione e lo switch è un collegamento punto a punto.
Uno switch ha quindi il compito di rigenerare e distribuire i segnali ricevuti. Lo switch
"apprende" l'indirizzo o gli indirizzi Ethernet di un dispositivo PROFINET collegato o di un
altro switch e inoltra soltanto i segnali destinati al dispositivo PROFINET o allo switch.
La nostra gamma di dispositivi SCALANCE X comprende switch con porte elettriche e
ottiche o con una combinazione di entrambe le versioni. SCALANCE X202-2IRT,
ad es., è dotato di 2 porte elettriche e di 2 porte ottiche e supporta la comunicazione IRT.
Gli switch della gamma SCALANCE X possono essere progettati, sottoposti a diagnostica e
indirizzati in STEP 7 come PROFINET IO Device.
Nota
Assegnazione dell'indirizzo IP
Per l'assegnazione dell'indirizzo IP a numerosi dispositivi PROFINET è possibile utilizzare,
come alternativa a STEP 7, anche il Primary Setup Tool (PST).
Descrizione del sistema
40
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3.2 Reti fisse
Switch in PROFINET
Per sfruttare appieno le funzionalità di PROFINET, utilizzare switch della gamma
SCALANCE, che sono stati ottimizzati per l'impiego in PROFINET IO.
Router
Un router funziona in modo analogo a uno switch e consente di collegare diverse reti tra
loro (ad es. la rete dell'ambiente di ufficio con quella dell'automazione). Inoltre, è possibile
stabilire quali nodi di comunicazione possono comunicare tramite il router e quali no. I nodi
della comunicazione sui diversi lati di un router possono comunicare tra loro soltanto se la
comunicazione tramite router è stata abilitata esplicitamente.
L'elevato grado di comunicazione nella rete Ethernet di gestione aziendale potrebbe
compromettere la comunicazione nella rete Industrial Ethernet. Il router impedisce il
verificarsi di questo comportamento e limita il carico della rete.
Per accedere direttamente dal sistema SAP ai dati di produzione, è necessario
p. es. collegare tramite un router la rete Industrial Ethernet dell'impianto di produzione
con la rete Ethernet della gestione aziendale.
Un router delimita di conseguenza una rete.
Nota
Router e PROFINET IO
La comunicazione in PROFINET IO è limitata ad una sottorete. Poiché un router limita una
sottorete, con PROFINET IO non è possibile alcuna comunicazione. Per PROFINET CBA
sono possibile solo collegamenti aciclici.
I processori di comunicazione CP 343-1 Advanced e CP 443-1 Advanced realizzano una
separazione della rete integrata tra il Control Level e il Field Level e offrono i seguenti
vantaggi:
● Connessioni di rete separate per il Control Level (Gigabit Ethernet) e il Field Level
(Fast Ethernet) su una sola unità
● Utilizzo in tutta la rete di servizi IT - come ad es. l'accesso a Web server, mediante
IP-Routing
● Protezione di accesso mediante lista d'accesso IP configurabile
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
41
Configurazione di PROFINET CBA
3.2 Reti fisse
Componenti SIMATIC con funzioni di sicurezza
Il collegamento della reti Industrial Ethernet alla rete Intranet e Internet richiede soluzioni
che garantiscano la protezione da pericoli interni ed esterni.
I componenti Industrial Security della gamma SCALANCE S di SIMATIC NET offrono
meccanismi di protezione ottimali da attacchi, spionaggio, manipolazioni e accessi non
corretti su tutti i livelli di rete. Essi presentano numerose caratteristiche, come p. es. codifica,
autenticazione e controllo degli accessi per 128 canali VPN (Virtual Private Network)
contemporaneamente e un firewall integrato.
Le unità comprendono un plug di configurazione per i dati di progettazione che può essere
inserito nel dispositivo di sostituzione in caso di errore. I dati vengono applicati
automaticamente dal nuovo dispositivo, evitando così l'utilizzo di un PG/PC per la
programmazione in caso di sostituzione. Il software VPN "SOFTNET Security Client"
supporta l'utente sul lato del PC nella realizzazione di una comunicazione sicura.
Il Security Configuration Tool (SCT) è un tool di progettazione con il quale è possibile
progettare centralmente tutti gli SCALANCE S in un impianto.
Inoltre anche numerosi altri prodotti SIMATIC offrono funzioni di sicurezza integrate:
I processori di comunicazione come il SIMATIC CP 343-1 Advanced e gli Industrial Ethernet
Switches come SCALANCE X-300 supportano i procedimenti per l'autentificazione di nodi di
rete e per la protezione da accessi non autorizzati alle CPU e alla rete.
Ulteriori informazioni
Manuali:
● Reti Twisted Pair e Fiber Optic SIMATIC NET
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/8763736)
● SCALANCE S e SOFTNET Security Client
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/21718449).
Download:
● Primary Setup Tool (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19440762)
Leggere inoltre i seguenti documenti dell'organizzazione degli utenti di PROFIBUS:
● Direttiva di installazione di PROFINET
(http://www.profibus.com/nc/downloads/downloads/profinet-installation-guide/display/)
● PROFINET Security Guideline
(http://www.profibus.com/nc/downloads/downloads/profinet-security-guideline/display/)
● PROFIsafe - Environmental Requirements
(http://www.profibus.com/nc/downloads/downloads/profisafe-environmentalrequirements/display/)
Descrizione del sistema
42
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3.3 Reti senza fili
3.3
Reti senza fili
3.3.1
Nozioni di base
Velocità di trasmissione dati
Con la rete Industrial Wireless LAN sono ammesse velocità di trasmissione lorde di
11 Mbit/s o 54 Mbit/s senza Full duplex.
Interfaccia
Tabella 3- 1
Caratteristica
fisica
Specifiche tecniche dell'interfaccia wireless
Tecnica di
collegamento
Tipo di cavo / mezzo di
trasmissione
Velocità di trasmissione /
funzionamento
Vantaggi
A seconda dell'ampliamento
utilizzato (a / b / g / h / ecc.)
Maggiore mobilità
Standard
Onde radio
-
IEEE 802.11
Collegamento in
rete, a costi
contenuti, a nodi
isolati, difficilmente
accessibili
Portata
Con SCALANCE W (Access Points) si possono creare reti wireless in ambienti chiusi e
all'aperto. Installando in modo opportuno diversi punti di accesso è possibile realizzare reti
wireless molto ampie nelle quali i nodi mobili vengono trasmessi da un punto di accesso
all'altro senza lasciare lacune (roaming).
In alternativa al funzionamento di una rete wireless è possibile configurare anche
collegamenti punto a punto di segmenti Industrial Ethernet su lunghe distanze (oltre 100 m).
In questo caso la distanza coperta e le caratteristiche del campo radiomobile vengono
determinate dalle antenne utilizzate.
Nota
Portata
La distanza può risultare nettamente più breve e dipende dalle condizioni ambientali,
dallo standard radiomobile utilizzato, dalla velocità di trasmissione dei dati e dalle antenne
utilizzate sul lato di trasmissione e ricezione.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
43
Configurazione di PROFINET CBA
3.3 Reti senza fili
Cosa significa Industrial Wireless LAN?
Industrial Wireless LAN di SIMATIC NET offre, oltre alla comunicazione di dati secondo lo
standard IEEE 802.11, numerosi ampliamenti (iFeatures) particolarmente utili per i clienti
che operano in ambito industriale. Le reti IWLAN sono particolarmente idonee per le
applicazioni industriali, che richiedono una comunicazione mobile estremamente affidabile,
grazie alle caratteristiche seguenti:
● Roaming automatico in caso di interruzione del collegamento con Industrial Ethernet
(Forced Roaming)
● Contenimento dei costi grazie all'utilizzo di un'unica rete wireless per il funzionamento
sicuro di un processo sia per i dati critici (p. es. segnalazione di allarmi) che per la
comunicazione senza criticità (p. es. Service e diagnostica)
● Collegamento a costi contenuti con dispositivi dislocati in ambienti isolati e
difficilmente raggiungibili
● Traffico dati prevedibile (deterministico) e tempi di risposta definiti
● Impiego in aree a rischio di esplosione dalla zona 2
● Sorveglianza ciclica del collegamento radio (Link Check)
Obiettivi e vantaggi delle reti Industrial Wireless LAN
La trasmissione dati senza fili consente di raggiungere i seguenti obiettivi:
● Integrazione continua dei dispositivi nel sistema di bus esistente tramite
l'interfaccia radiomobile
● Utilizzo mobile di dispositivi per diversi compiti legati alla produzione
● Configurazione flessibile delle parti dell'impianto per una configurazione
rapida adeguata alle esigenze del cliente
● Accessibilità permanente dei nodi all'interno dell'intera rete.
● Protezione da nodi non autorizzati tramite tabelle di indirizzamento,
autorizzazione e codici variabili.
Descrizione del sistema
44
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3.3 Reti senza fili
Esempi pratici
● Utilizzo affidabile dei prodotti in applicazioni con requisiti elevati in termini di temperatura
e stabilità meccanica
● Accesso locale a schemi di Service e manutenzione
● Comunicazione con nodi mobili (p. es. controllori e dispositivi mobili), scaffalatori, nastri
trasportatori, linee di produzione, macchine rotanti
● Accoppiamento senza fili di segmenti di comunicazione per una rapida messa in servizio
o un collegamento in rete a costi contenuti nei casi in cui la posa di cavi comporta costi
notevoli (p. es. vie pubbliche, linee ferroviarie ecc.)
● Sistemi di trasporto senza conducente e trasportatori a monorotaia aerea sospesa
La figura sottostante rappresenta la varietà delle applicazioni e configurazioni di reti wireless
della famiglia di apparecchi SIMATIC.
1RWHERRNFRQ
VRIWZDUHGL
SLDQLILFD]LRQH
6,1(0$(
6FRQ&38 $FFHVV3RLQW
352),1(7R&3 6&$/$1&(
:352
352),1(7
,QGXVWULDO(WKHUQHW
$FFHVV3RLQW
6&$/$1&(
:55
,:/$15&RD[&DEOH
$FFHVV3RLQW
6&$/$1&(:
0RELOH
3DQHO
,:/$1
3%/LQN
31,2
352),%86
&OLHQW0RGXOH
6&$/$1&(:
6FRQ
&3/HDQ
FRQVZLWFKD
SRUWHLQWHJUDWR
(76
(76
6,1$0,&6
Figura 3-1
(7SUR
Possibili esempi pratici dell'Industrial Wireless LAN
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
45
Configurazione di PROFINET CBA
3.3 Reti senza fili
Interazione tra Industrial Wireless LAN e funzioni PROFINET
Nota
IWLAN e IRT
I dispositivi PROFINET collegati a PROFINET IO tramite punti di accesso
non supportano l'IRT.
Nota
IWLAN e avvio prioritario
I dispositivi PROFINET collegati a PROFINET IO tramite punti di accesso
non supportano la funzionalità "Avvio prioritario" di PROFINET.
3.3.2
Industrial Wireless LAN
Reti wireless, famiglia di apparecchi SCALANCE
PROFINET consente anche di configurare reti wireless con tecnologia Industrial Wireless
Local Area Network (IWLAN). In questo caso si consiglia di utilizzare la linea di prodotti
SCALANCE W.
Tempo di aggiornamento in STEP 7
Se PROFINET viene configurato con una rete Industrial Wireless LAN, è possibile che il
tempo di aggiornamento per i dispositivi wireless debba essere adattato. L'interfaccia IWLAN
ha una performance inferiore rispetto alla rete dati wired poiché la larghezza di banda viene
condivisa da diversi nodi di comunicazione. Nelle soluzioni wired i nodi di comunicazione
dispongono di "tutti" i 100 Mbit/s.
Il parametro "Tempo di aggiornamento" si trova in STEP 7 / Configurazione HW, nelle
proprietà dell'oggetto del sistema PROFINET IO.
Configurazione e parametrizzazione di SCALANCE W
Per la configurazione e la parametrizzazione alla prima messa in servizio utilizzare
l'interfaccia Web. Per l'assegnazione di un indirizzo IP è necessario disporre del
Primary Setup Tool (PST) o di STEP 7.
Descrizione del sistema
46
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3.3 Reti senza fili
Pianificazione, simulazione e configurazione con SINEMA E
Il tool SINEMA E (SIMATIC Network Manager Engineering) è un software di pianificazione,
simulazione e configurazione che semplifica l'installazione e la messa in servizio di una rete
WLAN mediante funzioni di simulazione nel modo seguente:
● Pianificazione di un'infrastruttura WLAN
Tramite modellazione dell'ambiente (area esterna, interna, ecc) avviene il calcolo della
distribuzione dei campi elettromagnetici. Sulla base di questo calcolo si collocano gli
access point e si orientano le relative antenne.
● Simulazione di un'infrastruttura WLAN
Grazie alla simulazione della wireless LAN progettata è possibile calcolare la posizione,
la portata e l'attenuazione prima dell'effettiva realizzazione. In fase di costruzione della
una struttura WLAN, la simulazione consente di ottenere condizioni ottimali di invio e
ricezione.
● Configurazione di un'infrastruttura WLAN
La configurazione di apparecchi WLAN deve essere eseguita offline ed essere seguita
dalla memorizzazione in un progetto di tutti i dati rilevanti (parametri, impostazioni di
sicurezza). Nella modalità online tutti gli apparecchi WLAN vengono rilevati
automaticamente tramite la LAN e i parametri progettati vengono caricati negli
apparecchi WLAN.
● Misure per l'ottimizzazione e la manutenzione di un'infrastruttura WLAN
Misure e analisi all'inizio della pianificazione offrono un supporto ideale per esaminare a
fondo i dettagli di una rete WLAN esistente. Le misure, inoltre, forniscono importanti
informazioni per la ricerca di errori e la manutenzione.
● Funzione di reporting
Oltre alla documentazione dei risultati di misura è possibile utilizzare la funzione di
reporting per la creazione di offerte (Sales Wizard), l'installazione (istruzioni di montaggio
dei dispositivi), il collaudo, la ricerca di errori e l'ampliamento della rete WLAN.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
47
Configurazione di PROFINET CBA
3.3 Reti senza fili
Ulteriori informazioni
Per ulteriori informazioni sui componenti Industrial Wireless LAN SCALANCE W consultare il
manuale SIMATIC NET SCALANCE W-700
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/42784493).
Ulteriori informazioni sulla trasmissione dati wired sono disponibili nel manuale
SIMATIC NET Reti Twisted Pair e Fiber Optic SIMATIC NET
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/8763736).
Ulteriori informazioni sulla trasmissione dati wireless sono invece disponibili nel manuale
SIMATIC NET Nozioni di base sulla configurazione di un'Industrial Wireless LAN
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/9975764).
In Internet (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19440762)
è disponibile il download gratuito del Primary Setup Tool.
In Internet (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/23775917)
sono disponibili download per i tool software SINEMA E Lean e SINEMA E Standard.
Inoltre, leggere il documento Direttive di installazione per PROFINET dell'organizzazione
degli utenti di PROFIBUS in Internet
(http://www.profibus.com/nc/downloads/downloads/profinet-installation-guide/display/).
Descrizione del sistema
48
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3.4 Sicurezza dei dati nell'automazione
3.4
Sicurezza dei dati nell'automazione
3.4.1
Nozioni di base
Introduzione
Sicurezza dei dati e protezione dell'accesso (security) sono argomenti che stanno
acquistando un'importanza sempre maggiore anche in ambito industriale. L'aumento dei
collegamenti in rete di interi impianti industriali, l'integrazione verticale e il collegamento in
rete dei vari livelli aziendali, nonché le nuove tecnologie come la manutenzione a distanza,
portano a una richiesta sempre maggiore di protezione degli impianti.
Per proteggere dalle manipolazioni le reti vulnerabili degli impianti e della produzione non è
sufficiente adottare soluzioni per la sicurezza dati a livello di gestione aziendale nelle singole
applicazioni industriali.
Requisiti
Le particolari caratteristiche della comunicazione in ambiente industriale
(ad es. comunicazione in tempo reale) impone ulteriori requisiti di sicurezza:
● Protezione riflessa delle celle automatizzate
● Protezione dei segmenti di rete
● Protezione dagli accessi non autorizzati
● Scalabilità della funzionalità di sicurezza
● Nessuna conseguenza sulla struttura della rete
Definizione di Security
Termine che riassume le misure per la protezione da quanto segue:
● Perdita dell'affidabilità in seguito all'accesso non autorizzato ai dati
● Perdita dell'integrità in seguito alla manipolazione dei dati
● Perdita della disponibilità in seguito alla distruzione dei dati
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
49
Configurazione di PROFINET CBA
3.4 Sicurezza dei dati nell'automazione
Minacce
Le minacce possono derivare da manipolazioni esterne e interne.
Non sempre la perdita della sicurezza dei dati è causata da azioni intenzionali.
I rischi interni sono causati da:
● errori tecnici
● errori operativi
● programmi difettosi
A questi pericoli interni si aggiungono quelli esterni. I pericoli esterni non si distinguono dalle
note minacce nell'ambiente d'ufficio:
● virus e worm software
● cavalli di troia
● accesso non autorizzato
● phishing di password
Il "phishing" di password è un tentativo, perpetrato via e-mail simulando una identità
fasulla, di convincere il destinatario a comunicare i propri dati e le password di accesso.
Misure di protezione
Qui di seguito sono descritte le più importanti misure per la protezione dalla manipolazione e
dalla perdita dei dati in ambiente industriale.
● Filtraggio e controllo del traffico dati mediante Virtual Private Network (VPN).
Le "Private Network" vengono utilizzate per lo scambio dei dati privati nella rete pubblica
(ad es. in Internet). La tecnologia VPN più diffusa è IPsec. IPsec un insieme di protocolli
basati sul protocollo IP al livello di rete.
● Segmentazione in celle di automazione protette
Lo scopo di questo metodo consiste nella protezione dei nodi di rete di una cella di
automazione mediante Security Module. Una cella è costituita da un gruppo di
apparecchi protetti. Lo scambio dei dati può avvenire solo tra i Security Module dello
stesso gruppo ovvero tra gli apparecchi che questi proteggono.
● Autenticazione (identificazione) dei nodi
I Security Module si identificano reciprocamente mediante procedimenti di autenticazione
utilizzando un canale sicuro (criptato). Diventa così impossibile, senza autorizzazione,
accedere dall'esterno a un segmento protetto.
● Codifica del traffico dati
La codifica garantisce l'affidabilità dei dati. Le chiavi per la codifica sono contenute in un
certificato VPN assegnato al Security Module.
Descrizione del sistema
50
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3.4 Sicurezza dei dati nell'automazione
3.4.2
Componenti di rete e software
Protezione da accessi non autorizzati
Con le seguenti soluzioni è possibile collegare reti industriali alle reti Intranet e Internet per
garantire la protezione da pericoli interni ed esterni:
● SCALANCE S - I componenti per la sicurezza dei dati della famiglia di prodotti
SIMATIC NET
● SOFTNET Security Client per l'impiego su PC
Caratteristiche
I due prodotti citati hanno diverse funzioni tra cui, ad esempio:
● Codifica della comunicazione
● Autenticazione
● Controlli dell'accesso per un max. di 128 canali per la creazione di una
Virtual Privat Network (VPN)
● Semplice integrazione delle reti esistenti senza necessità di ulteriore progettazione
e un firewall integrato
Le unità comprendono una scheda di memorizzazione (Configuration Plug) per i dati di
progettazione che, in caso di errore, può essere inserita nell'apparecchio sostitutivo. I dati
vengono applicati automaticamente dal nuovo dispositivo, evitando così l'utilizzo di un
PG/PC per la programmazione in caso di sostituzione.
Il SOFTNET Security Client supporta l'utente sul lato del PC nella realizzazione di una
comunicazione sicura. Con il Security Configuration Tool (SCT) viene inoltre messo a
disposizione un software con il quale è possibile configurare SCALANCE S e creare i
certificati per i VPN.
3.4.3
Direttive sulla sicurezza delle informazioni nell'automazione industriale
Direttiva VDI
Con la direttiva VDI "VDI/VDE 2182 Part 1", "IT-security for industrial automation General model", la VDI/VDE Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik ha pubblicato
una guida all'implementazione di un'architettura di sicurezza in ambito industriale.
La direttiva è disponibile nella homepage dell'Organizzazione VDI
(http://www.vdi.de/en/vdi/vrp/richtliniendetails_t3/?&no_cache=1&tx_vdirili_pi2[showUID]=89
853&L=1).
PROFINET Security Guideline
L'Organizzazione degli utenti di PROFIBUS offre supporto alla configurazione di standard
di sicurezza nelle aziende con la PROFINET Security Guideline. Queste direttive sono
disponibili in forma di download nella homepage dell'Organizzazione degli utenti di
PROFIBUS in Internet (http://www.profibus.com).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
51
Configurazione di PROFINET CBA
3.4 Sicurezza dei dati nell'automazione
3.4.4
Esempio applicativo
Sicurezza dei dati a livello Office e della produzione
Il grafico seguente mostra un esempio di applicazione con aree protette a diversi livelli
aziendali tramite SCALANCE S e Security Client. Le aree protette sono rappresentate in
colore grigio chiaro.
Computer di assistenza con
software SOFTNET
Security Client
Router MD741-1
WAN
Firewall
Computer di produzione
con software SOFTNET Security Client
PC con
software
SOFTNET
Security
Client
Server
PC
Security Module
SCALANCE S
Livello MES
Rete Office
PC
SINAUT ST7sc/cc
Switch SCALANCE X-400
Switch SCALANCE X414-3E
Accesso garantito (VPN Tunnel)
Rete di automazione
PROFINET
PROFINET
Industrial Ethernet
Industrial Ethernet
Security Module
SCALANCE S
Panel
PC
Security Module
SCALANCE S
Cella robotizzata
Servizio e supervisione
Figura 3-2
Security Module
SCALANCE S
Cella robotizzata
Cella robotizzata
Cella di automazione
Configurazione di rete con Security Module SCALANCE S e SOFTNET Security Client
Ulteriori informazioni
Per ulteriori informazioni sulla configurazione di uno standard di sicurezza in PROFINET
consultare la PROFINET Security Guideline. Queste direttive sono disponibili nella
homepage dell'Organizzazione degli utenti di PROFIBUS in Internet
(http://www.profinet.com).
Descrizione del sistema
52
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3.5 Topologia
3.5
Topologia
Qui di seguito viene fornita una panoramica delle diverse possibilità di configurazione
di una rete PROFINET.
A stella
Collegando i partner della comunicazione a uno switch con più di due porte PROFINET
viene automaticamente creata una topologia di rete con struttura a stella.
Con questa struttura, contrariamente ad altre, non viene a mancare l'intera rete se si guasta
un singolo dispositivo PROFINET. Soltanto il guasto di uno switch comporta la caduta di una
parte della rete di comunicazione.
Ad albero
Interconnettendo diverse strutture a stella viene creata una topologia di rete con struttura
ad albero.
Lineare
Tutti i nodi della comunicazione vengono collegati l'uno dopo l'altro in una linea.
Se un elemento di accoppiamento (p. es. uno switch) è guasto, non è più realizzabile la
comunicazione tramite tale elemento. La rete viene perciò divisa in 2 segmenti parziali.
In PROFINET, la topologia lineare viene realizzata mediante switch già integrati nei
dispositivi PROFINET. Perciò la topologia lineare in PROFINET è solo una forma speciale
di topologia ad albero o stella.
La topologia lineare è quella che comporta il cablaggio più semplice.
Ad anello
Per aumentare la disponibilità di una rete si utilizzano delle strutture ad anello. Ciò consiste
in linea di massima nell'unire una topologia lineare fino a formare un anello mediante il
cosiddetto manager di ridondanza.
Il compito del manager di ridondanza viene svolto da uno switch esterno (SCALANCE X)
o una CPU che supporta il protocollo di ridondanza del supporto (MRP) (S7-300 V3.2,
S7-400 V6.0, WinAC RTX 2010 con CP1616).
Il manager di ridondanza assicura la deviazione dei dati attraverso una connessione intatta
in caso di interruzione della rete.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
53
Configurazione di PROFINET CBA
3.5 Topologia
Rete
Tutti i dispositivi collegati tramite switch si trovano in un'unica rete. Tutti i dispositivi di una
stessa rete possono comunicare direttamente l'uno con l'altro.
La maschera di sottorete è identica per tutti i dispositivi della stessa rete.
Una rete è fisicamente delimitata da un router.
ATTENZIONE
Per fare in modo che i dispositivi possano comunicare tra loro oltre i limiti della rete,
è necessario configurare il router in modo tale da consentire questa comunicazione.
La comunicazione PROFINET IO funziona esclusivamente all'interno di una rete.
È possibile collegare diverse reti PROFINET IO tramite accoppiatori PN/PN.
Ulteriori informazioni
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale SIMATIC NET Reti Twisted Pair e
Fiber Optic SIMATIC NET (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/8763736).
Inoltre, leggere il documento Direttive di installazione per PROFINET dell'organizzazione
degli utenti di PROFIBUS (http://www.profibus.com/nc/downloads/downloads/profinetinstallation-guide/display/).
Informazioni di base sono contenute nel manuale Comunicazione con SIMATIC
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/1254686).
Descrizione del sistema
54
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Configurazione di PROFINET CBA
3.6 Esempio di topologia
3.6
Esempio di topologia
Esempio di topologia
L'esempio seguente mostra la combinazione di diverse topologie.
Numero
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
Significato
S7-300 come IO Controller
Industrial WLAN con SCALANCE W; collegamento senza fili
SCALANCE X 208 con 8 porte elettriche
Sistema di periferia decentrata ET 200S con switch multiporta integrato, in modo che sia possibile collegare
altri dispositivi PROFINET e realizzare una topologia lineare.
SCALANCE X 204 -2 con 4 porte elettriche e 2 ottiche
PROFINET / Industrial Ethernet
IE/PB-Link PN IO
PROFIBUS DP
Sistema di periferia decentrata ET 200S con 2 porte ottiche
Topologia a stella
Topologia lineare
La combinazione delle diverse forme di topologia crea una topologia ad albero.
Figura 3-3
Topologia combinata
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
55
Configurazione di PROFINET CBA
3.6 Esempio di topologia
Descrizione del sistema
56
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4
Argomenti trattati in questo capitolo
In questo capitolo sono contenute informazioni sui concetti base della comunicazione,
la tecnologia, i vantaggi e i campi di impiego della comunicazione in tempo reale nonché
raccomandazioni per la configurazione per l'ottimizzazione di PROFINET. Sono anche
descritte le seguenti funzioni:
● Ampliamenti futuri
● Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG
● Avvio prioritario
● Docking Station - Sostituzione di IO Device durante il funzionamento
● Shared Device
● I Device
● Sincronismo di clock
● PROFIenergy
● Ridondanza del supporto
● Ridondanza del sistema
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
57
Funzioni di PROFINET
4.1 Terminologia generale della comunicazione
4.1
Terminologia generale della comunicazione
Comunicazione PROFINET
La comunicazione PROFINET si svolge tramite Industrial Ethernet.
Le velocità di trasmissione supportate sono le seguenti:
● Trasmissione aciclica di dati di engineering e di diagnostica e di allarmi
● Trasmissione ciclica di dati utili
La comunicazione PROFINET avviene fondamentalmente in RT (real time / tempo reale).
Tempo di aggiornamento
In questo intervallo un IO Device/IO Controller nel sistema PROFINET IO riceve nuovi dati
dall'IO Controller/IO Device. Il tempo di aggiornamento può essere progettato
separatamente per ciascun IO Device e determina l'intervallo con cui i dati vengono inviati
dall'IO Controller all'IO Device (uscite) e dall'IO Device all'IO Controller (ingressi).
Nota
Secondo il teorema del campionamento di Nyquist-Shannon un valore modificato di un
sensore è presente nell'IO Controller al più tardi dopo il secondo ciclo di aggiornamento.
Ulteriori ritardi possono verificarsi nell'IO Device a causa dei tempi di esecuzione del bus
backplane e dei tempi di conversione tra analogico e digitale. Trascorso questo tempo è
possibile accedere al valore modificato direttamente dal programma utente
(ad es. L PEW 267). Se si accede al valore tramite l'immagine di processo,
va sommato due volte il tempo di ciclo dell'OB1.
Tempo di controllo risposta
Il tempo di controllo risposta indica l'intervallo di tempo, accettato da un IO Controller o da un
IO Device, entro il quale non vengono ricevuti nuovi dati IO. Il tempo di controllo risposta
viene calcolato da STEP 7 da un multiplo intero del tempo di aggiornamento e può essere
adattato dall'utente.
Se l'IO Device non riceve dati di ingresso/uscita dall'IO Controller entro il tempo di controllo
risposta, esso risulta guasto ed emette valori sostitutivi. Nell'IO Controller ciò viene
segnalato come guasto della stazione.
Nota
Se si utilizza un IO Device con IRT e l'opzione IRT "Elevata performance", dopo
l'individuazione di una perdita Sync questo dispositivo risulta guasto già dopo 180 ms.
Questo comportamento si verifica indipendentemente da un tempo di controllo risposta
selezionato eventualmente superiore. Se progettati, i valori sostitutivi vengono attivati solo
al termine del tempo di controllo risposta.
Descrizione del sistema
58
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.1 Terminologia generale della comunicazione
IRT (Isochronous Real Time, comunicazione in tempo reale con larghezza di banda riservata)
In PROFINET IO con IRT un master Sync trasmette un telegramma di sincronizzazione al
quale si sincronizzano tutti gli slave Sync. I meccanismi di sincronizzazione vengono
controllati dall'ERTEC (Enhanced Real-Time Ethernet Controller) dell'interfaccia PROFINET
integrata. In questo modo viene assicurata una precisione di sincronizzazione di meno di un
microsecondo. La sincronizzazione di tutti i dispositivi PROFINET con funzione IRT su una
stessa base temporale costituisce il presupposto per il controllo temporale della
comunicazione e per riservare la larghezza di banda.
I ruoli di master e slave Sync vengono assegnati ai dispositivi con la progettazione dei
dispositivi PROFINET in STEP 7, come descritto nel capitolo Progettazione della
comunicazione in tempo reale (Pagina 200). Il ruolo di master Sync può essere assegnato
sia a un IO Controller che a uno switch progettato come IO Device purché supportino la
funzione "Master Sync".
Master e slave Sync insieme costituiscono il dominio Sync.
Un dominio Sync ha esattamente un master Sync attivo durante il tempo di esecuzione.
Nota
Raccomandazioni per la configurazione di PROFINET IO con IRT
Per la configurazione di PROFINET con IRT nei sistemi PROFINET IO all'interno di domini
Sync osservare le raccomandazioni contenute nel capitolo Configurazione consigliata per
l'ottimizzazione di PROFINET (Pagina 177).
Tempo reale e determinismo
Tempo reale significa che un sistema elabora eventi esterni in un arco di tempo definito.
Determinismo significa che un sistema reagisce entro un intervallo di tempo prevedibile
(deterministico).
Intervallo di trasmissione
Periodo di tempo tra due intervalli successivi per la comunicazione IRT o RT.
L'intervallo di trasmissione è la frequenza di invio minima possibile per lo scambio di dati.
Per IRT con l'opzione "Elevata performance" oltre agli intervalli di trasmissione "pari"
(250 μs, 500 μs, 1 ms, 2 ms, 4 ms) nel campo compreso tra 250 μs e 4 ms può essere
impostato qualsiasi multiplo di 125 μs come intervallo di trasmissione "dispari": 375 μs,
625 μs … 3,875 ms.
Per gli intervalli di trasmissione "dispari" vale in tutti i PROFINET IO Device:
● Tempo di aggiornamento = Intervallo di trasmissione
● Non è possibile alcuna integrazione di IRT con l'opzione "Elevata performance"
tramite dispositivi RT
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
59
Funzioni di PROFINET
4.1 Terminologia generale della comunicazione
Relazione tra tempo di aggiornamento e intervallo di trasmissione
I tempi di aggiornamento calcolati sono scansioni (1, 2, 4, 8, ..., 512) dell'intervallo di
trasmissione. Il tempo di aggiornamento minimo raggiungibile dipende pertanto dall'intervallo
di trasmissione minimo impostabile dell'IO Controller e dalle prestazioni dell'IO Controller
e dell'IO Device. A seconda dell'intervallo di trasmissione utilizzato può essere disponibile
anche solo una parte delle scansioni (ciò è garantito da STEP 7 tramite una preselezione).
Le tabelle seguenti illustrano la dipendenza del tempo di aggiornamento impostabile
dall'intervallo di trasmissione sull'esempio di una CPU319-3 PN/DP.
Tabella 4- 1
Per RT vale quanto segue:
Intervallo di trasmissione
Tempo di aggiornamento
Scansioni
250 μs
250 µs ... 128 ms
1,2, ... , 512
500 μs
500 µs ... 256 ms
1,2, ... , 512
1 ms
1 ms ... 512 ms
1,2, ... , 512
2 ms
2 ms ... 512 ms
1,2, ... , 256
4 ms
4 ms ... 512 ms
1,2, ... , 128
Tabella 4- 2
Per IRT con l'opzione "Elevata flessibilità" vale:
Intervallo di trasmissione
Tempo di aggiornamento
Scansioni
250 μs
250 µs ... 128 ms
1,2, ... , 512
500 μs
500 µs ... 256 ms
1,2, ... , 512
1 ms
1 ms ... 512 ms
1,2, ... , 512
Tabella 4- 3
Per IRT con l'opzione "Elevata performance" vale:
Intervallo di trasmissione
Tempo di aggiornamento
Scansioni
250 μs
250 µs ... 4 ms
1,2, ... , 16
500 μs
500 µs ... 8 ms
1,2, ... , 16
1 ms
1 ms ... 16 ms
1,2, ... , 16
2 ms
2 ms ... 32 ms
1,2, ... , 16
4 ms
4 ms ... 64 ms
1,2, ... , 16
Per gli intervalli di trasmissione dispari vale tempo di aggiornamento = intervallo di
trasmissione.
Descrizione del sistema
60
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.1 Terminologia generale della comunicazione
Nota
Tempi di aggiornamento per lo scambio di dati ciclico
STEP 7 determina automaticamente il tempo di aggiornamento in base alla configurazione
hardware disponibile e alla quantità di dati ciclici che ne risulta.
Nella finestra di dialogo "Tempo di aggiornamento" (scheda "Ciclo IO" nella finestra
"Proprietà" degli IO Device) è possibile scegliere tra il calcolo automatico dei tempi di
aggiornamento degli IO Device in Configurazione HW di STEP 7 e la preimpostazione di
tempi di aggiornamento prefissati o di un fattore fisso per l'intervallo di trasmissione di
determinati IO Device.
Tempo di aggiornamento automatico
STEP 7 determina automaticamente il tempo di aggiornamento in base alla configurazione
hardware disponibile e alla quantità di dati ciclici che ne risulta. Il tempo di aggiornamento
minimo possibile è quello che assicura il mantenimento della larghezza di banda disponibile.
Il tempo di aggiornamento minimo possibile in un sistema PROFINET dipende dai
seguenti fattori:
• Numero dei PROFINET IO Device
Disposizione topologica degli IO Device (in particolare profondità della linea)
Intervallo di trasmissione dell'IO Controller o del master Sync
Prestazioni dell'IO Controller e dell'IO Device
Numero dei dati utili progettati
Percentuale di comunicazione PROFINET IO (in rapporto alla percentuale di
comunicazione PROFINET CBA)
• Dimensioni della larghezza di banda riservata
•
•
•
•
•
Quest'interdipendenza viene considerata automaticamente da STEP 7 durante la
progettazione.
Se si seleziona l'aggiornamento automatico, per i dispositivi RT viene preimpostato almeno
un tempo di aggiornamento di 2 ms.
Nota
Tempo di aggiornamento prefissato (opzionale)
Il tempo di aggiornamento dell'IO Device viene fissato dall'utente.
L'impostazione del tempo di aggiornamento resta uguale anche se si modifica l'intervallo
di trasmissione .
Basandosi sulla configurazione, STEP 7 calcola tempi di aggiornamento ottimizzati ovvero possibilmente brevi - per gli IO Device in funzionamento RT o IRT se non sono stati
prefissati. Per i singoli IO Device è possibile impostare tempi di aggiornamento più brevi
utilizzando l'impostazione "Tempo di aggiornamento fisso". Per gli IO Device che forniscono
dati utili senza criticità temporale è possibile aumentare manualmente i tempi di
aggiornamento (p. es. per i dispositivi RT con elevata profondità della linea).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
61
Funzioni di PROFINET
4.1 Terminologia generale della comunicazione
Nota
Fattore fisso (opzionale)
L'utente fissa la scansione con la quale deve essere aggiornato l'IO Device
(p. es. fattore 4 per l'aggiornamento ogni quattro intervalli di trasmissione).
L'impostazione del fattore fisso resta uguale anche se si modifica l'intervallo di trasmissione.
Se si riduce l'intervallo di trasmissione è possibile che con la verifica della corerenza
vengano emessi messaggi di errore. In questo caso sarà necessario aumentare il fattore.
Basandosi sulla configurazione per gli IO Device con tempo di aggiornamento automatico,
STEP 7 calcola fattori ottimizzati o possibili per tempi di aggiornamento possibilmente brevi
per gli IO Device in funzionamento RT o IRT.
Per i singoli IO Device è possibile impostare fattori minori utilizzando l'impostazione
"Fattore fisso". Per gli IO Device che forniscono dati utili senza criticità temporale è possibile
aumentare manualmente i fattori (ad es. per i dispositivi RT con elevata profondità della
linea).
Dominio Sync
Tutti i dispositivi PROFINET che devono essere sincronizzati con l'IRT tramite PROFINET IO
devono far parte di un dominio Sync.
Il dominio Sync è formato esattamente da un master Sync e da almeno uno slave Sync.
Il ruolo del master Sync viene assunto principalmente da un IO Controller o uno switch.
I dispositivi PROFINET non sincronizzati non sono parte del dominio Sync.
Ridondanza del supporto
Tramite il cosiddetto Media Redundancy Protocol (MRP) è possibile creare reti ridondate.
I percorsi di trasmissione ridondati (topologia ad anello) garantiscono una via di
comunicazione alternativa in caso di guasto di un percorso di trasmissione. I dispositivi
PROFINET che sono parte di questa rete ridondata costituiscono un dominio MRP.
Descrizione del sistema
62
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.1 Terminologia generale della comunicazione
Accesso trasparente ai dati
La comunicazione PROFINET supporta l'accesso ai dati di processo da livelli diversi
dell'azienda. L'utilizzo di Industrial Ethernet ora consente di impiegare nell'ambito
dell'automazione meccanismi standard della tecnica di comunicazione e di informazione
quali OPC/XML combinati a protocolli standard come UDP/TCP/IP e HTTP. Ciò consente
un accesso trasparente ai dati dei sistemi di automazione a livello di controllo e produzione
direttamente dall'ambiente Office dell'amministrazione aziendale.
$PPLQLVWUD]LRQH
D]LHQGDOH
&RQWUROORUH
3URGX]LRQH
352),1(7
,QGXVWULDO(WKHUQHW
352),%86
Figura 4-1
Accesso ai dati di processo
Cosa sono TCP/IP, COM/DCOM, OPC/XML?
Le informazioni relative a questi termini sono contenute nel Glossario.
Progettazione della comunicazione in tempo reale
Informazioni sulla progettazione della comunicazione in tempo reale sono contenute
nel capitolo Progettazione della comunicazione in tempo reale (Pagina 200).
Vedere anche
Progettazione della comunicazione IRT di un sistema PROFINET IO (Pagina 208)
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
63
Funzioni di PROFINET
4.2 Comunicazione in tempo reale
4.2
Comunicazione in tempo reale
4.2.1
Introduzione
Comunicazione in tempo reale e IT
La comunicazione industriale, in particolare nell'automazione della produzione e di processo,
richiede una trasmissione dei dati esatta e deterministica. Perciò PROFINET IO, per lo
scambio ciclico di dati utili IO con criticità temporale, non utilizza TCP/IP bensì la
comunicazione in tempo reale (RT) o in tempo reale isocrona (IRT) per la comunicazione
sincronizzata a intervalli di tempo riservati.
Utilizzo di PROFINET in settori diversi
PROFINET viene utilizzato in diversi settori industriali, p. es.:
● Impianti di produzione
● Impianti di montaggio
● Impianti dell'industria automobilistica
● Impianti dell'industria alimentare
● impianti di imballaggio
Ogni settore presenta esigenze diverse per quanto riguarda la comunicazione
e la relativa performance.
Campo di impiego di PROFINET con RT
PROFINET con RT è adatto alle applicazioni con criticità temporale nell'automazione
della produzione.
Campo di impiego di PROFINET con IRT
PROFINET con IRT è particolarmente adatto per:
● Elevata performance e deterministica in presenza di numerose risorse per la
comunicazione di dati utili I/O (dati produttivi)
● Elevata performance anche in presenza di numerosi nodi in topologia lineare per la
comunicazione di dati utili I/O (dati produttivi)
● Trasmissione parallela di dati produttivi e TCP/IP attraverso una linea, anche con grandi
quantità di dati; l'inoltro dei dati produttivi viene assicurato poiché la larghezza di banda è
riservata.
Descrizione del sistema
64
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.2 Comunicazione in tempo reale
Norma internazionale IEC 61158
I processi di comunicazione RT e IRT sono unificati nella norma internazionale IEC 61158.
4.2.2
Livelli di performance della comunicazione in tempo reale
Proprietà
'HWHUPLQLVWLFD
PROFINET IO è un sistema di comunicazione in tempo reale scalabile basato sul protocollo
di livello 2 per Fast Ethernet. Perciò con il metodo di trasmissione RT per i dati di processo
con criticità temporale e l'IRT per processi di alta precisione e in sincronismo di clock sono
disponibili due livelli di performance della comunicazione in tempo reale.
352),1(7FRQ,57
5HDO7LPHLVRFURQR
352),1(7FRQ57
5HDO7LPH
Figura 4-2
4.2.3
Performance della comunicazione in tempo reale
Real time
PROFINET IO con comunicazione real-time (RT) è la soluzione ideale per il collegamento
di sistemi di periferia. Si tratta di una soluzione basata su Ethernet standard per apparecchi
e switch industriali diffusi in commercio utilizzati come componenti dell'infrastruttura. Non è
necessario un supporto hardware particolare.
Per sfruttare appieno la funzionalità di PROFINET occorre utilizzare switch che supportino lo
standard PROFINET a norma IEC 61158. Negli switch dei dispositivi PROFINET e negli
switch PROFINET (p. es. della gamma SCALANCE) sono implementate funzioni PROFINET
conformi allo standard PROFINET utilizzabili senza limitazioni per l'integrazione nel sistema
PROFINET IO.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
65
Funzioni di PROFINET
4.2 Comunicazione in tempo reale
Comunicazione real-time (RT)
Ai telegrammi PROFINET IO viene assegnata la priorità rispetto ai telegrammi standard
secondo la norma IEEE802.1Q. Ciò garantisce il determinismo necessario per la tecnica di
automazione. Con questo procedimento i dati vengono trasmessi tramite telegrammi
Ethernet prioritari. Con RT è possibile realizzare tempi di aggiornamento a partire da 250 μs.
Meccanismi di switching
In SIMATIC gli switch consentono la comunicazione in tempo reale in PROFINET attraverso
due meccanismi: "Store and Forward" e "Cut through".
Store and Forward
In questo procedimento lo switch riceve i telegrammi completi e quindi li inserisce in una
coda di attesa. Se lo switch supporta lo standard internazionale IEEE 802.1Q, i dati vengono
ordinati nella coda di attesa in base alla priorità. I telegrammi vengono poi inoltrati
selettivamente alla porta dalla quale è accessibile il nodo indirizzato (Store and Forward).
Cut Through
Nel procedimento Cut Through l'intero pacchetto dei dati non viene bufferizzato
temporaneamente, ma trasmesso direttamente alla porta non appena è stato letto l'indirizzo
di destinazione ed è stata determinata la porta di destinazione.
In questo modo i tempi richiesti dal pacchetto di dati per attraversare lo switch diventano
minimi e non dipendono dalla lunghezza del telegramma. Soltanto se il segmento di
destinazione, ovvero il tratto compreso fra la porta di destinazione e la porta dello switch
successivo, è occupato, i dati vengono memorizzati provvisoriamente in base alla priorità
con il metodo Store and Forward.
Nota
Retroazione della comunicazione multicast
Se si utilizzano contemporaneamente su una rete Industrial Ethernet PROFINET RT e la
comunicazione broadcast (BC) o multicast (MC), è possibile che i telegrammi PROFINET RT
vengano rallentati da telegrammi BC e/o MC più lunghi. Questi telegrammi tra l'altro
vengono creati dai blocchi funzionali AG_SEND / AG_RECEIVE / TSEND / SRECV .
Negli IO Device in funzionamento RT possono verificarsi di conseguenza guasti alla
stazione, perciò in questi casi si consiglia di aumentare il tempo di aggiornamento o il tempo
di controllo risposta.
Nota
Ulteriori avvertenze sulla comunicazione multicast
Ulteriori informazioni si trovano in Internet
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/29104898).
Descrizione del sistema
66
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.2 Comunicazione in tempo reale
Comunicazione real-time e PROFINET
Le reti industriali hanno esigenze particolari in termini di trasmissione deterministica in tempo
reale. PROFINET soddisfa questi requisiti. PROFINET è quindi realizzato come sistema di
comunicazione in tempo reale deterministico nel modo seguente:
● La trasmissione di dati con criticità temporale ha luogo a intervalli di tempo garantiti.
PROFINET mette a disposizione un canale ottimizzato per la comunicazione real-time.
● In questo modo viene garantita la possibilità di comunicare mediante altri protocolli
standard nella stessa rete.
4.2.4
Real-time isocrono
Comunicazione real-time isocrona (IRT)
Procedimento di trasmissione sincronizzato per lo scambio ciclico di dati IRT tra dispositivi
PROFINET. Per i dati IRT è disponibile una larghezza di banda riservata all'interno
dell'intervallo di trasmissione. La larghezza di banda riservata garantisce un trasferimento
dei dati IRT senza interferenze, a intervalli temporali sincronizzati e riservati, anche in
presenza di un altro elevato carico della rete (p. es la comunicazione TCP/IP o un'altra
comunicazione real-time).
Vantaggi
PROFINET con IRT è una comunicazione sincronizzata a intervalli di tempo riservati. IRT
offre la possibilità di controllare tramite PROFINET applicazioni a criticità temporale come ad
esempio le applicazioni dinamiche Motion Control. Inoltre, IRT offre ulteriori vantaggi:
● Deterministica estremamente precisa, anche in caso di elevato carico della rete a causa
della comunicazione standard
● Integrazione semplice e flessibile dei dispositivi PROFINET per le applicazioni in tempo
reale nelle reti aziendali esistenti
● Larghezza di banda riservata e quindi sufficienti risorse libere per la trasmissione dei dati
per il controllo in tempo reale
● Comunicazione standard sicura parallela alla comunicazione in tempo reale attraverso lo
stesso mezzo di trasmissione
● È possibile continuare a utilizzare i componenti standard del sistema PROFINET IO al di
fuori del dominio Sync
● Grazie alla larghezza di banda riservata non è più necessario aumentare il tempo di
aggiornamento calcolato da STEP 7 in funzione della profondità della linea.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
67
Funzioni di PROFINET
4.2 Comunicazione in tempo reale
Proprietà del real-time isocrono
Con l'implementazione del procedimento di trasmissione IRT negli Ethernet Controller,
gli ERTEC-ASIC (Enhanced Real-Time Ethernet Controller), si ottengono tempi di
aggiornamento di 250 μs e una precisione di jitter dell'intervallo di trasmissione inferiore
a 1 µs.
IRT a elevata flessibilità
I telegrammi vengono trasmessi ciclicamente in un clock deterministico (real-time isocrono).
Per questo viene riservata una larghezza di banda fissa nelle risorse di trasmissione. Non è
necessaria alcuna progettazione della topologia dell'impianto. In linea generale è possibile
progettare la topologia se si desidera p. es. analizzare gli errori della topologia nel
programma utente.
Questo procedimento garantisce la massima flessibilità per la pianificazione e l'ampliamento
di un impianto.
Con l'IRT a elevata flessibilità è possibile realizzare tempi di aggiornamento a partire da
250 μs.
IRT a elevata performance
Oltre alla larghezza di banda riservata, per l'ulteriore ottimazione dello scambio di dati i
telegrammi vengono scambiati su percorsi di trasmissione definiti. Le informazioni
topologiche della progettazione vengono utilizzate per la pianificazione della comunicazione.
In questo modo sono garantiti i momenti di invio e di ricezione di ogni singolo telegramma di
dati per ogni nodo di comunicazione. Ciò permette di ottenere un utilizzo ottimale della
larghezza di banda e la migliore performance possibile nel sistema PROFINET IO. Con IRT
con larghezza della banda di trasmissione riservata e progettazione della topologia si
possono realizzare tempi di aggiornamento con la massima deterministica a partire da
250 µs.
Per IRT con elevata performance la progettazione della topologia è un presupposto
necessario. Per la progettazione della topologia è disponibile l'editor di topologia che
può essere richiamato in Configurazione HW dal menu di scelta rapida del sistema
PROFINET IO.
Per IRT con "elevata performance" sono possibili applicazioni con sincronismo di clock
(vedere il capitolo: Che cos'è il sincronismo di clock? (Pagina 136)). Questa funzione non è
disponibile per IRT con "elevata flessibilità".
Sincronizzazione
Il presupposto per la comunicazione IRT è un clock di sincronizzazione per tutti i dispositivi
PROFINET in un dominio Sync per la distribuzione di una base temporale comune. Questa
sincronizzazione di base consente di ottenere un sincronismo del ciclo di trasmissione dei
dispositivi PROFINET in un dominio Sync. Il master Sync (IO Controller) genera il clock di
sincronismo comune e predefinisce la base di tempo alla quale si sincronizzano tutti gli altri
slave Sync (IO Device).
Se il master Sync si guasta, i dispositivi IRT con l'opzione "elevata flessibilità" continuano ad
essere alimentati con qualità RT mentre i dispositivi IRT con l'opzione "elevata performance"
si guastano.
Descrizione del sistema
68
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.2 Comunicazione in tempo reale
Larghezza di banda riservata
IRT è un procedimento di trasmissione nel quale i dispositivi PROFINET vengono
sincronizzati con un'elevatissima precisione in un dominio Sync. Una parte del ciclo di
comunicazione (intervallo di trasmissione) è riservata alla comunicazione IRT, quella in cui
vengono trasmessi i telegrammi deterministici. Per ogni intervallo di trasmissione si crea un
periodo per la comunicazione IRT e uno con la comunicazione RT e TCP/IP. La larghezza
di banda viene riservata nell'hardware da speciali Ethernet Controller (p. es. ERTEC).
Il ciclo di comunicazione appartenente a un intervallo di trasmissione viene suddiviso in tre
periodi contraddistinti dai colori arancione, verde chiaro e verde scuro. Nell'esempio
seguente l'intervallo di trasmissione è di 1000 µs. Tutte le cifre sono espresse nell'unità di
misura µs, se non diversamente specificato.
Nota
Larghezza di band inutilizzata solo per RT con l'opzione "Elevata flessibilità"
Per IRT con l'opzione "elevata flessibilità" esiste una larghezza di banda inutilizzata che
è riservata esclusivamente e non può essere utilizzata per un'altro tipo di comunicazione.
Per IRT con l'opzione "elevata performance" non esiste una larghezza di banda inutilizzata,
a causa della topologia pianificata e del grado di comunicazione calcolabile con precisione
sui singoli percorsi di trasmissione.
'DWL,57
'DWL57
/DUJKH]]DGLEDQGD
ULVHUYDWDLQXWLOL]]DWD
'DWL7&3,3
GL /DUJKH]]DGLEDQGDPD[SRVVLELOHSHUGDWLXWLOL
FLFOLFL ,QWHUYDOORGLWUDVPLVVLRQH VRORSHU,57FRQO
RS]LRQH(OHYDWDIOHVVLELOLW¢
Figura 4-3
Telegrammi di dati e rispettivi intervalli di tempo all'interno di un intervallo di trasmissione
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
69
Funzioni di PROFINET
4.2 Comunicazione in tempo reale
L'esempio precedente si basa sulle impostazioni seguenti:
Tabella 4- 4
Esempio: parti di comunicazione di un telegramma di dati
Colore
Impostazione/calcoli
Dati
Osservazioni
Non rilevante
Intervallo di trasmissione = 1 ms
Non rilevante
Intervalli di trasmissione impostabili: Vedere
il capitolo Terminologia generale della
comunicazione (Pagina 58), paragrafo
Intervallo di trasmissione e seguente.
Non rilevante
Larghezza di banda max. possibile
per dati utili ciclici (qui 500 µs)
Non rilevante
Risulta dalla lunghezza dell'intervallo di
trasmissione; con 1 ms la larghezza di banda
max. possibile per i dati utili ciclici
è = 500 μs, con 500 μs è = 250 μs e con
250 μs è = 100 μs
Arancione +
bianco
(solo per
l'opzione
"Elevata
flessibilità")
Limite superiore per la
comunicazione IRT (larghezza di
banda riservata per la
comunicazione IRT); viene
impostato come parte della
larghezza di banda max. possibile
per i dati utili ciclici in %
(qui p. es. 30 % di 500 µs = 150 µs)
IRT + larghezza di
band inutilizzata
(solo per l'opzione
"Elevata flessibilità")
Da un lato la larghezza di banda riservata
per i dati IRT (limite superiore per i dati IRT)
deve essere superiore o uguale alla
larghezza di banda effettivamente utilizzata
per la comunicazione IRT e dall'altro deve
anche essere soddisfatta la condizione
seguente:
Larghezza di banda utilizzata per
IRT
IRT
Arancione
la larghezza di banda riservata per la
comunicazione IRT (arancione + bianco)
e la larghezza di banda utilizzata per la
comunicazione RT (verde chiaro) insieme
non devono superare la larghezza di banda
max. possibile per i dati utili ciclici.
Dipende dal numero di dispositivi PROFINET
sincronizzati e dall'intervallo di trasmissione
del sistema PROFINET IO.
All'interno di questo periodo vengono
trasmessi esclusivamente dati IRT.
Bianco (solo
per l'opzione
"Elevata
flessibilità")
Larghezza di banda inutilizzata
della larghezza di banda riservata
per la comunicazione IRT, non
disponibile per la comunicazione
IRT e TCP/IP
Riservata per la
comunicazione IRT
ma non utilizzata
Gli intervalli "arancione" e "bianco" insieme
costituiscono l'area riservata per la
comunicazione IRT (in %) della larghezza
di banda possibile per i dati utili ciclici.
Descrizione del sistema
70
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.2 Comunicazione in tempo reale
Colore
Impostazione/calcoli
Dati
Osservazioni
Verde chiaro
Larghezza di banda utilizzata per
RT
RT
Nel periodo "verde chiaro e verde scuro"
vengono trasmessi i telegrammi ciclici RT e
la comunicazione standard (TCP/IP ecc.).
Ai telegrammi Ethernet viene a loro volta
assegnata, in base all'"urgenza", una priorità
di diversi livelli, da "Priorità 1 (bassa)" a
"Priorità 7 (alta)" secondo la norma IEEE
802.1Q. I dati RT in PROFINET IO hanno la
priorità 6.
Verde scuro
La larghezza di banda per TCP/IP
è l'intervallo di trasmissione;
larghezza di banda riservata;
larghezza di banda per RT
TCP/IP
Nel periodo "verde chiaro e verde scuro"
vengono trasmessi i telegrammi ciclici RT e
la comunicazione standard (TCP/IP ecc.).
Ai telegrammi Ethernet viene a loro volta
assegnata, in base all'"urgenza", una priorità
di diversi livelli, da "Priorità 1 (bassa)" a
"Priorità 7 (alta)" secondo la norma IEEE
802.1Q. I dati RT in PROFINET IO hanno la
priorità 6.
Progettazione di IRT con STEP 7
● Le istruzioni per la progettazione di IRT in STEP 7 sono riportate nel capitolo
Progettazione della comunicazione IRT di un sistema PROFINET IO (Pagina 208).
● Le istruzioni per la progettazione della topologia di un sistema PROFINET IO con l'editor
di topologia sono riportate nel capitolo Progettazione della topologia (Pagina 195).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
71
Funzioni di PROFINET
4.2 Comunicazione in tempo reale
4.2.5
RT e IRT a confronto
Principali differenze tra RT e IRT
Tabella 4- 5
Confronto tra RT e IRT
Proprietà
RT
IRT a elevata flessibilità
IRT a elevata performance
Tipo di trasmissione
Priorità dei telegrammi RT in
base alla priorità Ethernet
(tag VLAN)
La larghezza di banda viene
riservata riservando un
periodo nel quale avviene
solo la comunicazione IRT e
non vengono p. es. trasmessi
frame TCP/IP.
Switching in funzione del
percorso basato su una
pianificazione del percorso di
comunicazione; nessuna
trasmissione di frame TCP/IP
nel periodo con la
comunicazione IRT.
Determinismo
Variante della durata della
trasmissione dovuta alla
condivisione della larghezza di
banda con altri protocolli
(ad es. TCP/IP)
Trasmissione dei telegrammi
IRT nel ciclo attuale garantita
dalla larghezza di banda
riservata.
Trasmissione esatta
pianificata, i momenti di invio
e ricezione sono garantiti per
qualsiasi topologia.
È necessario il supporto
hardware tramite
speciali Ethernet
Controller
Non richiesto
Necessario
Necessario
Applicazione in
sincroniscmo di clock
-
No
Sì (solo sull'interfaccia PN IO
integrata della CPU)
Momento di avvio
dell'applicazione con
sincroniscmo di clock
-
-
Momenti per la ricezione dei
dati esattamente pianificati.
L'applicazione sincrona può
essere avviata subito dopo
(in modo analogo a DP)
Descrizione del sistema
72
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.3 Ampliamenti futuri
4.3
Ampliamenti futuri
4.3.1
Ampliamenti futuri
Principi
Gli ampliamenti futuri consentono di predisporre l'IO Device a successivi ampliamenti
(opzioni). Gli ampliamenti futuri consentono inoltre di montare, cablare, progettare e
programmare la configurazione massima pianificata per l'IO Device.
A seconda delle esigenze è possibile selezionare tre varianti di ampliamenti futuri:
● Ampliamenti futuri con i moduli RESERVE.
● Ampliamenti futuri senza i moduli RESERVE.
● Aggiunta di opzioni
Una combinazione di questi procedimenti è ammessa.
Ampliamenti futuri con i moduli RESERVE.
I moduli elettronici opzionali vengono sostituiti da economici moduli RESERVE che in un
secondo tempo potranno essere facilmente sostituiti con i moduli elettronici previsti.
L'IO Device può venire così precablato (cablaggio principale) in quanto il modulo RESERVE
non presenta alcun collegamento con i morsetti del modulo terminale, quindi con il processo.
I moduli RESERVE per i successivi ampliamenti all'estremità destra dell'IO Device non
richiedono alcun montaggio. In questo caso sono possibili un montaggio e un cablaggio
di preparazione, operazioni tuttavia non obbligatorie.
Ampliamenti futuri senza i moduli RESERVE.
In questa variante non è necessario utilizzare moduli RESERVE. I moduli vengono montati
uno dopo l'altro senza spazi vuoti. Non è necessario effettuare un montaggio e cablaggio di
preparazione per i moduli elettronici opzionali.
Nota
I moduli sono contrassegnati con il numero di posto connettore definito nella progettazione.
Aggiunta di opzioni
Questo procedimento consente di aggiungere moduli al termine della configurazione. Se non
è selezionata l'opzione "Aggiungi" non è obbligatorio inserire moduli RESERVE per questi
moduli. Sulla base dell'assegnazione dei posti connettore selezionabile a piacere l'aggiunta
di opzioni può anche essere avviata anche dalla configurazione progettata.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
73
Funzioni di PROFINET
4.4 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG
4.4
Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG
4.4.1
Cos'è la sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG?
Definizione
Gli IO Device che supportano la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza
supporto di memoria estraibile/PG" possono essere sostituiti senza che sia inserito un
supporto di memoria estraibile (ad es. una Micro Memory Card) con il nome del dispositivo
memorizzato o senza dover assegnare il nome al dispositivo con il PG.
All'IO Device sostituito, il nome di dispositivo non viene più assegnato dal supporto di
memoria estraibile o dal PG bensì dall'IO Controller.
Anche l'IO Controller e i dispositivi PROFINET vicini all'IO Device sostituito devono
supportare la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria
estraibile/PG".
Per l'assegnazione del nome al dispositivo, l'IO Controller impiega la topologia progettata
e le correlazioni con i nodi vicini rilevate dagli IO Device.
Presupposti per la funzionalità PROFINET
"Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG"
Per utilizzare la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria
estraibile/PG" sono necessari i seguenti presupposti:
● La topologia del sistema PROFINET IO con i rispettivi IO Device deve essere già
stata progettata.
Con la progettazione della topologia vengono comunicate al sistema PROFINET IO e
all'IO Controller le correlazioni con i nodi vicini di tutti i dispositivi PROFINET presenti nel
sistema PROFINET IO. Dalle correlazioni con i nodi vicini predefinite dalla topologia
prefissata e da quelle determinate in base ai dispositivi PROFINET reali, l'IO Controller
è in grado di identificare l'IO Device sostituito anche senza nome, di assegnargli il nome
progettato e l'indirizzo IP e quindi di reinserirlo nel traffico dei dati utili.
● In STEP 7 deve essere progettata la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi
senza supporto di memoria estraibile/PG" per l'IO Controller i cui IO Device supportano
questa funzionalità.
● L'IO Controller e gli IO Device devono supportare la funzionalità PROFINET "Sostituzione
dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG".
● I dispositivi PROFINET collegati all'IO Device devono supportare la funzionalità
PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG".
● Prima della sostituzione, il dispositivo sostituito deve essere stato resettato allo
stato di fornitura.
Descrizione del sistema
74
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.4 Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG
Vantaggi
La funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria
estraibile/PG" offre i vantaggi seguenti:
● Dopo la sostituzione, l'IO Device riceve il nome automaticamente dall'IO Controller.
Non è più necessario assegnare il nome al dispositivo con il PG o con il supporto di
memoria estraibile (Micro Memory Card).
● Non è necessario un supporto di memoria estraibile per l'IO Device sostituito.
● Non è più necessario caricare i dati del dispositivo sulla scheda di memoria e nell'IO
Device.
● Assegnazione dei nomi ai dispositivi semplificata per le macchine in serie che hanno la
stessa configurazione e la stessa topologia prefisstata. Non è più necessario assegnare
i nomi ai dispositivi manualmente tramite supporto di memoria estraibile/PG.
4.4.2
Engineering
Procedimento in Configurazione HW
Per progettare la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di
memoria estraibile/PG" del sistema PROFINET IO procedere nel modo seguente:
1. Fare doppio clic sull'interfaccia PROFINET dell'IO Controller che deve supportare
la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria
estraibile/PG". Si apre la finestra di dialogo "Proprietà" di questa interfaccia PROFINET.
2. Attivare l'opzione "Supporta la funzione Sostituzione dispositivi senza supporto di
memoria estraibile".
3. Salvare l'impostazione dell'interfaccia uscendo dalla finestra con il pulsante "OK".
4. Salvare e compilare le impostazioni in Configurazione HW.
5. Caricare la progettazione nell'IO Controller.
Risultato
L'IO Controller assegna il nome a tutti gli IO Device del sistema PROFINET IO di cui è stata
progettata la topologia che sono stati resettati alle impostazioni di fabbrica e che non hanno
ancora un nome valido (Micro Memory Card non inserita o Micro Memory Card inserita con
un nome di dispositivo non valido). L'IO Controller quindi può acquisire questi dispositivi nel
traffico dei dati utili senza esplicita indicazione del nome da parte dell'utente.
Nota
Presupposto per l'assegnazione automatica del nome del dispositivo
Tutti gli IO Device che acquisiscono automaticamente il nome di dispositivo dall'IO Controller
devono trovarsi allo stato di fornitura (reset alle impostazioni di fabbrica) mentre la topologia
prefissata deve coincidere con quella attuale.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
75
Funzioni di PROFINET
4.5 Avvio prioritario
Nota
Sostituzione di dispositivi che possiedono già un nome valido
Se nell'apposito vano dell'IO Device è presente un supporto di memoria estraibile
(Micro Memory Card, C-PLUG) già dotato di un nome valido o se il dispositivo è già stato
parametrizzato per l'avvio prioritario prima della sostituzione, esso può mantenere il proprio
nome, che è già valido.
4.5
Avvio prioritario
4.5.1
Che cos'è l'avvio prioritario?
Definizione
L'avvio prioritario è una funzionalità PROFINET che consente di accelerare l'avvio degli
IO Device (periferia decentrata) in un sistema PROFINET IO con comunicazione RT e
IRT. Esso riduce il tempo impiegato dagli IO Device progettati (periferia decentrata) per
accedere nuovamente allo scambio ciclico dei dati utili nei casi seguenti:
● Dopo il ripristino della tensione di alimentazione
● Dopo il ritorno della stazione
● Dopo l'attivazione di IO Device (periferia decentrata)
Vantaggi
La funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" consente di realizzare applicazioni
PROFINET IO nelle quali vengono continuamente sostituiti parti di macchina o utensili e
rispettivi IO Device (periferia decentrata) (vedere anche il capitolo Docking station:
sostituzione di IO Device (periferia decentrata) durante il funzionamento (Pagina 82)).
L'ottimizzazione degli intervalli tra un nuovo avviamento e l'altro riduce al minimo i tempi di
attesa di diversi secondi. Ciò permette di accelerare il processo di produzione con IO Device
alterni (periferia decentrata) - p. es. nelle applicazioni con cambia utensile - assicurando un
rendimento maggiore.
La funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" consente un notevole incremento della
performance anche nelle applicazioni per le quali in generale è particolarmente importante
l'avviamento rapido degli IO Device (periferia decentrata) dopo "Rete On", in seguito al
guasto/ritorno della stazione oppure all'attivazione degli IO Device (periferia decentrata).
Descrizione del sistema
76
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.5 Avvio prioritario
Proprietà
Con la funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" si realizzano le seguenti proprietà:
● Pronta comunicazione degli IO Device (periferia decentrata) fino a minimo 500 ms.
● L'avvio prioritario degli IO Device (periferia decentrata) si può utilizzare sia con la
comunicazione RT che con la comunicazione IRT.
Tempi di avvio
La durata del tempo di avviamento di un IO Device (periferia decentrata) con la funzionalità
PROFINET "Avvio prioritario" dipende dai punti seguenti:
● IO Device utilizzati (periferia decentrata)
● Configurazione della periferia dell'IO Device (periferia decentrata)
● Moduli utilizzati dell'IO Device (periferia decentrata)
● IO Controller impiegato
● Switch impiegato
● Impostazione della porta
● Cablaggio
● Classe RT progettata dell'IO Device in STEP 7
Nota
Tempo di accelerazione e classe RT dell'IO Device
Un IO Device con comunicazione IRT con l'opzione "Elevata performance" richiede
più tempo per l'avvio accelerato rispetto a un IO Device con comunicazione RT.
L'avvio prolungato con IRT con l'opzione "Elevata performance" è dovuto alla necessità
di sincronizzare l'IO Device prima di poter impostare la comunicazione.
Nota
Avvio prioritario dopo il primo avviamento
L'avvio prioritario degli IO Device (periferia decentrata) è sempre disponibile solo dopo
la prima parametrizzazione dell'IO Device (periferia decentrata) con il primo avviamento
in assoluto del sistema PROFINET IO. Anche in caso di sostituzione di un componente o
dopo il resettaggio alle impostazioni di fabbrica, il primo avvio è sempre un avvio
standard degli IO Device (periferia decentrata) opportunamente progettati.
Nota
Nelle seguenti situazioni possono verificarsi tempi di avvio fino a 8 s nonostante l'avvio
priorizzato:
• Un IO Device viene scollegato e ricollegato nell'arco di 8 s.
• In un punto di ancoraggio ancorare come IO Device con un determinato nome del
dispositivo e una determinata configurazione IP più IO Device fisici
(ad es. punto di ancoraggio per un sistema di trasporto senza conducente).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
77
Funzioni di PROFINET
4.5 Avvio prioritario
Per realizzare il tempo di avviamento più breve possibile (500 ms), sono necessarie le
misure seguenti:
● Progettazione della funzionalità PROFINET in STEP 7 (capitolo Engineering (Pagina 78))
● Impostazione della porta nell'IO Device (periferia decentrata)
(capitolo Impostazioni per tempi di avvio minimi (Pagina 79))
● Cablaggio in funzione dei dispositivi PROFINET interconnessi
(capitolo Impostazioni per tempi di avvio minimi (Pagina 79))
● Misure nel programma utente (capitolo Docking station: sostituzione di IO Device
(periferia decentrata) durante il funzionamento (Pagina 82))
I due capitoli seguenti illustrano in che modo realizzare concretamente le misure indicate.
4.5.2
Engineering
Presupposti per la progettazione dell'avvio prioritario
La funzionalità PROFINET "Avvio prioritario" può essere attivata negli IO Device
(periferia decentrata) solo nei casi seguenti:
● L'IO Controller utilizzato è in grado di assegnare una priorità agli IO Device selezionati
(periferia decentrata) al momento dell'avvio.
● L'IO Device utilizzato (periferia decentrata) supporta l'assegnazione di una priorità.
Nota
Avvio prioritario
In caso di avvio accelerato (avvio prioritario), occorre rispettare particolari condizioni per
l'impostazione dell'interfaccia PROFINET e per il cablaggio se si desidera ottenere i tempi
di avvio più brevi possibili.
Descrizione del sistema
78
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.5 Avvio prioritario
Procedimento in Configurazione HW
1. Aprire la finestra di dialogo "Proprietà" dell'interfaccia del dispositivo PROFINET
(IO Device - periferia decentrata).
2. Nella scheda "Generale" attivare l'opzione "Avvio prioritario".
3. Per salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo fare clic sul pulsante "OK".
4. Salvare e compilare le impostazioni.
5. Caricare la progettazione nell'IO Controller.
Nota
Numero di IO Device (periferia decentrata) con avvio prioritario
All'interno di un sistema PROFINET IO è possibile avviare con la funzionalità PROFINET
"Avvio prioritario" solo un numero massimo di IO Device (periferia decentrata) che
dipende dall'IO Controller utilizzato.
4.5.3
Impostazioni per tempi di avvio minimi
Introduzione
Impostazioni della porta fisse e l'utlizzo di un cavo Twisted Pair consentono di ottimizzare
ulteriormente il tempo di avvio.
Nella finestra di dialogo "Proprietà" della porta in STEP 7 definire le impostazioni come
descritto qui di seguito.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
79
Funzioni di PROFINET
4.5 Avvio prioritario
Procedimento in STEP 7
Per definire un'impostazione fissa della porta, procedere nel seguente modo:
1. Aprire il progetto in STEP 7.
2. Selezionare l'IO Device (periferia decentrata) di cui impostare la porta su parametri fissi.
3. Fare clic sulla porta scelta per aprire la rispettiva finestra di dialogo "Proprietà".
4. Selezionare la scheda "Opzioni".
5. Nella casella di riepilogo "Supporto di trasferimento/duplex" impostare il valore "TP / ITP"
su "100 Mbit/s Full duplex".
6. Attivare l'opzione "Disattiva Autonegotiation ".
7. Salvare le impostazioni della porta e uscire dalla finestra con il pulsante "OK".
8. Ripetere i passi da 1 a 7 per il dispositivo/la porta del dispositivo con cui è collegato
l'IO Device.
Risultato
Per la porta sono state eseguite le seguenti impostazioni:
● Velocità di trasmissione fissa
● La funzione autonegoziazione (con autocrossover) è stata disattivata.
Ciò consente di risparmiare il tempo di adattamento della velocità di trasmissione all'avvio.
Se è stata disattivata l'autonegoziazione occorre osservare le regole di cablaggio.
Descrizione del sistema
80
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.5 Avvio prioritario
Regole di cablaggio con autonegoziazione disattivata
I dispositivi PROFINET dispongono dei due tipi di porte seguenti:
Tipo di porta
Dispositivi PROFINET
Osservazioni
Porta switch con assegnazione
dei pin in ordine incrociato
IO Device: porta 2
Assegnazione dei pin in ordine
incrociato significa che i pin
della porta per l'invio e la
ricezione vengono scambiati
internamente tra i dispositivi
PROFINET utilizzati.
Porta del terminale con
assegnazione dei pin in ordine
non incrociato
IO Device: porta 1
CPU S7 con 2 porte: porta 1 e 2
-
CPU S7 con una porta: porta 1
Validità delle regole di cablaggio
Le regole per il cablaggio descritte nel prossimo paragrafo valgono esclusivamente
nel caso in cui sia stata definita un'impostazione fissa della porta in STEP 7.
Regole per il cablaggio
Diversi IO Device (periferia decentrata) possono essere collegati in linea con un tipo di cavo
(cavo patch), collegando la porta 2 dell'IO Device (periferia decentrata) con la porta 1 del
successivo IO Device (periferia decentrata). Nel grafico seguente è raffigurato un esempio
con due IO Device (periferia decentrata).
6ZLWFKR
GLVSRVLWLYR352),1(7
3
,2'HYLFH
3
3
&DYRSDWFK
,2'HYLFH
3
3
3
&DYRSDWFK
3RUWDVZLWFK
3RUWDGHOWHUPLQDOH
Figura 4-4
Esempio di cablaggio di IO Device (periferia decentrata) con impostazione della porta "TP / ITP con
100 Mbit/s fullduplex" e autonegoziazione disattivata.
Vedere anche
Assegnazione dei pin del connettore per cavo RJ45 e M12 (Pagina 273)
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
81
Funzioni di PROFINET
4.6 Docking station: sostituzione di IO Device (periferia decentrata) durante il funzionamento
4.6
Docking station: sostituzione di IO Device (periferia decentrata)
durante il funzionamento
Applicazione della sostituzione di IO Device durante il funzionamento (porte partner alterne)
in una docking station
La figura seguente mostra una cella di automazione con un sistema docking.
352),1(7,QGXVWULDO(WKHUQHW
6LVWHPDGRFNLQJ
'RFNLQJVWDWLRQ
6&$/$1&(;
'RFNLQJXQLW
(7SUR
'RFNLQJXQLW
(7SUR
(7SUR
(7SUR
,2&RQWUROOHU
'RFNLQJXQLW
(7HFR
Figura 4-5
IO Device alterni (porte del partner) in un sistema docking
Descrizione del sistema
82
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.6 Docking station: sostituzione di IO Device (periferia decentrata) durante il funzionamento
Presupposti per l'applicazione
Per la realizzazione di un sistema docking con sostituzione degli IO Device durante il
funzionamento occorre osservare gli aspetti seguenti:
● Gli IO Device di tutte le docking unit sono stati disattivati nelle preimpostazioni durante
la progettazione.
● Può essere attiva sempre solo una docking unit per volta, vale a dire che solo gli IO
Device di una docking unit possono essere attivi. Tutti gli IO Device delle altre docking
unit devono essere disattivati prima di poter attivare gli IO Device di una docking unit.
A tale scopo è disponibile la funzione di sistema SFC 12.
● Per attivare una docking unit si crea un collegamento fisico con questa docking unit e il
relativo IO Device, quindi si attivano gli IO Device (tensione On). Allo stesso tempo tutti
gli IO Device di questa docking unit devono essere attivati tramite SFC 12 nel programma
utente.
● Dopo la conferma "IO Device attivato" accedere all'IO Device con il comando
"Accesso diretto alla periferia".
● La funzione di sistema SFC 12 per attivare e disattivare l'IO Device va richiamata
possibilmente all'inizio del ciclo dell'OB 1.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
83
Funzioni di PROFINET
4.6 Docking station: sostituzione di IO Device (periferia decentrata) durante il funzionamento
Campo di impiego della sostituzione di IO Device durante il funzionamento
La funzionalità PROFINET "Sostituzione di IO Device durante il funzionamento"
("Porte partner alterne") può essere utilizzata ad es. per il cambio di utensili nei sistemi
robotizzati. Tipici utensili sono ad es.:
● Pinze per saldatura
● supporti per i pezzi finiti.
Nota
Numero di IO Device in caso di sostituzione durante il funzionamento
("Porte partner alterne"), numero di docking unit
Per ottenere tempi di cambio utensili possibilmente brevi occorre osservare
i punti seguenti, che dipendono dalla CPU o dal CP utilizzati:
• Solo gli IO Device progettati con la funzionalità PROFINET "Avvio prioritario"
assicurano un avvio ottimale. Il numero di IO Device con progettazione di questa
funzionalità PROFINET è limitato.
• È possibile attivare solo un determinato numero di IO Device contemporaneamente
(in funzione delle risorse SFC12 disponibili), quindi una docking unit non dovrebbe
contenere un numero di IO Device maggiore del previsto. Se si utilizzano più
IO Device in una docking unit, essi devono essere attivati l'uno dopo l'altro e ciò
comporta un prolungamento del tempo necessario.
Esempio: una CPU S7 319-3 PN/DP può comandare max. 32 IO Device con avvio
prioritario e attivare contemporaneamente 8 IO Devices per ciascuna SFC12.
Perciò, per ottimizzare i tempi dell'applicazione, una docking unit non dovrebbe
comprendere più di 8 IO Device e in tutte le docking unit alterne non dovrebbero
essere impiegati più di 32 IO Device.
Attenersi alle regole di cablaggio del capitolo Impostazioni per tempi di avvio minimi
(Pagina 79).
Presupposti per l'interconnessione di porte partner sostituibili durante il funzionamento
Gli IO Device con porte partner alterne possono essere interconnessi nei casi seguenti:
● L'IO Device alterno (docking unit) non ha progettato alcuna comunicazione IRT con
l'opzione "Elevata performance".
● L'interfaccia PROFINET è collegata alla sottorete Ethernet
● I dispositivi PROFINET supportano la progettazione della topologia
● L'IO Controller, gli IO Device (docking unit) alterni e lo switch (docking station)
in cui vengono utilizzati gli IO Device alterni devono supportare questa funzione.
● La docking unit deve essere collegata con uno switch che supporta la funzionalità
PROFINET "Avvio prioritario" (p. es. della gamma SCALANCE X200IRT).
Descrizione del sistema
84
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.6 Docking station: sostituzione di IO Device (periferia decentrata) durante il funzionamento
Procedimento in Configurazione HW
1. Aprire la finestra di dialogo "Proprietà" facendo doppio clic sulla porta dell'IO Device
nel quale devono essere utilizzati gli IO Device alterni (porte partner alterne).
2. Selezionare dalla casella di riepilogo "Porta partner" nella scheda "Topologia"
il valore "Porta partner alterna".
3. Definire le porte partner alterne facendo prima clic sul pulsante "Aggiungi". Si apre una
finestra di dialogo che contiene tutti gli IO Device già progettati, e non ancora
interconnessi in una topologia, con le porte disponibili.
4. Selezionare dalla casella di riepilogo tutte le porte che durante il funzionamento possono
essere collegate alternativamente con questa porta. Fare clic sul pulsante "OK".
5. Le porte partner selezionate vengono acquisite nella finestra di dialogo "Proprietà".
6. Salvare le impostazioni della porta e uscire dalla finestra con il pulsante "OK".
Risultato
La porta scelta è stata interconnessa con la porta di uno (o più) IO Device alterno. Nell'area
"Porta partner alterna" della finestra di dialogo "Proprietà" nella scheda "Topologia" della
porta sono elencate tutte le porte partner progettate. I collegamenti con le singole porte
partner da sostituire durante il funzionamento vengono rappresentati nell'editor di topologia
con una linea verde tratteggiata.
Interconnessione di diversi IO Device con sostituzione di IO Device durante il funzionamento
("porta partner alterna")
Gli IO Device di una docking unit interconnessi in linea con sostituzione di IO Device
durante il funzionamento ("porta partner alterna") vanno progettati come di consueto con la
porta dell'IO Device alterno. Nella seguente figura è rappresentato un IO Device alterno
(docking unit 2-1) con due IO Device cablati in linea (docking unit 2-2/3).
Cancellazione delle porte partner in Configurazione HW
Per cancellare l'interconnessione nella finestra di dialogo "Proprietà" della porta partner
da sostituire durante il funzionamento procedere nel modo seguente:
1. Selezionare la porta partner alterna.
2. Fare clic sul pulsante "Cancella".
3. Salvare le impostazioni e uscire dalla finestra con il pulsante "OK".
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
85
Funzioni di PROFINET
4.6 Docking station: sostituzione di IO Device (periferia decentrata) durante il funzionamento
Progettazione e visualizzazione della sostituzione di IO Device durante il funzionamento
("porta partner alterna") nell'editor di topologia
Figura 4-6
Sostituzione di IO Device durante il funzionamento (porte partner alterne) nell'editor di topologia
I collegamenti delle porte progettate per la sostituzione di IO Device durante il
funzionamento ("porta partner alterna") vengono rappresentati da una linea tratteggiata
dello stesso colore del rispettivo mezzo trasmissivo.
Descrizione del sistema
86
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.6 Docking station: sostituzione di IO Device (periferia decentrata) durante il funzionamento
Identificazione del mezzo trasmissivo tramite colori
Nella vista grafica in modalità offline i colori dei collegamenti hanno il significato seguente:
Colore
Proprietà
Oggetto
Verde scuro
Mezzo di trasmissione rame
Porta, interconnessione
Verde scuro, tratteggiato
Mezzo di trasmissione rame
Porta partner, interconnessione
Giallo ocra
Mezzo di trasmissione fibra
ottica
Porta, interconnessione
Per la progettazione della porta partner alterna nella vista grafica eseguire i passi seguenti:
1. Aprire l'editor di topologia del sistema PROFINET IO con il comando
Topologia PROFINET IO del rispettivo menu di scelta rapida e passare alla vista grafica.
2. Fare doppio clic sulla porta da progettare e aprire la finestra di dialogo "Proprietà"
per progettare gli IO Device alterni.
3. Selezionare dalla casella di riepilogo la voce "Porta partner alterna".
4. Definire le porte partner alterne facendo prima clic sul pulsante "Aggiungi". Si apre una
finestra di dialogo che contiene tutti gli IO Device già progettati, e non ancora
interconnessi in una topologia, con le porte disponibili.
5. Selezionare dalla casella di riepilogo tutte le porte che durante il funzionamento possono
essere collegate con questa porta. Fare clic sul pulsante "OK". In alternativa è possibile
collegare le due porte con il mouse nella scheda "Vista grafica".
6. Salvare le impostazioni e uscire dalla finestra con il pulsante "OK".
Risultato
La porta scelta è stata interconnessa con una o più porte di un IO Device alterno.
Le interconnessioni delle porte partner alterne vengono rappresentate da linee tratteggiate.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
87
Funzioni di PROFINET
4.6 Docking station: sostituzione di IO Device (periferia decentrata) durante il funzionamento
Limitazione dell'interconnessione
Nei seguenti casi non è possibile interconnettere una porta partner:
● La porta partner ha un tipo di cavo incompatibile. In questo caso occorre inserire un
convertitore del mezzo di trasmissione compreso nel catalogo.
● La porta partner è bloccata (disattivata).
● Le due porte da interconnettere appartengono alla stessa interfaccia
(è possibile interconnettere solo porte di interfacce diverse in una stazione).
● Si è tentato di creare un collegamento ad anello con un'unità che non supporta la
ridondanza.
● Le due porte da interconnettere fanno parte di sottoreti Ethernet diverse.
● La porta di un'interfaccia PROFINET di un IO Controller non può essere progettata
direttamente con la funzionalità "Sostituzione di IO Device durante il funzionamento
("porta partner alterna")
Nota
Interconnessione non realizzabile
Se si tenta di creare un'interconnessione impossibile, nel trascinare il collegamento viene
emessa un'avvertenza nelle descrizioni dei comandi sopra la porta partner e il puntatore
del mouse si trasforma in un segnale di divieto di sosta. Se si tenta comunque di creare
l'interconnessione viene visualizzata una finestra di avviso che va confermata.
L'interconnessione non viene eseguita.
Eliminazione di un'interconnessione
Per cancellare un'interconnessione occorre prima selezionarla. Cancellare
l'interconnessione con il menu di scelta rapida "Interrompi collegamento porta" oppure con
il tasto "Canc".
Descrizione del sistema
88
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
4.7
Shared Device
4.7.1
Funzionalità Shared Device
Funzionalità Shared Device
In grandi impianti o impianti distribuiti su lunga distanza vengono utilizzati spesso diversi
IO Controller. Questi possono ricevere dati da sensori che si trovano a distanza ravvicinata.
Finora la trasmissione di dati poteva passare attraverso più IO Device attribuiti ai vari
IO Controller. La funzionalità Shared Device rende possibile suddividere i sottomoduli di un
IO Device tra diversi IO Controller risparmiando in tal modo uno o più moduli di interfaccia.
①
②
PROFINET
Assegnazione logica
Figura 4-7
Principio di Shared Device
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
89
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
Altro caso applicativo
In un impianto per le singole parti è richiesta la tecnica di sicurezza. Oltre alla CPU standard
si utilizza quindi una CPU F che consente la disattivazione sicura delle parti critiche
dell'impianto.
La funzione Shared Device permette di configurare un IO Device da moduli F e standard e di
assegnare i singoli moduli rispettivamente alla CPU F o alla CPU standard.
Principi
L’accesso ai sottomoduli dello Shared Device viene distribuito tra i singoli IO Controller. Ogni
sottomodulo dello Shared Device può essere attribuito esclusivamente ad un IO Controller.
L’attribuzione dei singoli sottomoduli viene effettuata nella Configurazione HW.
Rappresentazione nella Configurazione HW
Uno Shared Device viene rappresentato nella Configurazione HW più volte. Se,
ad es., uno Shared Device viene utilizzato da due IO Controller, sempre lo stesso
IO Device viene rappresentato nella Configurazione HW in due diverse stazioni.
I moduli costituiti esattamente da un sottomodulo vengono visualizzati nella vista utente
come un modulo.
Nozioni di base per la configurazione
● Gli indirizzi I/O possono essere conferiti ai sottomoduli (attribuiti al Controller)
come abitualmente.
● Uno Shared Device deve avere in ogni stazione lo stesso parametro IP e nome
dispositivo. Nella progettazione occorre distinguere tra due casi:
– Shared Device nello stesso progetto: STEP 7 esegue per l’utente importanti funzioni
di verifica di coerenza. STEP 7 verifica se sono stati assegnati correttamente i
parametri IP e controlla se gli accessi dell'IO Controller ai singoli sottomoduli sono
corretti.
– Shared Device in progetti diversi: vengono create in diversi progetti le stazioni con gli
IO Controller che utilizzano lo Shared Device. Occorre assicurarsi che in ogni progetto
lo Shared Device sia configurato sempre in modo uguale per ogni stazione. Solo un
IO Controller deve avere il pieno accesso ad un sottomodulo (vedere in basso).
I parametri IP e il nome del dispositivo devono essere identici. Incoerenze nella
configurazione possono causare guasti allo Shared Device.
Descrizione del sistema
90
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
Tipi di accesso
Ogni sottomodulo può essere assegnato al massimo ad un IO Controller.
Tipi di accesso e significato:
● accesso completo. L’IO Controller ha pieno accesso al sottomodulo e
al suo indirizzo logico. Diritti dell’IO Controller:
– accesso di lettura e scrittura ai dati di ingresso e uscita e a set di dati
– parametrizzazione del sottomodulo
– ricezione di allarmi del sottomodulo
● nessun accesso: L’IO Controller non ha accesso al sottomodulo
(e quindi al suo indirizzo logico). Ciò significa per l’IO Controller in particolare che:
– non avviene uno scambio di dati con il sottomodulo
– non è possibile ricevere allarmi del sottomodulo
– non possono essere parametrizzati sottomoduli.
4.7.2
Engineering
4.7.2.1
Shared Device nello stesso progetto STEP 7
Introduzione
L'esempio seguente descrive la configurazione più semplice per uno Shared Device: due
IO Controller si suddividono i sottomoduli di un IO Device. Entrambi gli IO Controller si
trovano nello stesso progetto STEP 7; ciò offre il vantaggio che la verifica della coerenza
viene eseguita automaticamente.
Procedimento
Per utilizzare la funzione Shared Device è necessario effettuare alcune operazioni
di progettazione sia nel SIMATIC Manager che nella Configurazione HW.
Preparativi
1. Creare in SIMATIC Manager un progetto con il nome "Progetto Shared Device".
2. Inserire due stazioni (SIMATIC 300).
3. Aprire le stazioni nella Configurazione HW e progettare per ognuna una CPU con
interfaccia PROFINET (nel caso descritto una CPU 319-3 PN/DP).
4. Parametrizzare le interfacce PROFINET delle stazioni appena create.
5. Con "Salva e compila" salvare e compilare le singole stazioni.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
91
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
Creazione di uno Shared Device
1. Aprire una delle stazioni create precedentemente nella Configurazione HW.
2. Progettare un PROFINET IO Device ET 200s (IM151-3PN) con alcuni sottomoduli come
rappresentato nello screenshot.
Figura 4-8
Creazione di uno Shared Device, un sistema di periferia decentrata
3. Copiare l'IO Device appena creato mediante il menu di scelta rapida
(tasto destro del mouse).
4. Salvare la configurazione hardware e chiudere la stazione configurata.
5. Aprire l'altra stazione creata precedentemente nella Configurazione HW.
6. Per inserire l'IO Device come Shared Device fare clic con il tasto destro del mouse sul
sistema PROFINET IO. Selezionare il comando "Inserisci Shared" dal menu di scelta
rapida.
7. Salvare la configurazione hardware e chiudere la stazione configurata.
In tal modo è terminata la creazione dello Shared Device. Procedere ora con la
parametrizzazione dell’assegnazione dei sottomoduli alle stazioni progettate.
Descrizione del sistema
92
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
Assegnazioni di sottomoduli
L’assegnazione di sottomoduli deve essere eseguita separatamente per ogni stazione.
Tenere presente che le modifiche apportate in una stazione incidono sulle altre stazioni!
Un sottomodulo può essere assegnato solo ad una stazione!
1. Aprire nella prima stazione la finestra delle Proprietà del PROFINET IO Device.
2. Navigare nella scheda "Accesso".
Figura 4-9
Scheda "Accesso"
3. Configurare l’accesso ai singoli sottomoduli. Selezionare dalla casella di riepilogo
nella colonna "Valore" il tipo di accesso. È possibile scegliere tra:
– Nessun accesso al sottomodulo: "- - -"
– Accesso completo al sottomodulo: "completo"
Tenere presente che l'impostazione "completo" nella / nelle altre stazioni comporta
automaticamente l'impostazione "- - -".
4. Salvare e compilare la stazione, infine chiuderla.
5. Ripetere le operazioni da 1 a 4 per la seconda stazione.
6. Caricare quindi la configurazione nelle stazioni.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
93
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
Shared Device nel programma utente
Lo Shared Device non ha un ruolo particolare nel programma utente. Mentre i sottomoduli,
assegnati alla stazione, vengono indirizzati come abitualmente tramite i loro indirizzi, gli altri
sottomoduli non vengono indirizzati.
4.7.2.2
Shared Device in diversi progetti STEP 7
Introduzione
Nel seguente esempio viene descritto come configurare uno Shared Device in diversi
progetti STEP 7. Nell’esempio due IO Controller si dividono i sottomoduli di un IO Device.
Procedimento
Per utilizzare la funzione Shared Device è necessario effettuare alcune operazioni
di progettazione sia nel SIMATIC Manager che nella Configurazione HW.
Preparativi
1. Creare nel SIMATIC Manager un progetto dal nome "Shared Device 1".
2. Inserire una stazione (SIMATIC 300) dal nome "CPU1".
3. Aprire la stazione nella Configurazione HW e progettare una CPU con interfaccia
PROFINET (nel caso descritto CPU 319-3 PN/DP).
4. Parametrizzare l'interfaccia PROFINET della stazione appena creata.
5. Con "Salva e compila" salvare e compilare la stazione e chiudere il progetto.
6. Creare nel SIMATIC Manager un altro progetto, dal nome "Shared Device 2".
7. Inserire una stazione (SIMATIC 300) dal nome "CPU2".
8. Ripetere le operazioni da 3 a 5.
Descrizione del sistema
94
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
Creazione di uno Shared Device
1. Aprire il progetto "Shared Device 1".
2. Aprire dalla Configurazione HW la stazione "CPU1".
3. Progettare un PROFINET IO Device ET 200s (IM151-3PN) con alcuni sottomoduli
come rappresentato nello screenshot.
Figura 4-10
Creazione di uno Shared Device, un sistema di periferia decentrata
4. Annotarsi l’esatta configurazione dell’ET 200S appena creata.
5. Salvare e compilare la configurazione dell’hardware e chiudere l’applicazione
assieme al progetto.
6. Aprire il progetto creato precedentemente "Shared Device 2".
7. Aprire dalla Configurazione HW la stazione "CPU2".
8. Configurare un PROFINET IO Device ET 200S attenendosi esattamente alla stessa
configurazione dell'ET 200S del progetto "Shared Device 1" nella stazione "CPU1"
(vedere punto 4).
9. Salvare e compilare la configurazione dell’hardware e chiudere l’applicazione
assieme al progetto.
In tal modo è terminata la creazione dello Shared Device. Procedere ora con la
parametrizzazione dell’assegnazione dei sottomoduli alle stazioni progettate.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
95
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
Nota
Intervallo di trasmissione
Prestare attenzione che se si utilizza lo Shared Device in tutti i progetti il rispettivo intervallo
di trasmissione impostato è identico in tutti i progetti. In caso contrario lo Shared Device non
può essere acquisito dall'IO Controller.
Assegnazioni di sottomoduli
L’assegnazione di sottomoduli deve essere eseguita separatamente per ogni stazione in
entrambi i progetti. Tenere presente che un sottomodulo può essere assegnato solo ad una
stazione!
1. Aprire dalla Configurazione HW la stazione "CPU1" del progetto "Shared Device 1".
2. Aprire la finestra di dialogo delle proprietà del PROFINET IO Device.
3. Navigare nella scheda "Accesso".
4. Configurare l’accesso ai singoli sottomoduli. Selezionare dalla casella di riepilogo nella
colonna "Valore" il tipo di accesso. È possibile scegliere tra:
– Nessun accesso al sottomodulo: "- - -"
– Accesso completo al sottomodulo: "completo"
5. Salvare e compilare la configurazione dell’hardware e chiudere l’applicazione assieme al
progetto.
6. Aprire dalla Configurazione HW la stazione "CPU2" del progetto "Shared Device 2".
7. Ripetere le operazioni da 2 a 5.
ATTENZIONE
Regole di accesso
Un sottomodulo può essere assegnato solo ad un IO Controller. Ciò significa che
ad es. il sottomodulo del posto connettore 4 può essere assegnato con l’impostazione
„accesso completo“ solo alla "CPU1". Relativamente alla "CPU2" selezionare per il
sottomodulo del posto connettore 4 l’impostazione "- - -" (corrisponde a "nessun
accesso").
Descrizione del sistema
96
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
Larghezza di banda riservata
Per poter calcolare esattamente l’ampiezza della banda durante la progettazione di
Shared Devices in diversi progetti, STEP 7 necessita informazioni sugli ulteriori punti di
applicazione dello Shared Device. Queste impostazioni vanno eseguite in entrambi
i progetti come descritto di seguito:
1. Aprire il progetto "Shared Device 1" / "Shared Device 2".
2. Aprire dalla Configurazione HW la stazione "CPU1" / "CPU2".
3. Aprire la finestra di dialogo delle proprietà dell’interfaccia PROFINET IO e
navigare nella scheda "Shared Device".
4. Impostare quanto segue:
– Se l'IO Controller ha pieno accesso al modulo di interfaccia dell'IO Device:
il numero dei Controller esterni che accedono all'IO Device.
– Se l'IO Controller non ha accesso all'interfaccia dell'IO Device:
l'intervallo di trasmissione dell'IO Controller con pieno accesso.
5. Salvare e compilare la configurazione.
6. Caricare quindi la configurazione nelle stazioni.
Nota
Modifica di progetti
Tenere presente che le modifiche apportate ad uno Shared Device
(ad es. un'interfaccia o una porta) devono sempre essere applicate in tutti i progetti in cui
si utilizza questo Shared Device. I progetti devono quindi essere compilati e caricati.
Shared Device nel programma utente
Lo Shared Device non ha un ruolo particolare nel programma utente. Mentre i sottomoduli,
assegnati alla stazione, vengono indirizzati come abitualmente tramite i loro indirizzi, gli altri
sottomoduli non vengono indirizzati.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
97
Funzioni di PROFINET
4.7 Shared Device
4.7.3
Condizioni generali
Quando si utilizza uno Shared Device è necessario osservare le seguenti condizioni
generali.
Intervallo di trasmissione
La funzione Shared Device può essere utilizzata solo con intervalli di trasmissione pari
(vedere paragrafo Intervallo di trasmissione nel capitolo Terminologia generale della
comunicazione (Pagina 58)).
Sincronismo di clock
Uno Shared Device non può essere utilizzato con sincronismo di clock.
IRT
Uno Shared Device può essere utilizzato in combinazione con IRT e l'opzione IRT
"Elevata performance".
Risorse
Le risorse E/A massime di un IO Device utilizzato come Shared Device non devono
essere superate, indipendentemente dall'assegnazione di moduli e sottomoduli ai singoli
IO Controller.
Nota
Se il master Sync di uno Shared Device (utilizzato con IRT con "Elevata performance)
si guasta, può accadere che anche lo Shared Device risulti guasto per un breve periodo
per gli altri IO Controller che vi accedono.
Descrizione del sistema
98
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8
I Device
4.8.1
Panoramica
4.8.1.1
Funzionalità I Device
Funzionalità I Device
La funzionalità "I Device" (IO Device intelligente) di una CPU consente di scambiare dati
con un IO Controller in modo deterministico utilizzando così la CPU, ad es., come unità di
preelaborazione intelligente di processi parziali. L'I Device è collegato a un IO Controller di
livello superiore nel ruolo di IO Device.
La preelaborazione è assicurata dal programma utente nella CPU. I valori di processo
acquisiti nella periferia centrale o decentrata (PROFINET IO o PROFIBUS DP) vengono
preelaborati dal programma utente e messi a disposizione di una stazione di livello
superiore mediante un'interfaccia PROFINET IO Device della CPU o del CP.
6,0$7,&&38&3
,2&RQWUROOHU
GLOLYHOORVXSHULRUH
,QGXVWULDO(WKHUQHW352),1(7,2
DGbHV(7
,2'HYLFH
DGbHV(7
,2'HYLFH
6,0$7,&&38&3
FRPH,'HYLFH
,2'HYLFH
3UHHODERUD]LRQH
LQWHOOLJHQWHSURJUDPPDXWHQWH
3HULIHULD
FHQWUDOHGHFHQWUDWD
Convenzione relativa al nome "I Device"
Nel seguito della descrizione le CPU o i CP con funzionalità I Device verranno
denominati semplicemente "I Device".
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
99
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.1.2
Proprietà e vantaggi dell'I Device
Campi di impiego
Campi di impiego dell'I Device:
● Elaborazione distribuita
Un compito di automazione complesso può essere suddiviso in unità/processi parziali più
piccoli in modo da rendere i processi maggiormente comprensibili e semplificare i compiti
parziali.
● Suddivisione in processi parziali
Grazie all'utilizzo di I Device i processi complessi, con ampia distribuzione e di
consistente entità, possono essere suddivisi in diversi processi parziali con una struttura
più chiara e comprensibile delle interfacce. Questi processi parziali possono
eventualmente essere salvati in singoli progetti STEP 7 che formano quindi un unico
progetto complessivo.
● Protezione know-how
Le parti dell'impianto possono essere fornite solo con un file GSD per la descrizione
del'interfaccia dell'I Device anziché con un progetto STEP 7. Il know-how del programma
utente non deve quindi più essere rivelato.
Proprietà
Proprietà dell'I Device:
● Separazione di progeti STEP 7
Chi crea e chi utilizza un I Device può avere progetti STEP 7 completamente separati.
L'interfaccia tra i progetti STEP 7 è costituita dal file GSD, perciò è possibile
l'accoppiamento con IO Controller standard attraverso un'interfaccia normalizzata.
● Comunicazione in tempo reale
L'I Device viene messo a disposizione di un sistema PROFINET IO deterministico
attraverso un'interfaccia PROFINET IO e supporta pertanto la comunicazione Real Time
e l'Isochronous Real Time.
Vantaggi
L'I Device offre i seguenti vantaggi:
● Facilità di collegamento di IO Controller senza utilizzo di applicazioni software
supplementari.
● Comunicazione in tempo reale tra CPU SIMATIC e con IO Controller standard.
● Grazie alla ripartizione della capacità di calcolo su diversi I Device è possibile contenere
la capacità di calcolo necessaria di ogni singola CPU e naturalmente dell'IO Controller.
● Minor carico di comunicazione grazie all'elaborazione locale dei dati di processo.
● Struttura chiara e comprensibile grazie all'elaborazione dei compiti parziali in progetti
STEP 7 separati.
Descrizione del sistema
100
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.1.3
Caratteristiche di un I Device
Principio di base
Un I Device è integrato in un sistema IO come un IO Device standard.
I Device senza sistema PROFINET IO subordinato
L'I Device non è dotato di una propria periferia decentrata (nessun IO Controller) e per il
ruolo di IO Device deve essere progettato e parametrizzato come in un sistema di
periferia decentrata (ad es. ET 200).
6,0$7,&&38&3
FRPH,'HYLFH
,2&RQWUROOHU
3URJUDPPDXWHQH
,QGXVWULDO(WKHUQHW352),1(7,2
DGbHV(7
,2'HYLFH
DGbHV(7
,2'HYLFH
6,0$7,&&38&3
FRPH,'HYLFH
,2'HYLFH
3UHHODERUD]LRQH
LQWHOOLJHQWHSURJUDPPDXWHQWH
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
101
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
I Device con sistema PROFINET IO subordinato
A seconda della progettazione, un I Device in un'interfaccia PROFINET può avere,
oltre al ruolo di IO Device, anche quello di IO Controller.
Attraverso l'interfaccia PROFINET, perciò, l'I Device può far parte di un sistema IO
di livello superiore e aprire, in quanto IO Controller, un sistema IO che gli è subordinato.
A sua volta il sistema IO subordinato può contenere I Device (vedere la figura sottostante),
perciò sono possibili sistemi IO con una struttura gerarchica.
6,0$7,&&38&3
,2&RQWUROOHU
,QGXVWULDO(WKHUQHW352),1(7,2
DGbHV(7
DGbHV(7
,2'HYLFH
,2'HYLFH
6,0$7,&&38&3
FRPH,'HYLFH
6LVWHPD,2GLOLYHOORVXSHULRUH
,2'HYLFH
,2&RQWUROOHU
3UHHODERUD]LRQH
LQWHOOLJHQWHSURJUDPPDXWHQWH
,QGXVWULDO(WKHUQHW352),1(7,2
DGbHV(7
DGbHV(7
,2'HYLFH
,2'HYLFH
6,0$7,&&38&3
FRPH,'HYLFH
6LVWHPD,2GLOLYHOORLQIHULRUH
,2'HYLFH
,2&RQWUROOHU
3UHHODERUD]LRQH
LQWHOOLJHQWHSURJUDPPDXWHQWH
$OWURVLVWHPD,2GLOLYHOORLQIHULRUH
Figura 4-11
Sistema IO con I Device e sistema IO subordinato
I Device come Shared Device
Un I Device può anche essere utilizzato simultaneamente come Shared Device da diversi
IO Controller.
Descrizione del sistema
102
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Esempio: I Device come IO Device e IO Controller
Un esempio di I Device utilizzato come IO Device e come IO Controller è il processo
di stampa. L'I Device comanda un'unità (processo parziale). Un'unità consente
ad es. di inserire ulteriori fogli come dépliant o prospetti in un qualunque prodotto di stampa.
DGHV6P(&
,2&RQWUROOHU
GLOLYHOORVXSHULRUH
,QGXVWULDO(WKHUQHW352),1(7,2
8QLW¢
8QLW¢
8QLW¢
6,0$7,&&38&3FRPH
,'HYLFH
6,0$7,&&38&3FRPH
,'HYLFH
6,0$7,&&38&3FRPH
,'HYLFH
,2'HYLFH
,2'HYLFH
,2'HYLFH
,2&RQWUROOHU
,2&RQWUROOHU
,2&RQWUROOHU
,QGXVWULDO(WKHUQHW352),1(7,2
DGHV(7
,2'HYLFH
Figura 4-12
Esempio: I Device come IO Device e IO Controller
L'unità 1 e l'unità 2 sono costituite rispettivamente da un I Device con periferia centrale.
L'I Device insieme al sistema di periferia decentrata (ad es. ET 200) costituisce l'unità 3.
Il programma utente nell'I Device provvede alla preelaborazione dei dati di processo,
operazione per la quale esso necessita di dati predefiniti (ad es. dati di riferimento) dall'IO
Controller di livello superiore. L'I Device mette a disposizione dell'IO Controller superiore dei
risultati (ad es. stato del suo compito parziale).
Con un'opportuna parametrizzazione, i dati di riferimento e i risultati possono anche essere
richiamati direttamente dalla periferia subordinata. In questo modo l'IO Controller superiore
avrà accesso diretto alla periferia subordinata.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
103
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.1.4
Scambio di dati tra sistema IO superiore e subordinato
Introduzione
In questo capitolo viene descritto lo scambio di dati tra sistema IO superiore e subordinato.
Aree di trasferimento
Nelle aree di trasferimento vengono approntati i dati per la comunicazione tra IO Controller
e I Device. Un'area di trasferimento comprende un'unità di informazione che viene
scambiata in modo coerente tra IO Controller e I Device. Per maggiori informazioni sulla
progettazione e sull'utilizzo delle aree di trasferimento consultare il capitolo Progettazione
di un I Device in STEP 7 (Pagina 107).
Le aree di trasferimento si suddividono in due tipi:
● Aree di trasferimento dell'applicazione: costituiscono un'interfaccia con il programma
utente della CPU I Device. Gli ingressi vengono elaborati nel programma utente e le
uscite sono il risultato di un'elaborazione nel programma utente.
● Aree di trasferimento della periferia: trasferiscono i dati dall'IO Controller di livello
superiore alla periferia o viceversa. I valori non vengono elaborati nell'I Device.
La figura seguente mostra lo scambio di dati tra sistema IO superiore e subordinato.
Le singole relazioni di comunicazione vengono poi illustrate in base alla numerazione.
Descrizione del sistema
104
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
,2&RQWUROOHUGLOLYHOORVXSHULRUH
3URJUDPPDXWHQWH
,'HYLFH
,2'HYLFH
3URJUDPPDXWHQWH
,QGLUL]]L,2FHQWUDOH
,QGLUL]]L,2GHFHQWUDWR
,2'HYLFH
$UHHGLWUDVIHULPHQWR
① Scambio di dati tra IO Controller di livello superiore e IO Device normale
IO Controller e IO Device si scambiano i dati in questo modo tramite PROFINET.
② Scambio di dati tra IO Controller di livello superiore e I Device
IO Controller e I Device si scambiano i dati in questo modo tramite PROFINET.
Lo scambio dei dati tra un IO Controller di livello superiore e un I Device si basa sulla
normale relazione IO Controller/IO Device.
Per l'IO Controller di livello superiore, le aree di trasferimento dell'I Device rappresentano
i sottomoduli di una stazione preconfigurata.
I dati di uscita dell'IO Controller sono i dati di ingresso dell'I Device. In modo analogo,
i dati di ingresso dell'IO Controller sono i dati di uscita dell'I Device.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
105
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
③ Relazione di trasferimento tra il programma utente e l'area di trasferimento
Programma utente e area di trasferimento dell'applicazione si scambiano in questo modo
dati di ingresso e dati di uscita.
④ Relazione di trasferimento tra l'area di trasferimento e la periferia dell'I Device
L'I Device inoltra in questo modo i dati della sua periferia centrale all'area di trasferimento
della periferia. I dati non vengono elaborati dal programma utente nell'I Device.
⑤ Scambio di dati tra il programma utente e la periferia dell'I Device
Programma utente e periferia centrale/decentrata si scambiano in questo modo dati di
ingresso e dati di uscita.
⑥ Scambio di dati tra l'I Device e un IO Device subordinato
L'I Device e gli IO Device che gli sono subordinati si scambiano i dati in questo modo.
I dati vengono trasmessi mediante PROFINET.
Descrizione del sistema
106
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.2
Progettazione di un I Device in STEP 7
Introduzione
In generale la progettazione tiene conto di due aspetti principali:
● Creazione dell'I Device
● Utilizzo dell'I Device
Il capitolo Creazione dell'I Device (Pagina 108) descrive, sulla base di un esempio, in che
modo progettare un sistema IO con I Device. L'importazione e l'utilizzo di un progetto già
creato nelle proprie applicazioni sono descritti invece nel capitolo Utilizzo di un I Device
(Pagina 116).
Procedimento generale di progettazione e programmazione
Creazione dell'I Device
1. Progettazione dell'I Device con moduli di periferia centrale e/o decentrata
2. Parametrizzazione dell'interfaccia PROFINET dell'I Device
3. Progettazione delle aree di trasferimento dell'I Device
4. Creazione del file GSD
Utilizzo dell'I Device
1. Installazione del file GSD
2. Progettazione dell'IO Controller di livello superiore
3. Parametrizzazione dell'interfaccia PROFINET dell'IO Controller superiore con moduli
di periferia centrale e decentrata
4. Progettazione dell'I Device nel sistema IO dell'IO Controller di livello superiore
5. Programmazione dei programmi utente
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
107
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.2.1
Creazione dell'I Device
Esempio di progettazione
Sulla base di un esempio vengono descritte la configurazione e la progettazione
di un piccolo impianto di automazione con un I Device.
I compiti di automazione e la preelaborazione sono affidati a una CPU ET 200S
(CPU IM 151-8 PN/DP) che funge da I Device.
Il grafico seguente mostra la configurazione dell'applicazione, costituita da un sistema IO
di livello superiore e dall'I Device. In un primo momento l'I Device viene illuminato
separatamente dal sistema IO superiore (cono di luce del proiettore).
,2&RQWUROOHUGLOLYHOORVXSHULRUH
,'HYLFH
Questo esempio spiega come:
● progettare un I Device
● progettare le aree di trasferimento
Descrizione del sistema
108
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.2.2
Progettazione di un I Device
Preparativi
1. Creare in SIMATIC Manager un progetto con il nome "Progetto I Device".
2. Inserire una nuova "Stazione SIMATIC 300" con il nome "I Device".
3. Aprire la stazione in Configurazione HW e progettare una CPU ET 200S
(CPU IM 151-8 PN/DP).
4. Configurare i parametri dell'indirizzo IP facendo attenzione a quanto contenuto nel
paragrafo sui parametri dell'indirizzo IP nel capitolo Condizioni generali per l'utilizzo
degli I Device (Pagina 133).
5. Inserire la periferia centrale.
La figura seguente mostra la progettazione dopo che sono stati eseguiti tutti i passi.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
109
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Figura 4-13
Progettazione dell'I Device
Descrizione del sistema
110
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Progettazione
Per poter utilizzare come I Device la CPU ET 200S appena creata, occorre innanzitutto
definire alcune impostazioni nella scheda "I Device" delle proprietà dell'interfaccia.
Figura 4-14
Finestra di dialogo "Proprietà - I Device"
1. Attivare l'opzione "Modo dell'I Device".
2. Se è attiva la casella di controllo "Parametrizzazione dell'interfaccia PN e delle relative
porte nell'IO Controller sovrapposto", vengono assegnati i parametri dell'interfaccia e
della porta dell'IO Controller superiore. Se la casella di controllo non è attiva, i parametri
vengono assegnati in questa stazione.
3. L'I Device riceve automaticamente da STEP 7 il numero 1500 specifico della stazione.
Questo numero non è modificabile e pertanto viene rappresentato in grigio. Il numero
della stazione fa parte dell'indirizzo geografico per le aree di trasferimento dell'I Device.
4. Le impostazioni per le aree di trasferimento verranno descritte nel prossimo capitolo.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
111
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.2.3
Progettazione delle aree di trasferimento
Progettazione delle aree di trasferimento
La seguente operazione prevede la progettazione delle aree di trasferimento dell'I Device.
Le aree di trasferimento si suddividono principalmente in due tipi:
● Aree di trasferimento dell'applicazione
● Aree di trasferimento della periferia
Creazione di un'area di trasferimento dell'applicazione
Per creare un'area di trasferimento dell'applicazione fare clic sul pulsante "Nuova..." nella
scheda "I Device" dell'area "Aree di trasferimento". Si aprirà la finestra di dialogo
"Proprietà dell'area di trasferimento".
Figura 4-15
Finestra di dialogo "Proprietà dell'area di trasferimento"
Descrizione del sistema
112
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Definire qui le proprietà dell'area di trasferimento procedendo nel modo seguente:
1. A seconda della CPU utilizzata, nella casella di riepilogo "Tipo area trasferimento"
sono disponibili le seguenti impostazioni:
– "Applicazione"
– "Periferia"
Selezionare Applicazione per un'area di trasferimento dell'applicazione. I valori dell'area
di trasferimento nell'IO Controller di livello superiore (slot e subslot) vengono assegnati
automaticamente da STEP 7, i campi non sono editabili.
2. Stabilire se localmente l'area di trasferimento deve essere un'area di ingresso o di uscita
selezionando il tipo di indirizzo corrispondente dalla casella di riepilogo "Tipo di indirizzo".
Il tipo di indirizzo dell'IO Controller superiore viene assegnato automaticamente da
STEP 7. Se l'area di trasferimento deve essere un'uscita nell'IO Controller superiore,
essa deve essere un ingresso nell'I Device e viceversa.
3. Come ogni altro sottomodulo, anche un'area di trasferimento deve avere un'area di
indirizzi per poter essere indirizzata dal programma utente. Definire perciò l'indirizzo
iniziale, la lunghezza e l'immagine di processo dell'ingresso/uscita.
4. Inserire eventualmente ulteriori informazioni nel commento e uscire dalla finestra di
dialogo con "OK".
L'area di trasferimento è stata creata e viene visualizzata con i suoi dati nella scheda
"I Device".
Creazione di un'area di trasferimento della periferia
Per creare un'area di trasferimento della periferia fare clic sul pulsante "Nuova..." nella
scheda "I Device" dell'area "Aree di trasferimento". Si aprirà la finestra di dialogo
"Proprietà dell'area di trasferimento".
Definire qui le proprietà dell'area di trasferimento procedendo nel modo seguente:
1. A seconda della CPU utilizzata, nella casella di riepilogo "Tipo area trasferimento"
sono disponibili le seguenti impostazioni:
– "Applicazione"
– "Periferia"
Selezionare Periferia per un'area di trasferimento della periferia. I valori dell'area di
trasferimento nell'IO Controller di livello superiore (slot e subslot) vengono assegnati
automaticamente da STEP 7, i campi non sono editabili.
Nota
Se non è disponibile l'impostazione "Periferia" significa che la CPU utilizzata non
supporta aree di trasferimento della periferia.
2. Stabilire quali moduli/sottomoduli dell'I Device devono essere messi a disposizione
dell'IO Controller di livello superiore come aree di trasferimento della periferia. Fare clic
sul pulsante "Seleziona periferia". Si aprirà la finestra di dialogo "Area di trasferimento
periferia - Seleziona periferia".
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
113
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
3. Selezionare un modulo/sottomodulo e uscire dalla finestra di dialogo facendo clic sul
pulsante "OK".
Figura 4-16
Finestra di dialogo "Area di trasferimento periferia - Seleziona periferia"
4. Come ogni altro sottomodulo, anche un'area di trasferimento deve avere un'area di
indirizzi per poter essere indirizzata dal programma utente. Definire perciò l'indirizzo
iniziale dell'ingresso/uscita. La lunghezza risulta automaticamente dal
modulo/sottomodulo scelto.
5. Inserire eventualmente ulteriori informazioni nel commento e uscire dalla finestra di
dialogo con "OK".
L'area di trasferimento è stata creata e viene visualizzata con i suoi dati nella scheda
"I Device".
Vedere anche
Diagnostica e reazione agli allarmi (Pagina 124)
Descrizione del sistema
114
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.2.4
Creazione del file GSD
Creazione e importazione del file GSD
Il prossimo passo prevede la creazione di un file GSD per la CPU I Device che verrà poi
memorizzato nel catalogo hardware di Configurazione HW o nel sistema di file per altri
impieghi.
Procedimento
1. In Configurazione HW fare clic sul comando di menu "Strumenti" ->
"Crea file GSD per I Device". Si apre la finestra di dialogo "Crea file GSD per I Device".
2. Nella casella di riepilogo "I Device" è già preimpostata la CPU I Device.
La denominazione assegnata nel campo "Sigla dell'unità di sostituzione dell'I Device"
è il futuro nome dell'unità di sostituzione dell'I Device che viene visualizzato nell'IO
Controller superiore. Al campo è preassegnato il nome del dispositivo. Il nome può anche
essere assegnato a scelta secondo quanto previsto dalle convenzioni DNS.
Nota
• Se in un rack è stata progettata più di una CPU I Device, è necessario selezionare
la CPU I Device dalla casella di riepilogo "I Device".
• Se il nome del dispositivo viene acquisito "in altro modo", come sigla dell'unità di
sostituzione dell'I Device viene assegnato l'indirizzo fisico della CPU I Device,
ad es. "R0S2.5" (corrispondente a rack 0, posto connettore 2.5).
3. Creare ora il file GSD facendo clic sul pulsante "Crea". Se il file è stato creato senza
errori, i pulsanti "Installa" ed "Esporta" diventano visibili e il nome del file GSD viene
visualizzato.
4. Ora il file GSD appena creato può essere installato e/o esportato utilizzando gli appositi
pulsanti.
– Pulsante "Installa": il file GSD viene installato sul computer e acquisito nel catalogo
hardware in "PROFINET IO -> Preconfigured Stations -> Nome CPU" sotto la
denominazione assegnata.
– Pulsante "Esporta": il file GSD può essere salvato su un altro computer per essere
utilizzato in un altro momento oppure nel sistema di file a scopo di archiviazione.
Nota
Il file GSD può essere installato in Configurazione HW con il comando di menu
Strumenti > Installa file GSD....
5. Chiudere la finestra di dialogo "Crea file GSD per I Device", salvare e compilare
la configurazione hardware, quindi chiudere Configurazione HW e il progetto.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
115
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.2.5
Utilizzo di un I Device
Introduzione
L'I Device creato viene ora utilizzato in un sistema IO di livello superiore.
Esempio di progettazione
Dopo aver progettato e parametrizzato l'I Device è il momento del sistema IO di livello
superiore.
Nota
Il sistema IO superiore non deve necessariamente trovarsi nello stesso progetto STEP 7
dell'I Device. Se il sistema IO superiore viene progettato su un altro computer occorre
assicurarsi che sia stato installato il file GSD dell'I Device.
,2&RQWUROOHUGLOLYHOORVXSHULRUH
,'HYLFH
Questo esempio chiarisce i passi seguenti:
● Progettazione dell'I Device nel sistema IO di livello superiore
● Accesso alle aree di trasferimento
Vedere anche
Creazione dell'I Device (Pagina 108)
Descrizione del sistema
116
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.2.6
Progettazione del sistema IO di livello superiore
Presupposti
Come descritto nei capitoli precedenti è stato progettato un I Device ed è stato creato
e installato il file GSD.
Passi di base
1. Creare una stazione 300 come IO Controller di livello superiore con il nome
"IO Controller".
2. Aprire la stazione in Configurazione HW e progettare una CPU 319-3 PN/DP
con un sistema PROFINET IO.
3. Progettare la periferia centrale e decentrata.
4. La figura seguente mostra la progettazione dopo che sono stati eseguiti tutti i passi.
Figura 4-17
Sistema IO di livello superiore
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
117
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Progettazione
Per poter utilizzare l'I Device nel sistema IO di livello superiore è necessario installare
prima il file GSD per l'I Device (vedere il capitolo Creazione del file GSD (Pagina 115)).
Per poter utilizzare l'I Device nel Controller superiore procedere nel modo seguente:
1. Navigare nel catalogo hardware di Configurazione HW fino alla cartella
"PROFINET IO -> Preconfigured Stations" e selezionare l'I Device progettato.
2. Trascinare il "proprio" I Device sul sistema PROFINET IO creato precedentemente.
Risultato: l'I Device è integrato nel sistema IO di livello superiore. Ora le aree di
trasferimento create nell'I Device possono essere indirizzate dal programma utente
dell'IO Controller superiore.
Vedere anche
Progettazione di un I Device (Pagina 109)
4.8.2.7
Esempio di programma utente
Introduzione
Questo semplice esempio di programma spiega come si possa realizzare la preelaborazione
con un I Device. Nella seconda parte dell'esempio viene illustrato l'accesso a un'area di
trasferimento della periferia dell'I Device dal programma utente dell'IO Controller di livello
superiore.
Preelaborazione nell'I Device
Definizione del compito
Il risultato di una "Combinazione logica AND" semplice nell'I Device deve essere
reso disponibile nell'IO Controller di livello superiore per proseguire l'elaborazione.
Presupposti
Nell'I Device è stata progettata un'area di trasferimento dell'applicazione con
le seguenti proprietà:
● Tipo di indirizzo Local I Device: uscita
● Indirizzo iniziale 568, lunghezza 1
Descrizione del sistema
118
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Soluzione
Tabella 4- 6
Codice AWL: I Device
AWL
U
E 1.0
U
E 1.1
// Combinazione logica AND di E1.0 (sensore 1) e E1.1 (sensore 2)
=
A 568.0
// Scrivi risultato logico combinatorio in A568.0 (area di trasferimento
dell'applicazione dell'I Device)
Tabella 4- 7
Codice AWL: IO Controller di livello superiore
AWL
U
E 68.0
// Corrisponde a A568.0 dell'I Device
=
A 0.0
// Imposta lo stato dell'uscita di A0.0
Nota
Gli indirizzi delle aree di trasferimento vengono preassegnati da Configurazione HW.
Gli indirizzi possono essere modificati dall'utente come di consueto. In questo caso per l'area
di trasferimento è stato definito l'indirizzo byte E 68.
Accesso alle aree di trasferimento della periferia
Definizione del compito
La parola di ingresso di un'unità di periferia inserita nella CPU I Device (valore analogico del
canale 0 di un'unità di ingresso analogica) deve essere resa disponibile nell'IO Controller di
livello superiore:
Presupposti
Nell'I Device è stata progettata un'area di trasferimento della periferia con le seguenti
proprietà:
● La base è costituita da un modulo di ingresso progettato come periferia centrale nella
CPU I Device. In questo caso il modulo "2AI U ST" si trova sul posto connettore 5 con
l'indirizzo logico 272..275
● Indirizzo di uscita nell'area di trasferimento della periferia dell'I Device: 223..226
Soluzione
Tabella 4- 8
Codice AWL: I Device
AWL
// Non sono necessarie modifiche nel programma utente
Nel programma utente dell'I Device non è necessaria una programmazione per
l'approntamento delle aree di trasferimento della periferia. Queste ultime vengono
messe a disposizione dal sistema operativo della CPU I Device.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
119
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Tabella 4- 9
Codice AWL: IO Controller di livello superiore
AWL
L
PEW 26
// Carica la parola di ingresso di periferia 26 (contenuto dei dati di processo
(valore analogico del canale 0) della periferia dell'unità analogica inserita a
livello centrale nell'I Device trasferiti all'IO Controller superiore tramite
l'area di trasferimento)
Nota
Indirizzi
Gli indirizzi delle aree di trasferimento vengono preassegnati da Configurazione HW.
Gli indirizzi possono essere modificati dall'utente come di consueto. In questo caso per
l'area di trasferimento (del valore di processo trasferito dell'unità analogica inserita a livello
centrale nell'I Device) è stata definita l'area di indirizzi 26..27.
ATTENZIONE
Accesso alla periferia di uscita
Nel programma utente dell'I Device non è possibile accedere direttamente alle uscite di
un'area di trasferimento della periferia.
Descrizione del sistema
120
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.2.8
Progettazione di un I Device con sistema IO subordinato
Periferia decentrata nell'I Device
Il modo I Device supporta anche il funzionamento della periferia decentrata PROFIBUS DP
o PROFINET IO.
,2&RQWUROOHUGLOLYHOORVXSHULRUH
,'HYLFH
6LVWHPD,2
GLOLYHOORLQIHULRUH
Procedimento di progettazione della periferia decentrata
Il procedimento per la progettazione della periferia decentrata sotto un I Device corrisponde
esattamente al normale procedimento di progettazione della periferia decentrata.
Nota
Parametrizzazione dell'interfaccia PROFINET di CPU S7 come I Device
Se si utilizza un I Device con un sistema IO subordinato, l'interfaccia PROFINET
(ad es. i parametri della porta) dell'I Device non può essere parametrizzata dall'IO Controller
di livello superiore. Di conseguenza il funzionamento IRT, ad es., non è possibile per questo
I Device nell'IO Controller superiore.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
121
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Preparativi
1. Creare in SIMATIC Manager un progetto con il nome "Progetto I Device".
2. Inserire una nuova "Stazione SIMATIC 300" con il nome "I Device".
3. Aprire la stazione in Configurazione HW e progettare una CPU ET 200S con un sistema
PROFINET IO.
4. Inserire un PROFINET IO Device ET 200S (ad es. IM151-3 PN ST) con ingressi e uscite.
La figura seguente mostra la progettazione dopo che sono stati eseguiti tutti i passi.
Figura 4-18
Progettazione di un I Device con sistema IO subordinato
Descrizione del sistema
122
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Creazione dell'I Device
Per creare l'I Device procedere come descritto nel capitolo Progettazione di un I Device
(Pagina 109). Procedere seguendo tutti gli ulteriori punti descritti nei capitoli successivi.
4.8.2.9
Progettazione di un I Device come Shared Device
Introduzione
Con pochi passi di progettazione un I Device può essere utilizzato anche come
Shared Device.
Progettazione
Per progettare un I Device come Shared Device procedere nel modo seguente:
1. Progettare un I Device seguendo la descrizione nel capitolo Progettazione di un I Device
(Pagina 109).
2. Progettare le aree di trasferimento come descritto nel capitolo Progettazione delle
aree di trasferimento (Pagina 112).
3. Aprire nuovamente la scheda "I Device" delle proprietà dell'interfaccia della CPU.
4. Attivare la casella di controllo "Utilizza dispositivo di livello superiore come Shared
Device" e uscire dalla finestra di dialogo con il pulsante "OK".
5. Creare il file GSD come descritto nel capitolo Creazione del file GSD (Pagina 115).
6. Il file GSD creato può essere progettato come Shared Device seguendo la descrizione
ai paragrafi del capitolo Engineering (Pagina 91).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
123
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.3
Diagnostica e reazione agli allarmi
Diagnostica e reazione agli allarmi
Le CPU S7 sono dotate di numerose funzioni di diagnostica e di allarme che sono in grado
di segnalare, ad esempio, errori o guasti nei sistemi IO subordinati. Questi messaggi di
diagnostica riducono i tempi di guasto, agevolando la localizzazione e l'eliminazione degli
errori.
Differenziazione generale
Le funzioni di diagnostica e di allarme note alle "normali" CPU S7 sono disponibili anche nel
caso degli I Device. Tuttavia esistono alcune particolarità nella diagnostica degli I Device.
Le relative spiegazioni sono suddivise nel modo seguente:
● Diagnostica dell'I Device nell'IO Controller di livello superiore
● Diagnostica nella CPU I Device
Diagnostica dell'I Device nell'IO Controller di livello superiore
Per diagnosticare lo stato dell'I Device, l'IO Controller superiore ha a disposizione
i seguenti meccanismi:
● OB 83 (allarme Return-of-Submodul)
● OB 85 (errore di trasferimento dell'immagine di processo)
● OB 86 (guasto del telaio di montaggio / stazione)
● OB 122 (errore di accesso alla periferia)
Descrizione del sistema
124
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Particolarità delle aree di trasferimento della periferia:
Per quel che riguarda le aree di trasferimento della periferia è possibile diagnosticare solo
l'area di trasferimento in sé e per sé (presente, disponibile) ma non il modulo della periferia
inserita a livello centrale della CPU I Device che si trova alla base.
Nota
• I guasti della periferia inserita a livello centrale dell'I Device vengono segnalati nell'IO
Controller superiore solo in caso di accesso diretto dal programma utente
(ad es. L PEB, T PAB) alla relativa area di trasferimento (richiamo dell'OB 122) o in caso
di individuazione di errori di trasferimento dell'immagine di processo
(richiamo dell'OB 85, se progettato in Configurazione HW).
• Le unità di periferia che sono assegnate ad aree di trasferimento della periferia possono
solo essere parametrizzate nella CPU I Device.
• Gli interrupt di processo e gli allarmi di diagnostica delle unità di periferia che sono
assegnate ad aree di trasferimento della periferia non vengono segnalate direttamente
all'IO Controller superiore. L'analisi degli allarmi e la trasmissione della rispettiva
informazione di allarme al Controller superiore deve essere avvenire nel programma
utente dell'I Device (ad es. trasmissione di un'informazione di allarme tramite un'area
di trasferimento dell'applicazione).
• La diagnostica della tensione di carico per i moduli di periferia che si trovano nel gruppo
di carico di un modulo power (ad es. nella CPU IM151-8 PN/DP) può essere risolta solo
in modo applicativo (come descritto nel punto precedente), lo stesso vale per
l'estrazione/inserimento di un modulo power.
• L'IO Controller superiore non può leggere né scrivere set di dati da e nelle unità di
periferia (che sono assegnate alle aree di trasferimento della periferia).
Possibilità di diagnostica nella CPU I Device
La diagnostica all'interno dell'I Device si differenzia dalle possibilità di diagnostica di un
"normale" sistema IO:
Per la CPU I Device è importante sapere se l'IO Controller superiore è in STOP o in RUN e
se accede ciclicamente alle aree di trasferimento della CPU I Device. A questo scopo sono
disponibili i seguenti strumenti:
● OB 83 (allarme di estrazione/inserimento e Return-of-Submodul)
● OB 85 (errore di trasferimento dell'immagine di processo)
● OB 86 (guasto del telaio di montaggio / stazione)
● OB 122 (errore di accesso alla periferia)
Nota
I messaggi di diagnostica della periferia possono essere elaborati nel programma utente
della CPU I Device e da qui essere inoltrati all'IO Controller superiore attraverso le aree
di trasferimento.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
125
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Commutazione dello stato di funzionamento e guasto/ritorno della stazione
Nella configurazione di un impianto con I Device si utilizzano normalmente diverse CPU.
La tabella seguente illustra le conseguenze della commutazione dello stato di funzionamento
o del guasto di singole CPU (I Device, IO Controller) sulle altre parti:
Eventi
Stato iniziale
Evento
Comportamento dell'I Device
Entrambe le CPU sono
in RUN.
La CPU I Device entra in STOP. /
Comportamento del
Controller superiore
Richiamo dell'OB 85
(errore di trasferimento
dell'immagine di processo
per tutti i sottomoduli di
ingresso e di uscita delle
aree di trasferimento
all'I Device che si trovano
nell'immagine di processo,
se è stata parametrizzata la
segnalazione degli errori di
trasferimento dell'immagine
di processo).
In caso di accesso diretto
della periferia ai moduli di
ingresso o uscita delle aree
di trasferimento all'I Device:
Richiamo dell'OB 122
(errore di accesso).
La CPU I Device è in
STOP, l'IO Controller
superiore è in RUN.
La CPU I Device si avvia.
Richiamo dell'OB 100
(avviamento).
Richiamo dell'OB 83: allarmi
Return-of-Submodul (ritorno
del sottomodulo) per i moduli
di ingresso delle aree di
trasferimento al Controller
superiore.
Fino al richiamo degli allarmi
Return-of-Submodul, in caso
di accesso ai sottomoduli di
ingresso delle aree di
trasferimento al Controller
superiore si verificano errori di
accesso: Richiamo dell'OB 122
(accesso diretto) o dell'OB 85
(se è stata progettata la
segnalazione degli errori di
accesso tramite trasferimento
dell'immagine di processo).
Richiamo dell'OB 83: allarmi
Return-of-Submodul
(ritorno del sottomodulo)
per i moduli di ingresso e di
uscita delle aree di
trasferimento
all'I Device.
Prima del richiamo degli
allarmi return-of-submodule,
con l'accesso ai sottomoduli
di ingresso e uscita delle
aree di trasferimento
all'I Device vengono ancora
richiamati l'OB 122 (accesso
diretto) o l'OB 85 (se è stata
progettata la segnalazione
degli errori di accesso
tramite trasferimento
dell'immagine di processo).
Descrizione del sistema
126
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Stato iniziale
Evento
Comportamento dell'I Device
Comportamento del
Controller superiore
Entrambe le CPU sono
in RUN.
L'IO Controller superiore entra
in STOP.
/
Richiamo dell'OB 85
(errore di trasferimento
dell'immagine di processo per
tutti i sottomoduli di ingresso al
controller sovraordinato che si
trovano nell'immagine di
processo, se è stata progettata
la segnalazione degli errori di
accesso tramite trasferimento
dell'immagine di processo).
Richiamo dell'OB 122
(in caso di accesso diretto alle
aree di trasferimento degli
ingressi).
Nota: Non è più possibile
accedere alle aree di
trasferimento delle uscite.
L'IO Controller
superiore è in STOP, la
CPU I Device in RUN.
L'IO Controller superiore si
avvia.
Richiamo dell'OB 83: allarmi
Return-of-Submodul (ritorno
del sottomodulo) per i moduli
di ingresso delle aree di
trasferimento al Controller
superiore.
Richiamo dell'OB 100
(avviamento).
Prima del richiamo degli
allarmi return-of-submodule,
durante l'accesso ai
sottomoduli di ingresso delle
aree di trasferimento al
controller sovraordinato
vengono ancora richiamati
l'OB122 (accesso diretto) o
l'OB85 (se è stata progettata la
segnalazione degli errori di
accesso tramite trasferimento
dell'immagine di processo).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
127
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Stato iniziale
Evento
Comportamento dell'I Device
Entrambe le CPU sono
in RUN.
Guasto della stazione I Device, Se l'I Device continua a
ad es. a causa di un'interruzione funzionare senza
del bus
collegamento bus:
Richiamo dell'OB 86 (guasto o
guasto parziale della stazione
durante il funzionamento come
Shared Device).
Richiamo dell'OB 85 (errore di
trasferimento dell'immagine di
processo) per tutti i
sottomoduli di ingresso e di
uscita delle aree di
trasferimento al controller
sovraordinato che si trovano
nell'immagine di processo, se
è stata parametrizzata la
segnalazione degli errori di
trasferimento dell'immagine di
processo.
Comportamento del
Controller superiore
Richiamo dell'OB 86
(guasto della stazione).
Richiamo dell'OB 85
(errore di trasferimento
dell'immagine di processo)
per tutti i sottomoduli di
ingresso e di uscita delle
aree di trasferimento
nell'I Device che si trovano
nell'immagine di processo,
se è stata parametrizzata la
segnalazione degli errori di
trasferimento dell'immagine
di processo.
Richiamo dell'OB 122
(in caso di accesso diretto ai
sottomoduli di ingresso e di
uscita delle aree di
trasferimento all'I-Device).
Richiamo dell'OB 122
(in caso di accesso diretto ai
sottomoduli di ingresso e di
uscita delle aree di
trasferimento al controller
superiore).
Entrambe le CPU sono
in RUN, il collegamento
di comunicazione tra IO
Controller e I Device è
interrottto
(interruzione del bus).
Il collegamento del bus tra
IO Controller e I Device è
ristabilito e l'I Device viene
acquisito dall'IO Controller nello
scambio dei dati utili.
Richiamo dell'OB 86
(ritorno della stazione).
Prima della segnalazione del
ripristino della stazione da
parte dell'OB 86: richiamo
Richiamo dell'OB 83: allarmi
dell'OB 85 (errore di
Return-of-Submodul
trasferimento dell'immagine
(ritorno del sottomodulo) per i
moduli di ingresso delle aree di di processo) per tutti i
sottomoduli di ingresso e di
trasferimento all'IO Controller
uscita delle aree di
superiore.
trasferimento all'I Device che
Prima del richiamo degli
si trovano nell'immagine di
allarmi return-of-submodule,
processo, se è stata
durante l'accesso ai
parametrizzata la
sottomoduli di ingresso delle
segnalazione degli errori di
aree di trasferimento al
trasferimento dell'immagine
controller sovraordinato
di processo. Inoltre viene
vengono ancora richiamati
richiamato l'OB 122 (in caso
l'OB122 (accesso diretto) o
di accesso diretto ai
l'OB85 (se è stata progettata la
sottomoduli di ingresso e di
segnalazione degli errori di
uscita delle aree di
accesso tramite trasferimento
trasferimento all'I Device).
dell'immagine di processo).
Richiamo dell'OB 86 (ritorno o
ritorno parziale della stazione
durante il funzionamento come
Shared Device).
Descrizione del sistema
128
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Particolarità durante l'avvio dell'I Device
Diversamente dal messaggio di ritorno della stazione di IO Device nell'IO Controller,
che viene realizzatoper intero mediante il richiamo dell'OB 86, il messaggio di ritorno della
stazione di un IO Controller superiore nell'I Device si suddivide in 2 parti:
1. Richiamo dell'OB 86: vengono impostati i valori iniziali per le uscite dell'I Device. I valori
di ingresso tuttavia non sono ancora validi, lo diventano solo con il richiamo dell'OB 86
nell'IO Controller superiore.
2. Richiamo dell'OB 83 per ciascuna area di trasferimento di ingresso; con questo richiamo
viene visualizzata la validità di un'area di trasferimento di ingresso. L'avvio dell'I Device si
conclude solo dopo che è stato richiamato l'OB 83 per le aree di trasferimento
dell'ingresso. Questa passo può essere notevolmente ritardato o addirittura non eseguito
nelle seguenti situazioni:
– L'IO Controller superiore è in STOP: l'OB 83 viene richiamato solo al passaggio
STOP-RUN dell'IO Controller superiore.
– La comunicazione IRT con l'opzione "Elevata performance" è disturbata
(guasto master Sync, errore nella topologia, ...). L'OB 83 viene richiamato solo
se è stata stabilita la comunicazione IRT con l'opzione "Elevata performance".
4.8.4
Regole sulla topologia di un sistema PROFINET IO con I Device
Introduzione
Le seguenti raccomandazioni per la configurazione e la progettazione di un sistema IO
utilizzando gli I Device sono utili per contenere le larghezze di banda necessarie per la
comunicazione.
In linea generale è indispensabile che i seguenti percorsi di comunicazione non si incrocino:
● Percorsi di comunicazione tra IO Controller e IO Device del sistema IO.
● Percorsi di comunicazione tra I Device Controller e IO Device del sistema IO.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
129
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
I Device con una porta
Un I Device con una sola porta deve essere collegato a uno switch derivato dal sistema IO
di livello superiore. Il sistema IO subordinato va collegato a un'altra porta dello switch, come
mostra la figura seguente.
6LVWHPD,2
GLOLYHOORVXSHULRUH
6LVWHPDGL
6LVWHPDGL
SHULIHULDGHFHQWUDWD SHULIHULDGHFHQWUDWD
,2&RQWUROOHUGLOLYHOOR
VXSHULRUH
6ZLWFK
,'HYLFH
6LVWHPDGL
SHULIHULDGHFHQWUDWD
6LVWHPDGL
SHULIHULDGHFHQWUDWD
6LVWHPD,2
GLOLYHOORLQIHULRUH
Descrizione del sistema
130
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
I Device con due porte
Nel caso di un I Device con due porte occorre collegare una porta derivata dal sistema IO
superiore alla porta dello switch. La seconda porta va utilizzata per il sistema IO subordinato,
come mostra la figura seguente.
6LVWHPD,2
GLOLYHOORVXSHULRUH
6LVWHPDGL
6LVWHPDGL
SHULIHULDGHFHQWUDWD SHULIHULDGHFHQWUDWD
,2&RQWUROOHUGLOLYHOOR
VXSHULRUH
6ZLWFK
,'HYLFH
6LVWHPDGL
6LVWHPDGL
SHULIHULDGHFHQWUDWD SHULIHULDGHFHQWUDWD
6LVWHPD,2
GLOLYHOORLQIHULRUH
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
131
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
I Device con tre porte e oltre
Nel caso di un I Device con tre o più porte, collegare l'I Device con il sistema IO di livello
superiore attraverso una porta - o entrambe - in una topologia lineare. Collegare la terza
porta con il sistema IO subordinato derivato dalla topologia lineare, come mostra la figura
seguente.
6LVWHPD,2
GLOLYHOORVXSHULRUH
,2&RQWUROOHUGLOLYHOOR
VXSHULRUH
6LVWHPDGL
SHULIHULDGHFHQWUDWD
,'HYLFH
6LVWHPDGL
SHULIHULDGHFHQWUDWD
6LVWHPDGL
6LVWHPDGL
SHULIHULDGHFHQWUDWD SHULIHULDGHFHQWUDWD
6LVWHPD,2
GLOLYHOORLQIHULRUH
Descrizione del sistema
132
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
4.8.5
Condizioni generali per l'utilizzo degli I Device
Condizioni generali
Per l'impiego di I Device, in alcuni casi particolari è necessario osservare diverse
condizioni generali.
Larghezza di banda
L'area di indirizzi delle aree di trasferimento progettate incide sulla larghezza di banda
utilizzabile dell'I Device.
Larghezza di banda delle aree di trasferimento + larghezza di banda del sistema IO
subordinato = larghezza di banda complessiva utilizzata dall'I Device
Se l'area di indirizzi delle aree di trasferimento è eccessiva, per il sistema IO subordinato
non resta una larghezza di banda sufficiente per poter raggiungere tempi di aggiornamento
rapidi.
Suggerimento: contenere il più possibile le dimensioni dell'area di indirizzi delle aree
di trasferimento.
Regole per la comunicazione RT e IRT
I sistemi IO con I Device sono adatti anche per la configurazione di applicazioni in tempo
reale con comunicazione RT e IRT (con l'ozpione IRT "Elevata performance").
In questo caso occorre osservare le regole seguenti:
● Sia il sistema IO superiore che quello subordinato supportano la comunicazione RT.
È possibile utilizzare la comunicazione RT per entrambi i sistemi IO
contemporaneamente.
● La comunicazione IRT può essere combinata con la comunicazione RT. Tuttavia la
comunicazione IRT non può svolgersi contemporaneamente in entrambi i sistemi IO.
PROFINET CBA
Non è possibile utilizzare I Device con PROFINET CBA.
Sincronismo di clock
Gli I Device non possono essere utilizzati in sincronismo di clock nell'IO Controller di livello
superiore.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
133
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Regole per l'accesso ai dati
L'IO Controller di livello superiore può accedere alle aree di trasferimento.
● Se l'I Device è in RUN.
Nella CPU I Device è consentito accedere solo alle aree di trasferimento dell'applicazione:
● Accesso alle aree di trasferimento dell'applicazione di ingresso possibile se l'IO Controller
superiore è in RUN.
● Accesso alle aree di trasferimento dell'applicazione di uscita possibile indipendentemente
dallo stato di funzionamento dell'IO Controller superiore.
Comportamento della periferia delle aree di trasferimento della periferia
La periferia dell'I Device, a disposizione dell'IO Controller superiore come area di
trasferimento della periferia, si comporta nel modo seguente:
● Output: se la CPU I Device e il Controller superiore sono in RUN e la periferia esiste ed è
disponibile, viene emesso il valore scritto dall'IO Controller superiore nell'area di
trasferimento della periferia. Se la CPU I Device e/ o l'IO Controller superiore è in STOP,
vengono emessi valori sostitutivi (0, ultimo valore o valore sostitutivo a seconda della
funzionalità e parametrizzazione dell'unità di periferia).
Nota
I valori sostitutivi per la periferia delle aree di trasferimento della periferia devono essere
progettati nella CPU I Device.
Nota
Se la periferia non esiste o non è disponibile, nell'IO Controller superiore viene segnalato
un errore di accesso alla periferia. Lo stesso vale se la CPU I Device è in STOP.
● Input: se la periferia è presente e disponibile e la CPU I Device è in RUN, il Controller di
livello superiore acquisisce il valore della periferia dall'area di trasferimento della periferia.
Se la periferia non esiste o non è disponibile oppure la CPU I Device è in STOP, durante
l'accesso ai relativi moduli di ingresso dell'area di trasferimento viene segnalato un errore
di accesso alla periferia nell'IO Controller superiore.
Parametri dell'indirizzo IP e nome del dispositivo
Come ogni altro IO Device, anche un I Device deve essere dotato di parametri dell'indirizzo
IP/nome di dispositivo per poter comunicare tramite PROFINET. I parametri dell'indirizzo IP
si compongono di tre parti: l'indirizzo IP stesso, la maschera di sottorete e l'indirizzo del
router (gateway).
I parametri dell'indirizzo IP/nome del dispositivo per un I Device si possono assegnare in due
modi diversi:
Parametri dell'indirizzo IP / nome del dispositivo tramite progetto:
i parametri dell'indirizzo IP / il nome del dispositivo vengono assegnati in modo fisso già
durante la progettazione (nel progetto I Device) in STEP 7. Questo è il metodo standard.
Descrizione del sistema
134
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.8 I Device
Parametri dell'indirizzo IP/nome del dispositivo acquisiti in altro modo:
● Parametri dell'indirizzo IP / nome del dispositivo tramite DCP: i parametri dell'indirizzo IP /
il nome del dispositivo vengono assegnati tramite DCP (Discovery and Configuration
Protocol) in due modi diversi:
– Tramite un tool di setup come PST o STEP 7 (tramite nodi accessibili).
– Tramite l'IO Controller di livello superiore.
● Parametri dell'indirizzo IP / nome del dispositivo tramite programma utente:
l'assegnazione dei parametri dell'indirizzo IP avviene nel programma utente della CPU
I Device (tramite l'SFB 104).
Nota
Raappresentazione della topologia
Se il nome del dispositivo e i parametri dell'indirizzo IP di un I Device vengono acquisiti
"in altro modo", l'I Device può essere visualizzato più volte nell'editor di topologia.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
135
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9
Sincronismo di clock
4.9.1
Che cos'è il sincronismo di clock?
Qual è la funzione del sincronismo di clock?
Se i trasporti pubblici urbani funzionassero effettivamente a dovere e i tempi di sosta
venissero ridotti al minimo assoluto, non di rado i passeggeri arriverebbero in ritardo alle
fermate. Il tempo complessivo della percorrenza, tuttavia, è determinato dalle singole corse
di ferrovia, autobus o metropolitana, perché una buona sincronizzazione può garantire
risultati migliori. Lo stesso vale per la tecnica di automazione decentrata, perché non solo
la rapidità dei singoli cicli è importante, ma anche il loro coordinamento e la loro
sincronizzazione assicurano un flusso ottimale.
Just in Time
&ORFNGLVLVWHPD
&38
352),1(7
(7
6\VWHPWDNW
&ORFNGLVLVWHPD
Descrizione del sistema
136
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Il tempo di reazione breve e affidabile di un sincronismo di clock si basa sul fatto che tutti
i dati vengono resi disponibili Just In Time. Il ciclo PROFINET IO equidistante determina il
ciclo.
$SSOLFD]LRQH
&38
7UDVSRUWRGHLGDWLGLLQJUHVVR
DOO
,2&RQWUROOHU
352),1(7
7UDVSRUWRGHLGDWLGLXVFLWDDOO
,2
'HYLFH
72
7,
'HYLFH
'HYLFH
7B'&
3URFHVVR
T_DC
Ciclo dati
TI
Tempo di lettura
TO
Tempo di emissione dei dati di uscita
3URFHVVR
Affinché all'inizio di ogni nuovo ciclo PROFINET IO tutti i dati di ingresso siano disponibili
per essere trasferiti attraverso il ramo PROFINET IO, il ciclo di lettura della periferia viene
avviato con un tempo di anticipo TI. Il tempo TI si presenta come "flash" di tutti gli ingressi ed
è necessario per compensare la conversione analogico/digitale, i tempi del bus backplane e
affini. Il tempo di anticipo TI può essere progettato da STEP 7 o dall'utente. Si consiglia
l'assegnazione automatica da parte di STEP 7.
Il ramo PROFINET IO trasferisce i dati di ingresso all'IO Controller. Viene richiamato l'OB di
allarme in sincronismo di clock (OB 61, OB 62, OB 63 oppure OB 64). Il programma utente
nell'OB di allarme in sincronismo di clock determina la reazione del processo e appronta per
tempo i dati di uscita entro l'inizio del successivo ciclo di dati. La lunghezza del ciclo di dati
viene sempre progettata dall'utente.
Il tempo TO è la compensazione del bus backplane e della conversione digitale/analogico
all'interno del device. Il tempo TO si presenta come "flash" di tutte le uscite. Il tempo TO può
essere progettato da STEP 7 o dall'utente. Si consiglia l'assegnazione automatica da parte
di STEP 7.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
137
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Vantaggi del sincronismo di clock
La stessa impostazione per TI e TO tramite l'impianto consente di rilevare i valori
contemporaneamente con il flash ottenendo così un'istantanea coerente degli stessi.
Vantaggi dell'impiego del sincronismo di clock:
● Situazioni in cui è necessario acquisire valori di misura in modo sincrono, coordinare
movimenti e definire reazioni di processo che devono aver luogo simultaneamente
● Acquisizione simultanea di segnali, a prescindere dal luogo, per processi di
regolazione/tecnica di misura e compiti Motion Control
Periferia decentrata con e senza sincronismo di clock
In un IO Controller è possibile combinare periferia decentrata con sincronismo
di clock e periferia decentrata senza sincronismo di clock.
4.9.2
Applicazioni del sincronismo di clock
Esempio: misura in diversi punti con sincronismo di clock
Nell'ambito del processo di produzione di alberi a camme è necessario che questi ultimi
vengano misurati con la massima precisione per assicurarne la massima qualità.
r
9DORULGLPLVXUD
r
r
$OEHURDFDPPH
Ciclo di lavorazione con sincronismo di clock
Con l'aiuto della proprietà di sistema "Sincronizzazione di clock" e della simultaneità della
rilevazione dei valori di misura, il processo di misura può essere continuativo, riducendo
il tempo impiegato. Da ciò risulta il seguente ciclo di lavorazione:
● Rotazione continua dell'albero a camme
● Posizionamento sincrono durante la rotazione continua e misura dell'escursione
delle camme
● Lavorazione dell'albero a camme successivo
Con un'unica rotazione dell'albero a camme, perciò, vengono misurati in modo sincrono tutte
le posizioni dell'albero e i relativi valori di misura (rosso). Il ciclo della macchina aumenta a
fronte di una precisione di misura uguale o migliore.
Descrizione del sistema
138
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9.3
Come funziona il sincronismo di clock?
PROFINET IO consentte il sincronismo di clock
La base fondamentale per realizzare cicli di elaborazione sincronizzati è costituita dal
PROFINET IO equidistante. Con la proprietà di sistema "Sincronizzazione di clock" la
soluzione di automazione SIMATIC viene accoppiata al PROFINET IO equidistante.
Ciò significa che:
● I dati di ingresso TI che vengono letti non subiscono variazioni durante il ciclo di dati.
Il tempo TI anticipa la lettura nell'ordine di un valore temporale fisso.
● Il programma utente per l'elaborazione dei dati della periferia viene sincronizzato con
il ciclo dati attraverso gli OB di allarme in sincronismo di clock dall'OB 61 all'OB 64.
● I dati di uscita TO che vengono emessi non subiscono variazioni durante il ciclo di dati.
Il tempo TO posticipa l'emissione nell'ordine di un valore temporale fisso.
● Tutti i dati di ingresso e di uscita vengono trasferiti in modo coerente, vale a dire che tutti
i dati dell'immagine di processo sono correlati logicamente e cronologicamente tra loro.
7B'&Q
7B'&Q
7,Q
7B'&Q
7B'&Q
72Q
7,Q
&LFORGLHODERUD]LRQH
0RGLILFDGHO
VHJQDOHGLLQJUHVVR
7HPSRGLUHD]LRQHPLQLPR
7HPSRGLUHD]LRQHPDVVLPR
T_DC
Ciclo dati
TI
Tempo in cui vengono letti i dati di ingresso
TO
Tempo in cui vengono emessi i dati di uscita
7,7B'&72
7,[7B'&72
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
139
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Mediante la sincronizzazione dei singoli cicli è così possibile leggere i dati di ingresso nel
ciclo di dati "n-1", trasmettere ed elaborare i dati nel ciclo di dati "n" e trasferire e attivare sui
"morsetti" i dati di uscita calcolati all'inizio del ciclo di dati "n+1". Da ciò risulta un tempo di
reazione effettivo compreso tra un minimo "TI +T_DC +TO" a un massimo
"TI + 2xT_DC + TO". 2xT_DC risulta poiché la modifica del valore di ingresso attraverso
il campionamento fisso nel ciclo dati potrebbe essere indivuata al massimo solo nel ciclo di
dati successivo. I dati di uscita vengono sempre impostati in un determinato momento fisso.
La proprietà di sistema "Sincronizzazione di clock" consente tempi di esecuzione del sistema
SIMATIC costanti; il sistema SIMATIC è strettamente deterministico attraverso il ramo
PROFINET IO.
Descrizione del sistema
140
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9.4
Cicli di elaborazione sincronizzati
4.9.4.1
Cicli di elaborazione sincronizzati
Reazione del processo con sincronismo di clock
Le reazioni del processo vengono rappresentate nel modo seguente:
&38
352),1(7
2%
2%
①
②
③
Ciclo dell'applicazione nella CPU
Ciclo di trasferimento PROFINET IO
Cicli di conversione negli IO Device
L'esempio in alto mostra il comportamento con sincronismo di clock sulla base di una
configurazione modello con un IO Controller e due IO Device. I dati di processo, il ciclo di
trasferimento tramite PROFINET IO e il programma utente sono sincronizzati tra loro per
ottenere il massimo livello di deterministica. I dati di ingresso e di uscita della periferia
distribuita nell'impianto vengono acquisiti ed emessi simultaneamente. Il ciclo PROFINET IO
equidistante determina il clock.
Il ciclo dell'OB 1 e i cicli di schedulazione orologio non sono inclusi in questo schema di
clock.
La sincronizzazione con il programma utente è affidata all'allarme in sincronismo di clock
OB 61 (oppure OB 61 - OB 64).
Normalmente tutti gli ingressi vengono letti ("flash" attraverso gli ingressi), elaborati ed
emessi nelle uscite in un solo momento.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
141
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9.4.2
Valore Ti
Azione di TI
L'azione di TI è illustrata nella figura seguente:
7B'&
7B'&
7UDVIHULPHQWRGHJOLLQJUHVVLXVFLWH
7HPSLGLHVHFX]LRQHLQWHUQR
FRPHFRQYHUVLRQH$'HFF
7,
T_DC
Ciclo dati
TI
Tempo di lettura dei dati di ingresso
Esecuzione
Per poter trasferire all'IO Controller uno stato coerente degli ingressi al momento dell'avvio
del nuovo clock di sistema, la lettura deve essere anticipata del tempo TI. Il tempo TI
comprende, per un determinato modulo di ingresso, almeno il tempo di elaborazione del
segnale e di conversione nei moduli elettronici e il tempo di trasferimento al modulo di
interfaccia degli ingressi nel bus backplane dell'IO Device.
Nell'impianto si ottiene una lettura simultanea dei valori impostando il tempo TI di tutti i
moduli di ingresso letti con sincronismo di clock su uno stesso valore, maggiore o uguale
al tempo TI minimo più basso di tutti i moduli di ingresso con sincroniscmo di clock.
L'impostazione standard di STEP 7 garantisce un TI comune il minore possibile.
Descrizione del sistema
142
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9.4.3
Programma utente OB 6x
Azione
L'azione è illustrata nella figura seguente:
7B'&
7B'&
7HPSRGLULWDUGR
2%[
,2'HYLFH
,2'HYLFH
7UDVIHULPHQWRGHJOL
LQJUHVVLXVFLWH
T_DC
7B'&
7UDVIHULPHQWRGHJOL
LQJUHVVLXVFLWH
Clock di sistema
Esecuzione
Per il tempo di ritardo, innazitutto STEP 7 calcola automaticamente un valore adatto. Il
tempo di ritardo compensa il tempo di trasferimento degli ingressi dagli IO Device con
sincronismo di clock all'IO Controller mediante la rete PROFINET IO. L'esecuzione
dell'OB6x è legata al clock di sistema e al tempo di ritardo impostato. Il tempo di ritardo può
eventualmente anche essere corretto manualmente (vedere il capitolo Progettazione
(Pagina 149)).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
143
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9.4.4
Valore To
Azione di TO
L'azione è illustrata nella figura seguente:
7B'&
7B'&
7UDVIHULPHQWRGHJOLLQJUHVVLXVFLWH
7HPSLGLHVHFX]LRQHLQWHUQR
FRPHFRQYHUVLRQH'$HFF
72
T_DC
Clock di sistema
TO
Momento in cui vengono emessi i dati dell'uscita
Esecuzione
Per poter trasferire al processo uno stato coerente delle uscite al momento dell'avvio del
nuovo clock di sistema, i dati vengono emessi sul morsetto solo nel momento TO dopo
l'impulso di clock. Il tempo TO comprende, per un determinato modulo di uscita, almeno
il tempo di trasferimento dall'IO Controller all'IO Device (tramite PROFINET IO) e nell'IO
Device il trasferimento delle uscite dal modulo di interfaccia al modulo eletronico
(bus backplane) (compreso event. il tempo per la conversione analogico/digitale)
Nell'impianto si ottiene una lettura simultanea dei valori impostando il tempo TO di tutti i
moduli di uscita con sincronismo di clock su uno stesso valore, maggiore o uguale al tempo
TO minimo più basso di tutti i moduli di usciya con sincroniscmo di clock. STEP 7 calcola
automaticamente un TO comune il minore possibile.
Descrizione del sistema
144
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9.4.5
Sincronismo di clock attraverso diversi clock di sistema
Azione
La figura seguente mostra una sintesi delle figure precedenti.
7B'&
$SSOLFD]LRQH
2%
7B'&
7B'&
7B'&
7B'&
2%
2%
2%
2%
7UDVIHULPHQWR
,2'HYLFH
72
7,
72
7,
72
7,
72
7,
72
7,
3URFHVVR
T_DC
①
②
③
Clock di sistema
Vedere il capitoloValore Ti (Pagina 142)
Vedere il capitoloProgramma utente OB 6x (Pagina 143)
Vedere il capitoloValore To (Pagina 144)
Qui si vede che TI, OB 61 e TO hanno luogo consecutivamente, ma anche che TI, OB 61
e TO vengono eseguiti parallelamente in un clock di sistema.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
145
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9.5
Engineering
Qui di seguito vengono illustrate le modalità di progettazione e programmazione del
sincroniscmo di clock per la propria applicazione.
4.9.5.1
Basi della programmazione
Programmazione negli OB di allarme in sincronismo di clock
La parte di programma con sincronismo di clock viene programmata esclusivamente negli
OB di allarme in sincronismo di clock dall'OB 61 all'OB 64. Poiché vengono elaborati gli
allarmi in sincronismo di clock con maggiore priorità, nell'OB 6x andrebbero elaborate solo le
parti di programma a criticità temporale. L'allarme in sincronismo di clock viene richiamato
con il tempo di ritardo progettato.
Accesso alla periferia con sincronismo di clock mediante richiamo di funzioni di sistema
La periferia con sincronismo di clock si aggiorna esclusivamente mediante il richiamo delle
funzioni di sistema SFC 126 "SYNC_PI" e SFC 127 "SYNC_PO", e quindi nella relativa
immagine di processo parziale. L'accesso diretto alle aree della periferia fornisce valori del
processo attuali, che tuttavia non devono necessariamente essere in relazione con gli altri
valori.
Le funzioni di sistema SFC 126 "SYNC_PI" e SFC 127 "SYNC_PO" possono aggiornare
l'immagine di processo parziale solo nell'intervallo di esecuzione consentito, il quale si
estende dalla fine dello scambio di dati ciclico in PROFINET IO fino al momento che precede
la fine di T_DC, in cui le uscite possono ancora essere copiate per tempo. Lo scambio di dati
deve iniziare in questo intervallo di tempo. Se l'intervallo di esecuzione viene violato con
l'elaborazione delle funzioni di sistema SFC 126 o SFC 127, queste ultime inviano un
messaggio di errore. Un grafico con la rappresentazione del'intervallo di esecuzione e i
relativi tempi è illustrato nel seguente capitolo.
Nota
Per evitare che vengano riconsegnati dati incoerenti per l’OB6x, bisognerebbe rinunciare ad
utilizzare l’SFC14/15 (accesso ai dati diretto) nell’OB in sincronismo di clock.
Nota
Per assicurare un funzionamento in sincronismo di clock corretto, non si dovrebbero
richiamare i servizi dei set di dati per gli IO Device che funzionano in sincronismo di clock
né si dovrebbero progettare allarmi.
Descrizione del sistema
146
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Modelli di elaborazione del programma
A seconda dell'ordine in cui le funzioni di sistema SFC 126 "SYNC_PI" e SFC 127
"SYNC_PO vengono richiamate nell'OB 6x e del fattore del ciclo di applicazione impostato,
l'elaborazione del programma si può suddividere in due modelli di base:
● Modello IPO (Input – Process – Output; lettura degli ingressi, elaborazione,
scrittura delle uscite) con fattore del ciclo di applicazione = 1
● Modello IPO (Input – Process – Output; lettura degli ingressi, elaborazione,
scrittura delle uscite) con fattore del ciclo di applicazione > 1
4.9.5.2
Elaborazione del programma secondo il modello IPO breve
Identificazione del modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 1
Il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 1 è caratterizzato dal fatto che
l'elaborazione dei dati E/A si conclude all'interno di un clock di sistema T_DC.
Questo modello assicura i tempi di reazione più brevi.
Modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 1
Con il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione = 1 risulta un tempo di elaborazione
dal "morsetto di ingresso" al "morsetto di uscita" costante pari a TI + T_DC + TO.
Come tempo di reazione del processo è possibile garantire TI + 2×T_DC + TO.
)DWWRUHGHOFLFORGHOO
DSSOLFD]LRQH[
7B'&
7B'&
,QWHUYDOORGLHVHFX]LRQH
2%[
7HPSRGLULWDUGR
6)&ರ6<1&B3,ರ
6)&ರ6<1&B32ರ
La figura mostra il modello IPO on fattore del ciclo di applicazione = 1 dall'acquisizione
all'elaborazione nella CPU fino all'emissione dei valori di processo. Il tempo di ritardo
viene calcolato da STEP 7 oppure può essere registrato dall'utente (vedere il capitolo
Progettazione (Pagina 149)). Durante questo intervallo di tempo i dati di ingresso letti sono
in fase di trasferimento su PROFINET IO.
L'inizio è segnato dal trasferimento con l'SFC 126 "SYNC_PI" e la fine dall'SFC 127
"SYNC_PO". Il tempo di ritardo è impostato per default all'inizio dell'intervallo di esecuzione.
L'SFC 126 "SYNC_PI" e l'SFC 127 "SYNC_PO" si possono elaborare solo nell'intervallo
di esecuzione. L'elaborazione si deve concludere entro il ciclo di dati T_DC. Impostando il
fattore del ciclo di applicazione su un valore > 1, l'SFC 126 e l'SFC 127 si devono
concludere entro il ciclo di dati T_DC; nei cicli di dati seguenti può ancora avere luogo
soltanto l'elaborazione.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
147
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9.5.3
Elaborazione del programma secondo il modello IPO prolungato
Identificazione del modello IPO con fattore del ciclo di applicazione > 1
Il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione > 1 è un modello IPO su più cicli di dati
T_DC, con un'emissione ritardata di un clock di applicazione (OB6x). In questo modello IPO
l'emissione avviene pertanto prima dell'immissione.
Le SFC devono quindi essere richiamate nella finestra di esecuzione del primo ciclo di dati
(disponibili solo qui con fattore del ciclo di applicazione > 1). L'elaborazione del programma
utente nell'OB6x avviene nel ciclo di dati successivo o attraverso i seguenti cicli di dati.
)DWWRUHGHOFLFORGHOO
DSSOLFD]LRQH[
7B'&
7B'&
)DVH
7B'&
)DVH
,QWHUYDOORGLHVHFX]LRQH
)DWWRUHGHOFLFORGHOO
DSSOLFD]LRQH[
7B'&
7B'&
7B'&
)DVH
)DVH
,QWHUYDOORGLHVHFX]LRQH
2%[
7HPSRGLULWDUGR
2%[
7HPSRGLULWDUGR
(
9
6)&ರ6<1&B32ರ
$
6)&ರ6<1&B3,ರ
La figura mostra l'andamento del segnale del modello IPO con fattore del ciclo di
applicazione = 2 dall'acquisizione all'elaborazione nell'IO Controller fino all'emissione dei
valori di processo. Il tempo di ritardo TM viene calcolato da STEP 7. Durante questo
intervallo di tempo i dati di ingresso letti sono in fase di trasferimento su PROFINET IO.
Il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione > 1 è particolarmente adatto nell'OB6x
per configurazioni di periferia di dimensioni considerevoli con un vasto programma utente.
Questo modello consente tempi di calcolo più lunghi per l'elaborazione dei dati di ingresso e
il rilevamento dei corrispondenti dati di uscita.
Con il modello IPO con fattore del ciclo di applicazione > 1 risulta un tempo di elaborazione
dal "morsetto di ingresso" al "morsetto di uscita" costante pari a TI + (fattore del ciclo di
applicazione + 1) x T_DC + TO. Come tempo di reazione del processo è possibile garantire
TI + (2 x fattore del ciclo di applicazione + 1) ×T_DC + TO.
Descrizione del sistema
148
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
4.9.5.4
Progettazione
Presupposti per la creazione
Eseguire innanzitutto i passi seguenti:
1. Creare un progetto con il nome "cpu319_isochronous" in SIMATIC Manager.
2. Inserire una nuova "Stazione SIMATIC 300".
3. Aprire la stazione in Configurazione HW e progettare una CPU 319-3 PN/DP
con un sistema PROFINET IO.
4. Inserire due IM151-3 PN HS nel sistema PROFINET IO.
Figura 4-19
Progettazione di CPU e IM
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
149
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Sincronizzazione della CPU
La CPU deve essere progettata come master Sync come mostra lo screenshot seguente.
Progettare la CPU con l'opzione IRT "Elevata performance"
(vedere Real-time isocrono (Pagina 67)).
Descrizione del sistema
150
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Proprietà CPU
1. Aprire la scheda "Allarmi in sincronismo di clock" delle proprietà della CPU e assegnare
all'OB 61 il sistema PROFINET IO (100) creato precedentemente.
Figura 4-20
Allarme in sincronismo di clock della CPU
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
151
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
2. Aprire la finestra di dialogo "Dettagli per OB61" e impostare qui il fattore del ciclo di
applicazione (qui in breve fattore) corrispondente al modello IPO selezionato. Nella
casella di introduzione "Immagine/i di processo parziale/i" impostare le immagini di
processo rilevanti (per S7-300 ne esiste una sola). Tenere presente che le immagini di
processo impostate qui non possono più essere utilizzate per unità centrali, slave
PROFIBUS DP e PROFINET IO Device (che non funzionano in sincronismo di clock).
Nella finestra di dialogo "Dettagli per OB61" è possibile modificare event. il tempo di
ritardo (fino all'esecuzione dell'OB61) anche manualmente.
Figura 4-21
Dettagli per OB 61
Descrizione del sistema
152
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Sincronizzazione dell'IO Device
È necessario impostare la sincronizzazione individualmente per ogni IO Device che deve
essere utilizzato in sincronismo di clock. Per questo fare doppio clic sull’interfaccia PN-IO
e eseguire le seguenti impostazioni:
1. Aprire la scheda "Sincronizzazione".
2. Modificare il ruolo di sincronizzazione dell'IO Device in "Slave Sync".
3. Impostare la classe RT “IRT“.
4. Selezionare l’opzione IRT "Elevata performance".
Figura 4-22
Sincronizzazione di un IO Device
Nota
Tenere presente che l’opzione IRT “Elevata performance" richiede la progettazione della
topologia.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
153
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Proprietà dell’IO Device
Aprire la scheda "Ciclo IO" della finestra di dialogo delle proprietà PN-IO e
impostare quanto segue:
1. Paragrafo "Tempo di aggiornamento" Modo "automatico"
2. Paragrafo "Sincronizzazione di clock" Assegna IO Device in sincronismo clock "OB61".
Figura 4-23
IO Device
Descrizione del sistema
154
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Il pulsante "Moduli / sottomoduli in sincronismo di clock..." offre una panoramica sui moduli
utilizzati in sincronismo di clock. La finestra di dialogo permette inoltre
l’attivazione/disattivazione del funzionamento in sincronismo di clock per singoli moduli.
Figura 4-24
Moduli in sincronismo di clock
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
155
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Panoramica
Aprendo in Configurazione HW Modifica > PROFINET IO > Sincronizzazione di clock
è possibile visualizzare una panoramica dell'intero progetto in sincronismo di clock.
Figura 4-25
Panoramica
Temporizzazione automatica
In questa finestra di dialogo vengono visualizzati i tempi predefiniti da STEP 7. L’utente ha
la possibilità di impostare manualmente i tempi. Per questo proseguire come descritto nel
seguente paragrafo.
Descrizione del sistema
156
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.9 Sincronismo di clock
Cosa fare per uscire dal percorso automatico
Se dal calcolo automatico di TI o TO risulta un tempo svantaggioso, è necessario escludere
l'unità dal calcolo automatico e far calcolare TI o TO singolarmente.
4.9.6
Diagnostica e reazione agli allarmi
Diagnostica e reazione agli allarmi
Per la funzione di sincronismo di clock sono disponibili le funzioni di diagnostica e di allarme
di STEP 7. Queste funzioni riducono i tempi di guasto, agevolando la localizzazione e
l'eliminazione degli errori.
Qui di seguito sono riportati gli eventi per le funzioni di diagnostica e di allarme con il
rispettivo rimedio.
Diagnostica nel dettaglio
Evento
Causa dell'errore
Rimedio
L'OB 80 è in arrivo e l'OB 6x segnala
quanti richiami ha mancato.
L'OB 6x dura troppo.
•
Ridurre l'OB 6x.
•
Aumentare il ciclo di dati.
•
Impostare un tempo di ritardo più
breve.
Le SFC126/127 non vengono
richiamate ed elaborate nella finestra
di esecuzione dell'OB6x.
•
Le SFC 126/127 segnalano
"troppo presto"
•
Con segnalazione "troppo presto":
aumentare il tempo di ritardo.
•
Le SFC 126/127 segnalano
"troppo tardi"
•
Con segnalazione "troppo tardi":
adattare il programma o
utilizzare CACF > 1.
Allarmi di diagnostica
L'unità segnala un errore dell'unità ecc.
L'unità entra in STOP oppure viene
richiamato l'OB 82 (se presente).
Errore di accesso alla periferia
L'unità di ingresso o di uscita non
risponde.
L'unità entra in STOP oppure viene
richiamato l'OB 122 (se presente).
Guasto del rack
La stazione non è indirizzabile.
L'unità entra in STOP oppure viene
richiamato l'OB 86 (se presente).
L'IO Controller è uno slave Sync e non
è sincronizzato.
Se nell'OB 6x il bit GC_Viol
è impostato su "1"...
... ... attivare il master SYNC.
L'IO Device non è sincronizzato con
l'OB6x (guasto del master Sync);
si verifica un guasto della stazione.
•
Per l'IO Device viene visualizzato
"Guasto alla stazione".
•
L'errore di canale "Discrepanza
Sync" viene rappresentato su Sync
Violation nell'IO Controller.
L'unità entra in STOP oppure viene
richiamato l'OB 86 (se presente).
Vedere anche
Guida in linea STEP 7
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
157
Funzioni di PROFINET
4.10 PROFIenergy
4.10
PROFIenergy
Risparmio energetico con PROFIenergy
PROFIenergy è un'interfaccia dati basata su PROFINET che permette di disattivare
indipendentemente dal costruttore e dal dispositivo le utenze durante le pause con comando
centrale e coordinato. In questo modo viene fornita al processo solo l'energia assolutamente
necessaria. La maggior parte dell'energia viene risparmiata dal processo stesso,
il dispositivo PROFINET contribuisce solo con pochi watt al potenziale di risparmio.
Nozioni di base
La disattivazione dei dispositivi PROFINET e dei moduli power avviene tramite comandi
speciali nel programma utente del PROFINET IO Controller. Non è richiesto nessun
hardware supplementare, i comandi PROFIenergy vengono interpretati direttamente dai
dispositivi PROFINET.
Funzionamento
All'inizio e alla fine delle pause il gestore dell'impianto attiva e disattiva la funzione di
pausa dell'impianto; l'IO Controller manda quindi il comando PROFIenergy "Start_Pause" /
"End_Pause" ai dispositivi PROFINET. Il dispositivo interpreta quindi il contenuto del
comando PROFIenergy e si disattiva o riattiva.
Altre funzioni PROFIenergy permettono di richiamare durante le pause informazioni sui
dispositivi che l'utente può utilizzare per trasmettere per tempo il comando "Start_Pause" /
"End_Pause".
Blocchi PROFIenergy per IO Controller
Per il comando e il controllo delle funzioni PROFIenergy sono necessari due blocchi
funzionali (FB).
Il blocco FB 815 "PE_START_END" attiva o disattiva lo stato di riposo dei dispositivi
PROFINET con estrema facilità. Ciò avviene tramite un fronte di salita o di discesa nell'FB.
L'FB 815 offre una semplice interfaccia per la realizzazione dei comandi PROFIenergy
"Start_Pause" e "End_Pause".
Il blocco FB 816 "PE_CMD" permette di trasferire tutti i comandi PROFIenergy incluso
"Start_Pause" e "End_Pause". Con gli altri comandi si può ad es. interrogare lo stato attuale
dei dispositivi PROFINET o il comportamento durante le pause. L'FB 816 consente una
gestione comoda di tutte le funzioni PROFIenergy.
Descrizione del sistema
158
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.10 PROFIenergy
Blocchi PROFIenergy per I Device
Il blocco FB 817 "PE_I_DEV" permette di realizzare PROFIenergy anche sugli I Device.
Il blocco riceve i comandi PROFIenergy sull'I Device e li inoltra al programma utente per
l'elaborazione. Al termine dell'elaborazione di un comando da parte del programma utente,
viene richiamato nuovamente l'FB 817 per inviare la conferma all'IO Controller. Per queste
risposte l'utente dispone, per ogni comando, di un blocco ausiliare il quale fornisce
all'FB 817 i dati di risposta.
I blocchi e l'esempio applicativo sono illustrati in Internet alla pagina Service & Support:
Service e Support - PROFIenergy
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/41986454)
Progettazione e programmazione
Le funzioni possono essere comodamente integrate negli impianti esistenti.
Per l'applicazione di PROFIenergy non è richiesta alcuna progettazione.
Tuttavia sono necessarie integrazioni del programma utente:
● Prima del comando "Start_Pause" l'utente deve assicurarsi che l'impianto venga
portato in uno stato sicuro adeguato alla pausa.
● Occorre programmare un schedulazione per l'inizio della pausa dei dispositivi e per la
riattivazione per tempo dei nodi in pausa (in funzione dei tempi di anticipo dell'attivazione
necessari che richiede il rispettivo dispositivo PROFINET).
● I messaggi di errore dell'FB devono essere analizzati e le relative reazioni necessarie
programmate (ad es. interruzione o continuazione di altri comandi in dispositivi
PROFINET subordinati).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
159
Funzioni di PROFINET
4.11 Ridondanza del supporto
4.11
Ridondanza del supporto
4.11.1
Possibilità di ridondanza del supporto di trasmissione
Per aumentare la disponibilità di una rete Industrial Ethernet è possibile unire una
topologia lineare in una topologia ad anello.
Ridondanza del supporto di trasmissione nelle topologie ad anello
I nodi delle topologie ad anello possono essere IO Device, IO Controller, switch esterni e/o
integrati di unità di comunicazione. Tutti i nodi dell'anello devono supportare la funzione
"Ridondanza del supporto".
Per realizzare una topologia ad anello con ridondanza del supporto è necessario unire
entrambe le estremità libere di una topologia di rete lineare di un apparecchio. Il
congiungimento della topologia lineare in un anello viene eseguito tramite due porte
(porte dell'anello) di un apparecchio nell'anello. Almeno un apparecchio dell'anello così
creato assume in seguito il ruolo di manager di ridondanza. Tutti gli altri apparecchi
nell'anello sono client di ridondanza.
ET 200S
SIMATIC S7-300 /
CP 343-1 Advanced
PROFINET
SCALANCE
X204IRT
ET 200pro
ET 200S
①
②
③
ET 200S
Manager di ridondanza
Telegrammi di test
Client di ridondanza
Figura 4-26
Ridondanza del supporto di trasmissione nella topologia ad anello
Le due porte dell'anello di un apparecchio sono le porte che realizzano il collegamento con
entrambi i suoi apparecchi adiacenti in una topologia ad anello. La selezione e la definizione
delle porte dell'anello viene eseguita nella progettazione del relativo apparecchio
(può essere anche preimpostata).
Descrizione del sistema
160
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.11 Ridondanza del supporto
Funzione della ridondanza del supporto di trasmissione in una topologia ad anello
Qualora si verifichi un'interruzione in un determinato punto dell'anello, le vie di
comunicazione tra i singoli dispostivi vengono riconfigurate automaticamente.
Al termine della riconfigurazione gli apparecchi sono nuovamente accessibili.
Nel manager di ridondanza una delle due porte dell'anello viene bloccata per la
comunicazione normale in caso di funzionamento ininterrotto della rete, in modo da evitare
la circolazione di telegrammi di dati. Dal punto di vista della trasmissione dei dati, la
topologia ad anello diventa una linea. Il manager di ridondanza controlla eventuali
interruzioni dell'anello. Per questo esso invia telegrammi di test sia dalla porta dell'anello
1 che dalla porta dell'anello 2. I telegrammi di test attraversano l'anello in entrambe le
direzioni fino a quando raggiungono la porta dell'anello opposta del manager di ridondanza.
Un'interruzione dell'anello può verificarsi in seguito a interruzione del collegamento tra due
apparecchi o a guasto di un apparecchio nell'anello.
Se i telegrammi di test del manager di ridondanza non vengono più inoltrati ad altre porte
dell'anello in caso di un'interruzione dell'anello, il manager di ridondanza collega le sue due
porte. Su un percorso alternativo viene ristabilito un collegamento funzionante tra tutti gli
apparecchi restanti sotto forma di una topologia di rete lineare.
Il tempo tra l'interruzione dell'anello e il ripristino di una topologia lineare funzionante viene
chiamato tempo di riconfigurazione.
Non appena l'interruzione è eliminata, vengono ricreati i percorsi di trasmissione iniziali,
entrambe le porte dell'anello nel manager di ridondanza vengono separate tra loro e i client
di ridondanza vengono informati del cambiamento. I client di ridondanza utilizzano quindi
i nuovi percorsi verso gli altri apparecchi.
Metodi di ridondanza del supporto di trasmisisone
Il metodo standard per la realizzazione della ridondanza del supporto di trasmissione
in SIMATIC è l'MRP (Media Redundancy Protocol) con un tempo di riconfigurazione
normalmente di 200 ms. È possibile utilizzare max. 50 apparecchi per anello.
Inoltre esiste anche il metodo di ridondanza del supporto di trasmissione MRPD
(Media Redundancy with Planned Duplication) con funzionalità in tempo reale.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
161
Funzioni di PROFINET
4.11 Ridondanza del supporto
4.11.2
Media Redundancy Protocol (MRP)
Media Redundancy Protocol (MRP)
Il metodo "MRP" funziona conformemente al Media Redundancy Protocol (MRP),
specificato nella Norma IEC 61158 Tipo 10 "PROFINET" .
Il tempo di riconfigurazione dopo l'interruzione dell'anello è normalmente di 200 ms.
Presupposti
Per un corretto funzionamento della procedura per la realizzazione della ridondanza del
supporto di trasmisisone MRP sono necessari i seguenti presupposti:
● L'anello nel quale si vuole impiegare MRP deve essere composto solo da apparecchi
che supportano questa funzione.
● "MRP" deve essere attivato in tutti gli apparecchi dell'anello.
● Tutti gli apparecchi devono essere collegati tra loro tramite le porte dell'anello.
● L'anello può essere costituito al max. da 50 aparecchi.
● L'impostazione del collegamento (mezzo trasmissivo / duplex) deve essere "fullduplex"
e almeno 100 Mbit/s per tutte le porte dell'anello . In caso contrario può verificarsi
l'interruzione del traffico di dati.
Nella progettazione STEP 7 impostare quindi nella finestra di dialogo delle proprietà
di tutte le porte nell'anello "Impostazione automatica" nella scheda "Opzioni".
Descrizione del sistema
162
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.11 Ridondanza del supporto
Topologia
La seguente figura illustra una topologia possibile per gli apparecchi in un anello MRP.
Gli apparecchi all'interno dell'ovale bianco si trovano nel dominio di ridondanza.
Esempio di una topologia ad anello con il metodo di ridondanza del supporto
di trasmisisone MRP:
6
7
1
8
2
3
5
9
4
10
①
②
③
④
⑤
S7 400 con CP 443-1 Advanced
Switch SCALANCE X206-1
PC con CP 1616
S7-300
S7 300 con CP 343-1 Advanced
Figura 4-27
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
Stazione HMI
PG/PC
ET 200S
ET 200M
ET 200pro
Esempio di una topologia ad anello con il metodo di ridondanza del supporto
di trasmisisone MRP
Per la topologia ad anello con ridondanza del supporto di trasmisisone secondo
il metodo MRP valgono le seguenti regole:
● Tutti gli apparecchi nell'anello devono far parte dello stesso dominio di ridondanza.
● Almeno un apparecchio nell'anello è manager di ridondanza.
● Tutti gli altri apparecchi nell'anello sono client di ridondanza.
Gli apparecchi senza funzione MRP ad es. possono essere collegati all'anello tramite uno
switch SCALANCE X o un PC con CP 1616.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
163
Funzioni di PROFINET
4.11 Ridondanza del supporto
Condizioni generali
MRP e IRT
Il funzionamento RT è possibile con MRP.
Nota
La comunicazione RT viene interrotta (guasto della stazione) se il tempo di riconfigurazione
dell'anello è maggiore del tempo di controllo risposta selezionato dell'IO Device.
Selezionare quindi un tempo di controllo risposta dell'IO Device abbastanza grande.
MRP e IRT
Il funzionamento IRT non è possibile con MRP.
MRP e TCP/IP (TSEND, HTTP, ... )
La comunicazione TCP/IP è possibile con MRP poiché i pacchetti di dati persi
vengono inviati ripetutamente.
Descrizione del sistema
164
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.11 Ridondanza del supporto
MRP e avvio prioritario
Se si progetta MRP in un anello, negli altri apparecchi nelle applicazioni PROFINET
non è possibile utilizzare la funzione "Avvio prioritario".
Se si vuole utilizzare la funzione "Avvio prioritario", è necessario disattivare MRP
nella progettazione (l'apparecchio non può quindi nemmeno far parte dell'anello).
Nella progettazione STEP 7, nella finestra di dialogo delle proprietà dell'interfaccia
PROFINET > scheda "Ridondanza del supporto" > casella "Configurazione MRP"
nel dominio "mrpdomain1" impostare il ruolo su "Non si tratta di un nodo dell'anello".
Figura 4-28
Finestra di dialogo "Ridondanza del supporto"
MRP in dispositivi PROFINET con più di due porte
Se in un anello si utilizza un dispositivo PROFINET con più di due porte, bisognerebbe
evitare l'inserimento di frame Sync nell'anello impostando un limite Sync (sulle porte che non
si trovano nell'anello). Le impostazioni per i limiti Sync vengono eseguite nella scheda
"Opzioni" delle proprietà della porta.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
165
Funzioni di PROFINET
4.11 Ridondanza del supporto
4.11.3
Media Redundancy with Planned Duplication (MRPD)
Ampliamento di MRP "Media Redundancy with Planned Duplication" (MRPD)
Se si desidera ottenere una ridondanza del supporto con tempi di aggiornamento brevi
(in combinazione con IRT), è necessario utilizzare l'ampliamento di MRP "Media
Redundancy with Planned Duplication" (MRPD).
MRPD si basa su IRT con "elevata performance" e MRP. Per ottenere una ridondanza del
supporto con tempi di aggiornamento brevi, i dispositivi PROFINET nell'anello inviano i loro
dati in entrambe le direzioni. Gli apparecchi ricevono questi dati su entrambe le porte
dell'anello, quindi non è più necessario il tempo di riconfigurazione dell'anello. Come per
MRP, un manager di ridondanza impedisce la circolazione di telegrammi di dati.
4.11.4
Progettazione della ridondanza del supporto con PROFINET IO
Presupposti per la ridondanza del supporto con MRP
● I componenti interessati devono supportare il Media Redundancy Protocol (MRP).
● Non deve essere stata progettata una comunicazione IRT.
Presupposti per la ridondanza del supporto con MRPD
● I componenti interessati devono supportare il Media Redundancy Protocol with
Planned Duplication (MRPD).
● Per tutti i componenti interessati deve essere stato progettato IRT con
"elevata performance".
Procedimento
Esistono tre possibilità per progettare la ridondanza del supporto:
● (Automatica) con il pulsante "Configurazione automatica" nel Domain Management.
● (Manuale) dal Domain Management; qui si possono gestire anche i domini MRP.
● Tramite le interfacce PN-IO dei dispositivi PROFINET interessati.
Descrizione del sistema
166
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.11 Ridondanza del supporto
Progettazione della ridondanza del supporto dal Domain Management (automatica):
1. Creare un anello attraverso i rispettivi collegamenti di porte
(ad es. nell'editor di topologia).
2. Fare clic con il tasto destro del mouse sul sistema PROFINET IO e selezionare
"PROFINET IO Domain Management..." nel menu di scelta rapida.
3. Navigare alla scheda "Dominio MRP".
4. Attivare la casella di scelta "Collegamenti ad anello" nella sezione "Nodi".
5. Selezionare quindi nell'elenco in alto l'anello appena creato tramite il collegamento
di porte. Nell'elenco in basso è invece possibile controllare la selezione corretta.
6. Fare clic sul pulsante "Configurazione automatica".
7. La configurazione MRP viene così creata automaticamente.
Progettazione della ridondanza del supporto dal Domain Management (manuale):
1. Fare clic con il tasto destro del mouse sul sistema PROFINET IO e selezionare
"PROFINET IO Domain Management..." nel menu di scelta rapida.
2. Navigare alla scheda "Dominio MRP".
3. Nella sezione Nodi è possibile selezionare, suddivisi per stazioni, e configurare tutti i nodi
presenti nel progetto rispetto all'utilizzo della ridondanza del supporto. Facendo clic con il
tasto Ctrl premuto si possono selezionare più stazioni/apparecchi e configurarli tutti
contemporaneamente con il pulsante "Modifica..."
Le possibili impostazioni sono descritte più in basso al paragrafo Impostazioni possibili.
Progettazione della ridondanza del supporto tramite le interfacce dei dispositivi
PROFINET interessati:
La ridondanza del supporto deve essere progettata per tutti i dispositivi PROFINET
che devono funzionare in modo ridondato:
1. Fare due volte clic sull'interfaccia PROFINET IO del dispositivo da configurare.
2. Navigare alla scheda "Ridondanza del supporto" ed eseguire la configurazione.
Le impostazioni possibile sono descritte nel paragrafo seguente.
Impostazioni possibili nella scheda "Ridondanza del supporto"
Dominio
Tutti gli apparecchi che vengono progettati in un anello con MRP devono far parte dello
stesso dominio di ridondanza. Un apparecchio non può far parte di più domini di ridondanza.
Selezionare nella casella di riepilogo lo stesso dominio per tutti gli apparecchi dell'anello
(normalmente "mrpdomain-1").
Le impostazioni MRP sono efficaci, anche in caso di nuovo avvio dell'apparecchio oppure
dopo una caduta di tensione e successivo riavvio. Ciò significa che sono salvate in una
memoria a ritenzione.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
167
Funzioni di PROFINET
4.11 Ridondanza del supporto
Ruolo
In funzione dell'apparecchio utilizzato sono disponibili i ruoli ""Manager", "Manager (Auto)",
"Client" e "Non si tratta di un nodo dell'anello".
Regole:
● Un anello deve disporre almeno di un apparecchio con il ruolo "Manager (Auto)".
● Un anello può avere solo un apparecchio con il ruolo "Manager". Ulteriori apparecchi
con il ruolo "Manager" o "Manager (Auto)" non sono consentiti. Tutti gli altri apparecchi
possono avere solo il ruolo "Client" o "Non si tratta di un nodo dell'anello".
Porta anello 1 / Porta anello 2
Selezionare qui la porta che si vuole progettare come porta anello 1 o porta anello 2.
Nella casella di riepilogo sono visualizzate le porte selezionabili per ogni tipo di apparecchio.
Se le porte sono preimpostate in fabbrica, i campi sono grigi.
Allarmi di diagnostica
Selezionare l'opzione "Allarmi di diagnostica" se gli allarmi di diagnostica relativi allo stato
MRP devono essere emessi nella CPU locale. È possibile generare i seguenti tipi di allarmi
di diagnostica:
● Errori di cablaggio o delle porte
Vengono generati allarmi di diagnostica se si verificano i seguenti errori sulle porte
per struttura ad anello:
– Un vicino della porta non supporta l'MRP
– Una porta per configurazione ad anello è stata collegata ad una porta con
configurazione diversa
– Una porta per configurazione ad anello è collegata alla porta di un altro dominio MRP.
● Interruzione / ripristino (solo manager di ridondanza)
In caso di interruzione dell'anello e di ripristino della configurazione originaria vengono
generati degli allarmi di diagnostica. Se questi due allarmi si verificano entro 0,2 secondi
significa che l'anello è stato interrotto.
ATTENZIONE
Per garantire un funzionamento perfetto in caso di utilizzo di un apparecchio di terzi
come manager di ridondanza, è necessario assegnare in modo fisso a tutti gli altri
apparecchi dell'anello il ruolo "Client" prima di chiudere l'anello. In caso contrario i
telegrammi di dati possono trovarsi a ruotare, con conseguente guasto della rete.
Descrizione del sistema
168
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.12 Ridondanza del sistema
4.12
Ridondanza del sistema
4.12.1
Introduzione
Perché sistemi di automazione ad elevata disponibilità?
Lo scopo dell'impiego dei sistemi di automazione ad elevata disponibilità è quello di evitare
anomalie nella produzione, siano esse causate da un errore o da lavori di manutenzione.
Maggiori sono i costi in caso di arresto della produzione, tanto più utile si rivela l'impiego
di un sistema ad elevata disponibilità. Gli investimenti generalmente più consistenti che un
sistema ad elevata disponibilità comporta vengono compensati rapidamente da una
produzione continua.
I sistemi di automazione ad elevata disponibilità in SIMATIC (S7-400H) sono composti da
due sistemi parziali configurati in modo ridondato sincronizzati tramite cavi a fibre ottiche.
I due sistemi parziali costituiscono un sistema di automazione ad elevata disponibilità
operante con una struttura bicanale (1su2) secondo il principio della “Ridondanza attiva”.
Cosa significa ridondanza attiva?
La definizione ridondanza attiva, detta anche ridondanza con partecipazione funzionale,
sta ad indicare che tutti i mezzi impiegati per la ridondanza sono permanentemente in
funzione e partecipano contemporaneamente all'esecuzione del compito di automazione.
Nell’S7–400H il programma utente è perfettamente identico nelle due CPU e che esso
viene applicato contemporaneamente (in sincronia) da entrambe le CPU.
Sincronizzazione dei sistemi parziali
CPU master e CPU di riserva sono collegate con cavi a fibre ottiche. Grazie a questo
collegamento, entrambe le CPU applicano il programma in sincronia di eventi.
6LVWHPDSDU]LDOH
&38
6LVWHPDSDU]LDOH
&38
6LQFURQL]]D]LRQH
Figura 4-29
Sincronizzazione dei sistemi parziali
La sincronizzazione viene effettuata automaticamente dal sistema operativo e non comporta
conseguenze per il programma utente. Il programma deve essere creato come avviene con
le CPU standard della serie S7-400.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
169
Funzioni di PROFINET
4.12 Ridondanza del sistema
4.12.2
Impiego di una periferia sull'interfaccia PN/IO, ridondanza del sistema
Nel caso del collegamento con ridondanza del sistema di IO Device tramite PROFINET,
tra ogni IO Device e ciascuna delle due CPU H viene stabilito un collegamento di
comunicazione (Application Relation). Questo collegamento può essere realizzato tramite
una qualsiasi interconnessione topologica; dalla topologia di un impianto non si può quindi
riconoscere se un IO Device è collegato con ridondanza del sistema.
Oltre al funzionamento con ridondanza del sistema gli IO Device possono essere utilizzati
anche come cosidetti "IO Device unilaterali". In questo caso solo una delle due CPU crea un
collegamento di comunicazione con l'IO Device. Il collegamento unilaterale comporta tuttavia
uno svantaggio: in caso di guasto della CPU con la quale è stato stabilito il collegamento
anche l'IO Device si guasterà.
PN/IO con ridondanza del sistema
La figura seguente mostra una struttura con due IO Device collegati con ridondanza del
sistema. Questa topologia è particolarmente vantaggiosa. In caso di rottura di un conduttore
in un punto qualsiasi, l'intero sistema continua a funzionare. Uno dei due collegamenti di
comunicazione degli IO Device viene sempre mantenuto. Gli IO Device ridondati funzionano
ora come IO Device unilaterali.
①
②
Sistema S7-400H
IO Device ridondato
Figura 4-30
Sistema S7-400H con periferia ridondata
Descrizione del sistema
170
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.12 Ridondanza del sistema
PN/IO con periferia unilaterale
La figura seguente mostra una possibile struttura topologica con uno switch. Due IO Device
sono collegati su un lato (non in modo ridondato) mentre gli altri 3 sono collegati con
ridondanza del sistema.
①
②
③
④
Sistema S7-400H
SCALANCE (ad es. X400)
IO Device ridondato
IO Device unilaterale
Figura 4-31
Sistema S7-400H con periferia ridondata e unilaterale
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
171
Funzioni di PROFINET
4.12 Ridondanza del sistema
Numero massimo di IO Device
Alle due interfacce PN/IO integrate possono essere collegati complessivamente fino a
256 IO Device. I numeri delle stazioni non sono condivisi dalle due interfacce PN/OP
e sono compresi tra 1 e 256.
4.12.3
Progettazione
Progettazione della ridondanza del sistema con PROFINET IO
Presupposti
● I componenti interessati devono supportare la ridondanza del sistema PROFINET.
● Non deve essere stata progettata una comunicazione IRT.
● I sistemi IO del sistema H devono trovarsi nella stessa rete.
Nell'esempio seguente si descrive la progettazione di una configurazione PROFINET
con ridondanza del sistema con periferia ridondata, come illustrato nella figura
"Sistema S7-400H con periferia ridondata" del capitolo precedente.
Non vengono utilizzati componenti PROFIBUS. Le informazioni principali sulla progettazione
dei sistemi H sono riportate nel manuale "Sistemi ad elevata disponibilità S7-400H".
Descrizione del sistema
172
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.12 Ridondanza del sistema
Procedimento
Creare una nuova stazione H in SIMATIC Manger e aprire "Configurazione HW"
per questa stazione.
1. Inserire un Rack-400 (ad es. UR2-H) per i controllori ridondati.
2. Inserire una CPU 400-H PN/DP (ad es. CPU 414-5 H PN/DP).
3. Collegare in rete l'interfaccia Ethernet come di consueto e impostare i parametri IP.
4. Progettare un'unità di alimentazione e i moduli H-Sync.
5. Copiare la stazione creata: Per farlo, selezionare la stazione e quindi in successione
Modifica > Copia e Modifica > Incolla.
6. Progettare le unità ET200M ridondate (ad es. IM153-4 PN HF V4.0) trascinado come di
consueto gli IO Device su uno dei due sistemi IO. Per default le unità vengono collegate
in modo ridondato (con entrambi i rami PROFINET).
Figura 4-32
Unità ET200M collegate in modo ridondato nella Configurazione HW
Esistono due possibilità per collegare le unità come periferia unilaterale:
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
173
Funzioni di PROFINET
4.12 Ridondanza del sistema
● Progettare un'unità ridondata come descritto in precedenza e navigare alla scheda
"Ridondanza" delle proprietà dell'unità. Qui tramite le caselle di scelta è possibile
assegnare l'IO Device solo a un sistema IO e quindi a una CPU.
Figura 4-33
Scheda "Ridondanza" nelle proprietà dell'unità
● Progettare la periferia standard (ad es. IM153-4 PN ST V4.0) in modo mirato
nel sistema IO desiderato.
Figura 4-34
Unità ET200M collegate su un lato
Nota
Sistemi H e sottoreti separate
Gli IO Device vengono integrati in modo ridondato solo se entrambi i sistemi
PROFINET IO del sistema H si trovano nella stessa sottorete. Ogni CPU può essere
anche collegata, in alternativa, a un'altra sottorete. In questo caso gli IO Device sono
sempre collegati solo su un lato.
Descrizione del sistema
174
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.12 Ridondanza del sistema
4.12.4
Topologie possibili
Topologia
In PROFINET la ridondanza di sistema può essere combinata anche con
altre funzioni PROFINET.
Ridondanza del sistema con ridondanza del supporto
①
②
③
Sistema S7-400H
SCALANCE X400 (periferia unilaterale)
ET200M (periferia unilaterale/con ridondanza del sistema)
Figura 4-35
Esempio di configurazione per la ridondanza del sistema con MRP
Nota
La comunicazione RT viene interrotta (guasto della stazione) se il tempo di riconfigurazione
dell'anello è maggiore del tempo di controllo risposta selezionato dell'IO Device. Selezionare
quindi un tempo di controllo risposta dell'IO Device abbastanza grande. Ciò vale anche per
gli IO Device configurati con MRP al di fuori dell'anello.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
175
Funzioni di PROFINET
4.12 Ridondanza del sistema
Ridondanza del sistema con W-LAN
①
②
③
④
⑤
⑥
Sistema S7-400H
Periferia ridondata ET 200M
SCALANCE X400
Periferia unilaterale ET 200M
SCALANCE W
Periferia unilaterale ET 200M, collegata tramite W-LAN
Figura 4-36
Configurazione di esempio per la ridondanza del sistema con periferia unilaterale e
collegamento W-LAN
Descrizione del sistema
176
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.13 Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET
4.13
Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET
Ottimizzazione di PROFINET con RT
PROFINET consente di realizzare una comunicazione con un alto grado di performance
e compatibilità simultanee in tutti i livelli.
Seguendo le direttive di configurazione indicate qui di seguito è possibile migliorare
ulteriormente la performance del sistema PROFINET IO in funzionamento RT.
1. Collegare un router o un dispositivo SCALANCE S tra la rete di gestione aziendale e il
sistema PROFINET. Stabilire tramite il router l'esclusione della comunicazione aziendale.
2. Configurare il sistema PROFINET a stella nei casi in cui questa struttura si rivela logica
(p. es. nell'armadio elettrico).
Esempio di topologia PROFINET ottimizzata
&DYRGLSURGX]LRQH
(WKHUQHWXIILFLR
5RXWHU
3URGX]LRQH
352),1(7
,QGXVWULDO(WKHUQHW
352),%86
Figura 4-37
Topologia PROFINET ottimizzata
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
177
Funzioni di PROFINET
4.13 Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET
Configurazione di PROFINET con IRT
Per la configurazione e il funzionamento di un sistema PROFINET IO con IRT osservare le
regole seguenti, che hanno lo scopo di garantire un funzionamento ottimale del sistema
PROFINET IO.
1. Se viene sincronizzata solo una parte dei dispositivi PROFINET di un sistema
PROFINET IO osservare quanto segue:
I dispositivi PROFINET che non partecipano alla comunicazione IRT vanno collocati al di
fuori del dominio Sync.
2. Per utilizzare più domini Sync, progettare un limite del dominio Sync della porta collegata
con un dispositivo PROFINET dell'altro dominio Sync.
3. In un dominio Sync è possibile progettare un solo master Sync.
4. Un sistema PROFINET IO può appartenere a un unico dominio Sync.
5. Se si progettano dispositivi PROFINET in un dominio Sync e si desidera sincronizzarli
con l'IRT è necessario che questi dispositivi PROFINET supportino la comunicazione
IRT.
6. Se possibile, utilizzare lo stesso dispositivo PROFINET come PROFINET IO Contoller e
master Sync.
Nota
Progettazione della topologia
Se si utilizza IRT si consiglia di progettare la topologia. Con essa STEP 7 è in grado di
calcolare con precisione il tempo di aggiornamento, la larghezza di banda e altri
parametri. La comunicazione tramite PROFINET IO diventa quindi generalmente più
rapida. Per IRT con l'opzione "Elevata performance" la progettazione della topologia è
assolutamente necessaria.
CAUTELA
Protezione tramite tensione
Le unità con interfacce PROFINET possono essere utilizzate solamente all'interno di reti
LAN in cui tutti i componenti di rete collegati sono alimentati con SELV/PELV o
alimentazioni di corrente integrate con lo stesso livello di protezione.
Se vengono collegate le unità con interfacce PROFINET a una WAN (p. es. Internet),
il punto di trasmissione dati (router, modem o affini) deve essere in grado di garantire
la stessa sicurezza.
Le alimentazioni SITOP di Siemens p. es. offrono questa protezione.
Ulteriori informazioni sono riportate nella norma EN 60950-1 (2001).
Esempio di configurazione di PROFINET IO con IRT
Un esempio di configurazione di sistemi PROFINET IO in un dominio Sync è raffigurato
nel capitolo Progettazione della comunicazione in tempo reale - Introduzione (Pagina 200).
Descrizione del sistema
178
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Funzioni di PROFINET
4.13 Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET
Direttive di configurazione dell'Organizzazione degli utenti di PROFIBUS
La direttiva per l'installazione si trova in Internet
(http://www.profibus.com/nc/downloads/downloads/profinet-installation-guide/display/).
Messa in servizio
Le informazioni sulla messa in servizio di un IO Controller S7-300 in PROFINET sono
contenute nelle istruzioni operative S7-300 CPU 31xC e CPU 31x: Configurazione
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/13008499).
Le informazioni sulla messa in servizio di un IO Controller S7-400 in PROFINET sono
contenute nel manuale di installazione software Sistema di automazione S7400
Configurazione e installazione
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/1117849).
Le informazioni sulla messa in servizio di un IO Device in PROFINET sono contenute nelle
istruzioni operative Sistema di periferia decentrata ET 200S
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/1144348).
Le informazioni sulla messa in servizio di WinAC RTX in PROFINET sono contenute nelle
istruzioni operative Windows Automation Center RTX WinAC RTX 2009
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/38016351).
Le informazioni sulla messa in servizio di un S7 modular Embedded Controller in PROFINET
sono contenute nelle istruzioni operative Embedded Automation S7-modular Embedded
Controller (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/37971572).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
179
Funzioni di PROFINET
4.13 Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET
Descrizione del sistema
180
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5
Argomenti trattati in questo capitolo
Il capitolo seguente contiene informazioni più approfondite relative a PROFINET IO.
● Svolgimento dell'engineering
● Definizione e assegnazione dei nomi dei dispositivi e degli indirizzi IP
● Possibilità di diagnostica
5.1
Engineering
Passi fondamentali dalla pianificazione alla gestione di un impianto
Per la configurazione e la gestione di un impianto di automazione con l'ausilio di STEP 7
o di NCM PC è necessario procedere nel modo seguente.
1. Pianificazione dell'impianto
Il responsabile della pianificazione dell'impianto stabilisce quanto segue:
– Funzioni dell'impianto di automazione
– Tipo ed estensione dei PLC
2. Progettazione dell'impianto con STEP 7 o NCM PC
Il responsabile della progettazione dell'impianto crea il progetto con le
operazioni seguenti:
– Apertura di un progetto esistente o creazione di un nuovo progetto
– Se necessario, importazione di nuovi dispositivi PROFINET nel catalogo
hardware tramite file GSD
– Inserimento di ulteriori dispositivi PROFINET nel progetto
– Collegamento in rete dei PLC nella vista di rete
– Assegnazione del nome al dispositivo (non necessario per gli IO Device progettati per
la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria
estraibile/PG")
– Creazione del programma utente
– Controllo della progettazione
– Archiviazione e documentazione del progetto
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
181
Engineering per PROFINET IO
5.1 Engineering
3. Messa in servizio e test dell'impianto
Il responsabile della messa in servizio si occupa delle operazioni seguenti:
– Messa in sevizio dei PLC
– Caricamento dei dati del progetto nei PLC dell'impianto (download)
Qui viene assegnato il nome di dispositivo a un reale dispositivo con indirizzo MAC
– Se necessario, rielaborazione della progettazione e/o del programma utente in
STEP 7
– Test dell'impianto
4. Gestione dell'impianto
Il responsabile della gestione dell'impianto si occupa delle operazioni seguenti:
– Controllo e modifica dei dati di processo in funzionamento online
– Diagnostica dell'impianto
– Servizio e supervisione
5. Manutenzione e modifiche.
Integrazione tramite file GSD
I nuovi dispositivi PROFINET eventualmente devono essere collegati tramite un file GSD.
Le proprietà di un dispositivo PROFINET sono descritte in un file GSD
(General Station Description) contenente tutte le informazioni rilevanti per la progettazione.
Per PROFINET IO il file GSD ha il formato XML. La struttura del file GSD è conforme alla
norma ISO 15745, lo standard internazionale per la descrizione dei dispositivi.
Descrizione del sistema
182
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.1 Engineering
Importazione GSD, engineering e scambio dei dati
*6'
1
2
3
Numero
①
②
③
Figura 5-1
3
Descrizione
La descrizione del dispositivo viene importata nel sistema di engineering come file GSD.
Nel sistema di engineering (p. es. STEP 7) si esegue la progettazione. Quindi la
progettazione e il programma utente vengono trasferiti nell'IO Controller.
Dopo aver assegnato i nomi dei dispositivi agli IO Device, lo scambio di dati tra
l'IO Controller e gli IO Device assegnati avviene automaticamente.
Dall'importazione del file GSD allo scambio dei dati
Caricamento del programma utente dal PG/PC nel sistema di destinazione
Per caricare il programma utente nel sistema di destinazione tramite Industrial Ethernet
utilizzando un PG/PC, nel PG/PC impostare il protocollo TCP/IP come parametrizzazione
delle interfacce.
Il programma utente può essere caricato nel sistema di destinazione anche mediante MPI
e PROFIBUS.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
183
Engineering per PROFINET IO
5.1 Engineering
Supporto da parte di STEP 7
STEP 7 supporta l'utente dalla pianificazione fino alla gestione di un impianto nel modo
descritto qui di seguito.
● Gestione dei dati dei dispositivi PROFINET nel Catalogo hardware
● Collegamento in rete di dispositivi nella vista di rete (NETPRO) e/o in Configurazione HW
(vista di progettazione in STEP 7).
Nella vista di rete è possibile accoppiare graficamente i dispositivi a una rete PROFIBUS
o Industrial Ethernet assegnando loro i rispettivi indirizzi.
● Progettare i CP di PROFINET in STEP 7 tenendo presente che questi vanno
eventualmente progettati, programmati e sottoposti alla diagnostica in modo diverso
rispetto all'interfaccia integrata di una CPU. Per maggiori dettagli consultare il rispettivo
manuale.
● Controllo e comando di variabili online
● L'accesso ai dati di processo online è sempre possibile. È possibile utilizzare una tabella
delle variabili, integrare nell'impianto sistemi HMI come p. es. ProTool/Pro RT o
WinCC flexible oppure impiegare programmi Client su base OPC.
● Diagnostica dei dispositivi PROFINET
Nell'apposita finestra di dialogo viene visualizzato lo stato attuale dei dispositivi
PROFINET. Da un confronto online-offline è possibile stabilire se è necessario
caricare i programmi e/o la progettazione nei sistemi di automazione.
● Rappresentazione del progetto in una struttura gerarchica ad albero
Tutte le parti dell'impianto vengono rappresentate in una struttura chiara e comprensibile
che costituisce la base per una navigazione rapida e altre funzioni di gestione del
progetto.
● Supporto alla creazione della documentazione dell'impianto
STEP 7 crea automaticamente una documentazione completa dell'impianto progettato
che comprende tutti i dispositivi e le relative connessioni.
● Controllo della progettazione
STEP 7 verifica automaticamente quanto segue:
– Le strutture d'insieme predefinite sono state rispettate nel progetto?
– La progettazione è coerente e senza errori?
● Interrogazione dei dati online dei dispositivi
L'analisi online dei dispositivi consente di interrogare i dati online dei singoli dispositivi
a scopo di test e di diagnostica.
● Diagnostica degli switch
Le funzioni switch integrate sono diagnosticabili tramite STEP 7.
Gli switch della gamma SCALANCE X200, SCALANCE X300 e SCALANCE X400
possono essere sottoposti a diagnostica come PROFINET IO Device.
Descrizione del sistema
184
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.1 Engineering
Messa in servizio di un'interfaccia PROFINET di una CPU
I dettagli sulla CPU SIMATIC sono contenuti nelle istruzioni operative S7-300 CPU 31xC e
CPU 31x: Configurazione (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/13008499)
e nella descrizione del sistema Automation System S7-400 Configuration and Use
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/22586851).
Le informazioni sulla messa in servizio di WinAC RTX in PROFINET sono contenute nelle
istruzioni operative Windows Automation Center RTX WinAC RTX 2009
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/38016351).
Le informazioni sulla messa in servizio di un S7 modular Embedded Controller in PROFINET
sono contenute nelle istruzioni operative Embedded Automation S7-modular Embedded
Controller (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/37971572).
Comunicazione CPU
In PROFINET IO è possibile progettare e programmare la comunicazione tra gli
IO Controller come un normale collegamento S7 o come collegamento Send/Receive.
Comunicazione aperta tramite Industrial Ethernet
Per poter scambiare i dati con altri partner in Ethernet tramite programma utente,
STEP 7 mette a disposizione gli FB e gli UDT:
1. Protocolli orientati alla connessione: TCP native secondo RFC 793, ISO on TCP secondo
RFC 1006:
– UDT 65 "TCON_PAR" con la struttura di dati per la parametrizzazione del
collegamento
– FB 65 "TCON" per la creazione del collegamento
– FB 66 "TDISCON" per la disconnessione del collegamento
– FB 63 "TSEND" per la trasmissione dei dati
– FB 64 "TRCV" per la ricezione dei dati
2. Protocollo non orientato alla connessione: UDP secondo RFC 768
– UDT 65 "TCON_PAR" con la struttura di dati per la parametrizzazione del punto
di accesso locale per la comunicazione
– UDT 66 "TCON_PAR" con la struttura di dati dei parametri per l'indirizzamento del
partner remoto
– FB 65 "TCON" per la configurazione del punto di accesso locale per la comunicazione
– FB 66 "TDISCON" per la separazione del punto di accesso locale per la
comunicazione
– FB 67 "TUSEND" per la trasmissione dei dati
– FB 68 "TURCV" per la ricezione dei dati
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
185
Engineering per PROFINET IO
5.1 Engineering
Ulteriori informazioni
Ulteriori informazioni sulla comunicazione con la CPU sono contenute nel manuale
Comunicazione con SIMATIC
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/1254686) e nel manuale di riferimento
Software di sistema per S7-300/400 - Funzioni standard e di sistema
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/1214574).
Descrizione del sistema
186
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.2 Parametrizzazione
5.2
Parametrizzazione
Parametrizzazione dell'interfaccia PROFINET in STEP 7
I parametri dell'interfaccia PROFINET si modificano con la finestra di dialogo "Proprietà"
dell'unità in Configurazione HW di STEP 7.
Esempio di parametrizzazione con una CPU 416-3 PN/DP
1. Selezionare l'unità con l'interfaccia PROFINET da parametrizzare. Qui viene preso come
esempio il controllore CPU 416-3 PN/DP.
2. Richiamare la finestra di dialogo "Proprietà" dell'interfaccia PROFINET o delle relative
porte facendo doppio clic su:
– PN-IO (interfaccia PROFINET X5)
– Porta 1 (porta 1 dell'interfaccia X5: X5 P1 R)
– Porta 2 (porta 2 dell'interfaccia X5: X5 P2 R)
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
187
Engineering per PROFINET IO
5.2 Parametrizzazione
3. I seguenti parametri delle interfacce PN possono essere editati
o visualizzati nelle schede descritte:
Generale
– Nome dell'interfaccia dell'IO Controller
– Indirizzo IP
– Maschera di sottorete
– Accoppiamento ad altra rete
– Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile
– Acquisisci nome dispositivo in altro modo
Indirizzi
– Indirizzi di diagnostica dell'interfaccia dell'IO Controller e del sistema IO stesso
PROFINET
– Intervallo di trasmissione (editabile solo nella scheda "Sincronizzazione"
se il dispositivo PROFINET non è progettato nella scheda "PROFINET")
– Percentuale di comunicazione IO di PROFINET IO e PROFINET CBA
– Richiamo dell'OB 82 in caso di allarme di comunicazione
I Device
– Modo I Device
– Informazioni sulle aree di trasferimento
Sincronizzazione
– Ruolo di sincronizzazione
– Nome del dominio Sync (editabile in PROFINET IO Domain Management)
– Classe RT
– Opzione IRT
Descrizione del sistema
188
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.2 Parametrizzazione
Ridondanza del supporto
– Dominio MRP
– Ruolo all'interno del dominio
– Porte dell'anello
Sincronizzazione dell'ora
– Procedura NTP con intervallo di aggiornamento
Opzioni
– Intervallo KeepAlive per collegamenti
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
189
Engineering per PROFINET IO
5.2 Parametrizzazione
4. I seguenti parametri di una porta PN si possono editare o visualizzare:
Generale
– Nome della porta dell'IO Controller
Indirizzi
– Indirizzo di diagnostica della porta
Topologia (editabile anche nell'editor di topologia)
– Porta partner
– Dati del cavo
Opzioni
– Supporto di trasferimento con velocità di trasmissione
– Disattiva Autonegotiation
– Diversi limiti: fine del dominio Sync, fine dell'acquisizione dei nodi accessibili,
fine del rilevamento della topologia
Descrizione del sistema
190
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.3 Topologia e STEP 7
5.3
Topologia e STEP 7
5.3.1
Editor di topologia SIMATIC
Introduzione
Con STEP 7 è possibile progettare la topologia del sistema PROFINET IO. La progettazione
della topologia permette di usufruire di funzionalità PROFINET come "Sostituzione di
IO Device durante il funzionamento (porta partner alterna)" o "Sostituzione dispositivi senza
supporto di memoria estraibile/PG". Per IRT con l'opzione "Elevata performance" la
progettazione della topologia è assolutamente necessaria.
L'editor di topologia vi supporta nell'esecuzione dei seguenti compiti:
● Reperimento delle informazioni sulla topologia di tutte le porte dei dispositivi PROFINET
nel progetto
● Progettazione della topologia prefissata in PROFINET semplicemente trascinando con il
mouse le interfacce e le porte per creare le interconnessioni, definizione delle proprietà
Funzioni
L'editor di topologia offre tutta una serie di funzioni per l'impostazione, l'interconnessione
e la diagnostica delle proprietà di tutti i dispositivi PROFINET, incluse le relative porte.
Sono disponibili le seguenti funzioni e informazioni:
● Visualizzazione di tutti i dispositivi PROFINET e delle relative porte nel progetto
● Lunghezza e tipo di cavo progettati, con tempo di esecuzione del segnale calcolato
per ogni porta
● Dati di interconnessione con sigla topologica dei singoli dispositivi PROFINET
● Informazioni di diagnostica dei dispositivi PROFINET per ogni singola porta
● Riconoscimento degli errori semplice grazie al confronto online/offline dei dati dei nodi
● Richiamo della diagnostica (stato dell'unità) dalla vista grafica
● Importazione della topologia di rete
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
191
Engineering per PROFINET IO
5.3 Topologia e STEP 7
Vista tabellare
Figura 5-2
Scheda "Vista tabellare" dell'editor di topologia
Nella "Tabella dei collegamenti" nell'area sinistra della scheda "Vista tabellare" sono elencati
tutti i dispositivi PROFINET progettati con le rispettive porte. Nel campo di selezione nella
parte superiore destra sono elencati tutti i dispositivi PROFINET disponibili per
l'interconnessione nella topologia.
Dalla casella di riepilogo "Filtro" selezionare una delle seguenti opzioni di visualizzazione:
● "Visualizza tutte le porte": vengono visualizzate sia le porte collegate che quelle non
collegate
● "Visualizza le porte collegate": vengono visualizzate solo le porte collegate
● "Visualizza le porte non collegate": vengono visualizzate solo le porte non collegate
Descrizione del sistema
192
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.3 Topologia e STEP 7
Vista grafica
Figura 5-3
Scheda "Vista grafica" dell'editor di topologia
Nella scheda "Vista grafica" sono rappresentati i dispositivi PROFINET nel progetto
e le relative interconnessioni.
Nella vista miniature, nella parte superiore destra, selezionare con il dispositivo di
scorrimento la parte controllata del sistema PROFINET IO e il fattore di zoom. Per
modificare questa parte del sistema PROFINET IO, trascinare la cornice con il mouse
sull'area di cui visualizzare i dettagli.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
193
Engineering per PROFINET IO
5.3 Topologia e STEP 7
Confronto offline/online
Figura 5-4
Scheda "Confronto offline/online"
Nella scheda "Confronto offline/online", nella parte "Topologia progettata (offline)"
sulla sinistra, sono elencati i dispositivi PROFINET progettati con le rispettive interfacce e
porte e le porte adiacenti collegate. Nella parte destra, "Topologia rilevata (online)", viene
rappresentata la vista online del sistema PROFINET IO con la rispettiva interconnessione
in runtime.
Nota
Dati del cavo
La visualizzazione della lunghezza del cavo è un valore stimato sulla base del tempo
di esecuzione del segnale rilevato. Soprattutto per i cavi corti il valore visualizzato può
differire notevolmente dalla lunghezza effettiva del cavo, a causa dei tempi di esecuzione
del segnale molto brevi e dei conseguenti errori di arrotondamento.
Descrizione del sistema
194
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.3 Topologia e STEP 7
Ulteriori informazioni
Ulteriori informazioni sulla configurazione e l'utilizzo dell'editor di topologia sono
contenute nella Guida in linea a STEP 7.
5.3.2
Progettazione della topologia
Avvio dell'editor di topologia
Per avviare l'editor di topologia procedere come segue:
● Selezionare il sistema PROFINET IO desiderato.
● In Configurazione HW o NetPro con il comando di menu
Modifica > PROFINET IO > Topologia
● Dal menu di scelta rapida di un'interfaccia o di una porta del dispositivo PROFINET
corrispondente o da quello del sistema PROFINET IO con il comando
Topologia PROFINET IO
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
195
Engineering per PROFINET IO
5.3 Topologia e STEP 7
Interconnessione e proprietà
Per l'interconnessione delle porte dei dispositivi PROFINET procedere nel modo seguente:
1. Selezionare nella scheda "Vista tabellare" nel "Campo di selezione" la porta del
dispositivo PROFINET da interconnettere.
2. Trascinare questa porta sulla porta desiderata di un dispositivo PROFINET nella
"Tabella dei collegamenti".
Si apre la finestra di dialogo "Proprietà del collegamento" della porta selezionata.
La figura seguente mostra un esempio della finestra di dialogo.
Figura 5-5
Interconnessione e parametrizzazione della porta
In "Collegamento porta" vengono visualizzati sia il nome della porta scelta che
quello della rispettiva porta partner con i rispettivi dispositivi PROFINET.
3. Per modificare i valori di default dei dati del cavo, fare clic sull'opzione "Lunghezza
del cavo" e selezionare il valore desiderato dalla casella di riepilogo oppure fare clic
sull'opzione "Tempo di esecuzione segnale" e immettere il valore desiderato.
4. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo con "OK".
Descrizione del sistema
196
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.3 Topologia e STEP 7
Proprietà dell'oggetto di una porta
In alternativa è possibile selezionare una porta partner dalla finestra di dialogo "Proprietà"
di una porta. Con la selezione della porta partner si stabilisce la correlazione tra due porte
ed è possibile editare le proprietà del cavo.
1. Aprire la finestra di dialogo selezionando la porta dell'unità e facendo clic sul pulsante
"Proprietà dell'oggetto" oppure facendo doppio clic sulla porta.
2. Selezionare la scheda "Topologia".
Figura 5-6
Interconnessione e parametrizzazione dell'interfaccia PROFINET
3. Selezionare dalla casella di riepilogo "Porta partner" la porta con la quale
interconnettere il dispositivo o selezionare la voce "Porta partner alterna".
4. Per modificare i valori di default dei dati del cavo, fare clic sull'opzione "Lunghezza del
cavo" e selezionare il valore desiderato dalla casella di riepilogo oppure fare clic
sull'opzione "Tempo di esecuzione segnale" e immettere il valore desiderato.
5. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo con "OK".
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
197
Engineering per PROFINET IO
5.3 Topologia e STEP 7
Acquisizione della topologia di dispositivi PROFINET collegati nell'editor di topologia
Dopo aver configurato il sistema PROFINET IO e aver collegato i dispositivi PROFINET,
non è necessario interconnetterli manualmente in una topologia all'interno del progetto
ma è sufficiente eseguire pochi passi per importarli nel progetto:
1. Avviare l'editor di topologia
2. Fare clic sulla scheda "Confronto offline/online".
3. Per importare i dispositivi PROFINET nel progetto, fare clic sul pulsante "Start".
La figura seguente mostra un esempio di progetto nel quale sono stati importati
dispositivi PROFINET.
Figura 5-7
Confronto della topologia progettata e importata
4. Per importare la topologia dei dispositivi PROFINET, selezionare tutte le porte della
topologia rilevata nell'area "Topologia rilevata (online)".
5. Fare clic sul pulsante "Applica". La topologia del sistema IO viene caricata nel progetto.
6. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo con "OK".
Descrizione del sistema
198
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.3 Topologia e STEP 7
Risultato
Le informazioni sulla topologia del sistema PROFINET IO ora sono disponibili nell'editor di
topologia e possono essere utilizzate per integrare o modificare il progetto. Se la topologia
è stata caricata senza errori il colore di entrambe le aree cambia da giallo a verde.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
199
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
5.4
Progettazione della comunicazione in tempo reale
5.4.1
Introduzione
Sistema PROFINET IO con progettazione della comunicazione RT e IRT
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
6LVWHPD,2
31
3 3
&RPXQLFD]LRQH57
,2&RQWUROOHU
6LVWHPD,2
0DVWHU6\QF
&38[,57
31
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
3
31
3
3 3
6FDODQFH;,57
6LVWHPD,2
3 3
3
3
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
31
31
3 3
31
3 3
3 3
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
31
31
3 3
3 3
,2&RQWUROOHU
6LVWHPD,2
&38[,57
31
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
3
31
3
3 3
'RPLQLR6\QF
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
31
3 3
&RPXQLFD]LRQH57
Figura 5-8
6LVWHPD,2
Esempio di progettazione di due sistemi PROFINET IO con comunicazione IRT e RT
Descrizione del sistema
200
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
IO Controller, master Sync
,2&RQWUROOHU &38[,57
6LVWHPD,2
0DVWHU6\QF
31 3
3
IO Controller, slave Sync
,2&RQWUROOHU &38[,57
6LVWHPD,2
31
3
3
IO Device, slave Sync
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
31
3 3
Raccomandazioni per la progettazione della comunicazione in tempo reale RT
● Maggiore è il numero di nodi che deve attraversare un telegramma dall'IO Controller
all'IO Device (profondità della linea), maggiore dovrebbe essere il tempo di controllo
risposta dell'IO Device corrispondente.
● Seil tempo di controllo risposta rimane sulla preimpostazione selezionata da STEP 7,
con un tempo di aggiornamento di 2 ms la profondità della linea può comprendere fino
a 50 IO Device. Un tempo di aggiornamento più grande/un adattamento del tempo di
controllo risposta consente una profondità della linea maggiore.
Nota
Tempo di aggiornamento in STEP 7
Il tempo di aggiornamento degli IO Device RT viene impostato automaticamente da
STEP 7/Configurazione HW su un minimo di 2 ms nell'impostazione di default della
modalità per il tempo di aggiornamento ("Automatico"), mentre il tempo di controllo
risposta viene impostato su 6 ms.
Se si desidera che il sistema PROFINET IO venga aggiornato a intervalli minori,
è possibile ridurre il tempo di aggiornamento per ogni IO Device p. es. impostando
un "Tempo di aggiornamento prefissato" per determinati IO Device.
Raccomandazioni per la progettazione della comunicazione in tempo reale IRT
● STEP 7 mette a disposizione il tempo di aggiornamento migliore possibile per l'IRT.
● STEP 7 imposta per default l'intervallo di trasmissione a 1 ms. Ciò consente di ottenere
tempi di aggiornamento superiori o uguali a 1 ms.
● È preferibile impostare l'intervallo di trasmissione sul tempo di aggiornamento minimo
necessario solo se l'applicazione richiede tempi di aggiornamento inferiori a 1 ms.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
201
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Raccomandazione per la progettazione di RT con l'opzione "Elevata flessibilità"
● Per ottimizzare l'utilizzo della larghezza di banda senza predefinire una topologia
prefissata, è possibile adeguare il parametro "Numero max. stazioni IRT sulla linea"
all'effettiva topologia della rete dell'impianto nel modo seguente:
– Selezionare la scheda "PROFINET" nella finestra di dialogo "Proprietà"
dell'interfaccia PN dell'IO Controller.
– Disattivare l'opzione "Impiega impostazioni di sistema".
– Immettere nel campo "Numero max. stazioni IRT sulla linea" il numero
di IO Device utilizzati.
Nota
Impostazioni ottimali per la topologia prefissata
• Se è stata progettata una topologia prefissata, il rispettivo parametro ha già il
valore ottimale.
• IRT con l'opzione "Elevata performance" richiede sempre la progettazione della
topologia. Con la progettazione della topologia IRT con "Elevata performance"
raggiunge un utilizzo decisamente migliore della larghezza di banda disponibile.
Ciò consente profondità di linea maggiori e tempi di aggiornamento più brevi
rispetto a IRT con l'ozpione "Elevata flessibilità".
Descrizione del sistema
202
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
In generale vale quanto segue:
● Se i collegamenti tra due nodi di comunicazione vengono condivisi da diversi sistemi
PROFINET IO, i carichi di comunicazione dei singoli sistemi PROFINET IO si sommano
eventualmente oltre la larghezza di banda disponibile. Perciò è opportuno separare i
collegamenti per i diversi sistemi PROFINET IO per ottenere i tempi di aggiornamento
ottimali.
● Se si desidera comunque utilizzare collegamenti comuni a più sistemi PROFINET IO,
è necessario aumentare i tempi di aggiornamento degli IO Device collocati dietro i
collegamenti di comunicazione condivisi in modo da evitare il sovraccarico della
comunicazione.
Nota
Topologia e tempo di aggiornamento
Per ottenere i tempi di aggiornamento migliori possibili è preferibile scegliere una
topologia a stella o ad albero.
Nota
Guasto del master Sync con IRT con l'opzione "Elevata flessibilità" (esempio: figura 5-8)
Il guasto del master Sync che al tempo stesso è anche IO Controller del sistema
PROFINET IO 1 nel dominio Sync ha le conseguenze seguenti in IRT con "Elevata
flessibilità":
• Anche gli IO Device del sistema PROFINET IO 1 vengono a mancare poiché con il
guasto del master Sync viene a mancare anche l'IO Controller.
(La periferia di uscita degli IO Device emetterà valori sostitutivi).
• Il sistema PROFINET IO 2 continua a funzionare con il rispettivo IO Controller.
• La comunicazione dei dispositivi PROFINET del sistema 2 non è più sincronizzata.
• Tutte le interfacce PROFINET dei dispositivi PROFINET nel dominio Sync segnalano
la perdita di sincronizzazione come richiesta di manutenzione.
• Lo scambio dei dati utili nel sistema PROFINET IO 2 è ancora possibile ma senza
sincronizzazione tra dispositivi PROFINET
(equivale a uno scambio di dati utili come in RT).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
203
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Nota
Guasto del master Sync con IRT con l'opzione "Elevata performance"
(esempio: figura 5-8)
Il guasto del master Sync che al tempo stesso è anche IO Controller del sistema
PROFINET IO 1 nel dominio Sync ha le conseguenze seguenti in IRT con
"Elevata performance":
• Anche gli IO Device del sistema PROFINET IO 1 vengono a mancare poiché
con il guasto del master Sync viene a mancare anche l'IO Controller.
(La periferia di uscita degli IO Device emetterà valori sostitutivi).
• Il sistema PROFINET IO 2 continua a funzionare con il rispettivo IO Controller.
• I dispositivi PROFINET IO sincronizzati del sistema 2 vengono a mancare.
• Lo scambio dei dati utili nel sistema PROFINET IO 2 è ancora possibile solo con i
dispositivi PROFINET IO non sincronizzati. Tuttavia al momento del guasto del master
Sync può verificarsi una breve interruzione della comunicazione in questi dispositivi
PROFINET IO.
5.4.2
Progettazione della comunicazione IRT di singoli dispositivi
Progettazione di singoli dispositivi PROFINET in un dominio Sync - Panoramica
Per progettare la comunicazione IRT di singoli dispositivi PROFINET,
procedere nel modo seguente:
1. Inserire l'IO Controller nel progetto e configurarlo. I dispositivi PROFINET per i quali si
progetta la comunicazione IRT devono supportare l'IRT con l'opzione desiderata
("Elevata flessibilità" / "Elevata performance").
2. Progettare la comunicazione IRT per l'IO Controller impostando la classe RT su IRT.
3. Inserire nella rete Ethernet dell'IO Controller un dispositivo PROFINET e configurarlo
come di consueto.
4. Progettare la comunicazione IRT per il dispositivo PROFINET inserito impostando la
classe RT su IRT e selezionando l'opzione IRT desiderata.
5. Definire l'intervallo di trasmissione e la percentuale di comunicazione riservata ai dati IRT
per il dominio Sync.
6. Se è stata selezionata la comunicazione IRT con l'opzione "Elevata performance", è
necessaria la progettazione della topologia.
7. Caricare la progettazione nei dispositivi.
Descrizione del sistema
204
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Nota
Regole per la configurazione di un sistema PROFINET IO
• All'interno di un dominio Sync si possono progettare solo dispositivi con la stessa
opzione IRT.
• Attenersi alle raccomandazioni per la configurazione del capitolo
Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET (Pagina 177).
Figura 5-9
Esempio di uscita con IO Controller progettato
Progettazione dell'IO Controller nel dominio Sync di default
Progettare come primo dispositivo PROFINET l'IO Controller nel dominio Sync (di default).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
205
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Procedimento in Configurazione HW
1. Aprire la finestra di dialogo "Proprietà" dell'interfaccia PN facendo doppio clic sull'icona
corrispondente (X3 PNIO).
2. Progettare l'IO Controller come master Sync. Modificare il ruolo di sincronizzazione
dell'IO Controller in "Master Sync". STEP 7 adatta automaticamente la classe RT e
l'opzione IRT dell'IO Controller all'impostazione selezionata nei dispositivi.
Figura 5-10
Parametrizzazione dell'interfaccia PROFINET
3. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Proprietà" con "OK".
4. Inserire un IO Device dal catalogo hardware nel sistema PROFINET IO.
5. Aprire la finestra di dialogo "Proprietà" dell'IO Device inserito facendo doppio clic
sull'interfaccia PN corrispondente.
6. Si apre la finestra di dialogo "Proprietà" dell'IO Device.
7. Progettare l'IO Device come slave Sync. Modificare il ruolo di sincronizzazione dell'IO
Device in "Slave Sync". STEP 7 modifica automaticamente la classe RT da "RT" a "IRT".
In funzione della configurazione pianificata impostare l'opzione IRT su "Elevata
performance" oppure su "Elevata flessibilità".
8. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Proprietà" con "OK".
9. Ripetere i passi da 5 a 9 per tutti gli altri IO Device da sincronizzare.
Descrizione del sistema
206
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Risultato: è stato progettato il dominio Sync con sistema PROFINET IO
Con la finestra di dialogo "Gestione dei domini" controllare le impostazioni del sistema
PROFINET IO. La finestra si apre selezionando nel menu di scelta rapida del sistema
PROFINET IO il comando "PROFINET IO Domain Management...".
Figura 5-11
Sistema PROFINET IO nel dominio Sync "syncdomain-default"
Nell'esempio il sistema PROFINET IO è costituito da una CPU 319-3 PN/DP e da
un sistema di periferia decentrata ET 200S.
Vedere anche
Configurazione consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET (Pagina 177)
Real-time isocrono (Pagina 67)
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
207
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
5.4.3
Progettazione della comunicazione IRT di un sistema PROFINET IO
Progettazione di un dominio Sync dalla finestra di dialogo "Sync Domain Management" - Panoramica
Per progettare la comunicazione IRT per lo scambio di dati utili di un sistema PROFINET IO,
procedere nel modo seguente:
1. Configurare, come in precedenza, le stazioni con PROFINET IO Controller e
PROFINET IO Device. I dispositivi PROFINET per i quali si progetta la comunicazione
IRT devono supportare l'IRT con l'opzione IRT desiderata.
2. Progettare un dominio Sync e definire per ogni singolo dispositivo PROFINET il ruolo di
sincronizzazione nel dominio Sync. Progettare un IO Controller o uno switch come
master Sync e assegnare a tutti gli altri dispositivi PROFINET del dominio Sync il ruolo di
slave Sync.
3. Se è stata selezionata l'opzione "Elevata performance" progettare quindi la topologia.
4. Definire l'intervallo di trasmissione e la percentuale di comunicazione riservata ai dati IRT
per il dominio Sync.
5. Caricare la progettazione nei dispositivi PROFINET.
Nota
Regole per la configurazione di un sistema PROFINET IO
• Durante la progettazione della comunicazione IRT con l'opzione "Elevata
performance" si consiglia di utilizzare l'IO Controller anche come master Sync.
Altrimenti in caso di guasto del master Sync si può verificare un guasto ai dispositivi
RT e IRT.
• Attenersi alle raccomandazioni per la configurazione del capitolo Configurazione
consigliata per l'ottimizzazione di PROFINET (Pagina 177).
Descrizione del sistema
208
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Presupposto per la progettazione del dominio Sync di default
È stato progettato un sistema PROFINET IO con dispositivi PROFINET con funzionalità IRT
(esempio nel grafico seguente) e la progettazione è aperta in Configurazione HW.
Figura 5-12
Esempio di progettazione del sistema PROFINET IO
Progettazione del sistema PROFINET IO nel dominio Sync di default
Per default STEP 7 ha predefinito un dominio Sync con il nome "syncdomain-default"
(il nome non può essere scelto). Esso è permanente e non può essere cancellato.
Procedimento in Configurazione HW
1. Aprire la finestra di dialogo "Gestione dei domini". Selezionare in Configurazione HW,
nel menu di scelta rapida del sistema PROFINET IO (rotaia) il comando
PROFINET IO Domain Management.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
209
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Figura 5-13
Sync Domain Management
Descrizione del sistema
210
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Il nome del dominio Sync viene assegnato automaticamente da STEP 7 con
"dominio-sync-nuovo" durante la progettazione del primo dominio Sync. In alternativa è
possibile creare ulteriori domini Sync. La creazione di un nuovo dominio Sync è descritta
nel paragrafo "Creazione di un numero qualunque di domini Sync".
2. Progettare in primo luogo il master Sync. Fare doppio clic sull'IO Controller che deve
essere progettato come master Sync (nell'esempio: "IO Controller / PN-IO"). In alternativa
selezionare l'IO Controller e fare clic sul pulsante "Proprietà". Si apre la finestra di dialogo
"Proprietà" dell'IO Controller corrispondente.
Figura 5-14
Impostazioni dell'IO Controller per il funzionamento IRT
3. Impostare il ruolo di sincronizzazione su "Master Sync".
STEP 7 modifica automaticamente la classe RT da "RT" a "IRT".
4. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Proprietà" con "OK".
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
211
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
5. Progettare ora gli slave Sync. Selezionare nella finestra di dialogo "Gestione dei domini"
gli IO Device da progettare come slave Sync e aprire la finestra di dialogo "Proprietà"
degli IO Device con un doppio clic.
6. Impostare il ruolo di sincronizzazione su "Slave Sync". La classe RT cambia
automaticamente da "RT" a "IRT".
7. Impostare l'opzione IRT desiderata.
8. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Proprietà" con "OK".
9. Progettare la topologia se è stata selezionata l'opzione IRT "Elevata performance".
Risultato: dominio Sync di default progettato con sistema PROFINET IO
Nell'esempio, il sistema di periferia decentrata ET 200pro non deve essere sincronizzato.
I dispositivi PROFINET sincronizzati e non sincronizzati possono essere progettati nello
stesso sistema PROFINET IO. Il dispositivo PROFINET non sincronizzato non è un nodo
del dominio Sync.
Creazione di domini Sync
Oltre al dominio Sync di default è possibile progettare ulteriori domini Sync.
Il procedimento è analogo a quello della progettazione del dominio Sync di default.
Descrizione del sistema
212
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Procedimento in Configurazione HW
1. Creare un nuovo dominio Sync. Aprire la finestra di dialogo "Gestione dei domini" dal
menu di scelta rapida del sistema PROFINET IO e fare clic sul pulsante "Nuovo".
Verrà creato un ulteriore dominio Sync con il nome "sync-domain-1" predefinito da
STEP 7.
2. Se necessario, modificare il nome del dominio Sync. Fare clic sul pulsante "Modifica".
Si apre la finestra di dialogo "Modifica dominio Sync", nella quale è possibile modificare
il nome predefinito (nell'esempio "sync-domain-neu").
3. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Modifica dominio Sync"
con "OK".
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
213
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
4. Inserire il sistema o i sistemi PROFINET IO nel nuovo dominio Sync facendo clic sul
pulsante "Inserisci". Si apre la finestra di dialogo "Stazione / Inserisci sistema IO".
Figura 5-15
Sottosistema IO in nuovo dominio Sync
5. Selezionare il sistema PROFINET IO
(nell'esempio "IO-Controller2 / PROFINET-IO-System").
Descrizione del sistema
214
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
6. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo
"Stazione / Inserisci sistema IO" con "OK".
Figura 5-16
Sistema PROFINET IO con dominio Sync "sync-domain-neu"
Procedimento di parametrizzazione IRT in Configurazione HW
Se necessario definire le impostazioni per il funzionamento IRT per ogni dispositivo
PROFINET.
1. Fare doppio clic sull'IO Controller che deve essere progettato come master Sync.
Si apre la finestra di dialogo "Proprietà" dell'IO Controller corrispondente.
2. Impostare il ruolo di sincronizzazione su "Master Sync". STEP 7 modifica
automaticamente la classe RT da "RT" a "IRT".
3. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Proprietà" con "OK".
4. Selezionare gli IO Device da progettare come slave Sync. Fare clic sul pulsante
"Proprietà del dispositivo". Si apre la finestra di dialogo "Proprietà" degli IO Device
corrispondenti.
5. Impostare il ruolo di sincronizzazione su "Slave Sync".
La classe RT cambia automaticamente da "RT" a "IRT".
6. Impostare l'opzione IRT desiderata.
7. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Proprietà" con "OK".
8. Progettare la topologia se è stata selezionata l'opzione IRT "Elevata performance".
Risultato: nuovo dominio Sync con sistema PROFINET IO
Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Gestione dei domini" con "OK".
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
215
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Cancellazione di un dominio Sync
Se oltre al dominio Sync standard sono stati progettati ulteriori domini Sync,
questi ultimi possono essere cancellati nella finestra di dialogo "Gestione dei domini".
Presupposto per la cancellazione
Oltre al dominio Sync di default è stato progettato almeno un altro dominio Sync.
In questo esempio il nome del dominio Sync da cancellare è "syncdomain-neu".
Procedimento in Configurazione HW
1. Selezionare il comando di menu Modifica > PROFINET IO > Sync Domain Management.
2. Selezionare nella casella di riepilogo i domini Sync da cancellare.
3. Fare clic sul pulsante "Cancella". I sistemi PROFINET IO del dominio Sync cancellato
vengono assegnati al dominio Sync di default "syncdomain-default".
Risultato: "syncdomain-default" comprende anche il sistema PROFINET IO
del dominio Sync cancellato
Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Gestione dei domini" con "OK".
ATTENZIONE
Incoerenza a causa di due master Sync
Dopo aver cancellato il dominio Sync, il dominio Sync di default con i due sistemi
PROFINET IO comprende anche due master Sync. Poiché in un dominio Sync può essere
presente solo un master Sync, è necessario progettare uno dei due master Sync come
slave Sync.
Vedere anche
Real-time isocrono (Pagina 67)
Descrizione del sistema
216
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
5.4.4
Definizione dell'intervallo di trasmissione del sistema PROFINET IO
Impostazione dell'intervallo di trasmissione
Esiste la possibilità di definire l'intervallo di trasmissione per ogni singolo dominio Sync per
ottimizzare la larghezza di banda in base al volume dei dati. STEP 7 calcola i possibili valori
impostabili in funzione dei dispositivi PROFINET del sistema PROFINET IO utilizzato.
Presupposto per l'impostazione dell'intervallo di trasmissione
È già stato progettato un sistema PROFINET IO o un IO Controller.
Procedimento in Configurazione HW
1. Se la finestra di dialogo "Gestione dei domini" non è aperta, selezionare il menu di scelta
rapida del sottosistema IO in Configurazione HW (rotaia) e qui il comando
PROFINET IO Domain Management.
2. Nella casella di riepilogo "Intervallo di trasmissione (ms)" selezionare uno degli
intervalli indicati.
3. Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Gestione dei domini" con "OK".
Risultato: il sistema PROFINET IO del dominio Sync è fissato su un intervallo di trasmissione
Suggerimento: ottimizzazione della trasmissione dati
STEP 7 calcola il valore ottimale per il tempo di aggiornamento. Se si desidera
parametrizzare singoli IO Device con un tempo di aggiornamento diverso da quello
preimpostato, è possibile impostare il tempo di aggiornamento per ogni singolo dispositivo
PROFINET. Il tempo di aggiornamento corrisponderà a un multiplo dell'intervallo di
trasmissione.
Impostazione di una larghezza di banda riservata per IRT
È possibile definire una larghezza di banda riservata ai dati IRT in rapporto alla larghezza
di banda massima che può essere riservata per la comunicazione ciclica dei dati utili.
Il rapporto è espresso in percentuale (%).
La larghezza di banda massima predefinita dal sistema per i dati ciclici non deve essere
superata dalla larghezza di banda riservata all'IRT più quella necessaria per i dati ciclici
nella larghezza di banda libera (comunicazione RT).
Presupposto per l'impostazione della percentuale di comunicazione IRT
Il sistema PROFINET IO è già stato progettato in un dominio Sync.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
217
Engineering per PROFINET IO
5.4 Progettazione della comunicazione in tempo reale
Procedimento in Configurazione HW
1. Aprire la finestra di dialogo "Gestione dei domini" se non è già aperta. Selezionare in
Configurazione HW, nel menu di scelta rapida del sottosistema IO (rotaia), il comando
PROFINET IO Domain Management.
2. Fare clic sul pulsante "Dettagli".
3. Nella casella di riepilogo "Limite superiore per IRT" selezionare uno dei valori predefiniti
(in %). STEP 7 consente di scegliere tra 0, 10, ... 100.
Risultato: percentuale di comunicazione riservata per i dati IRT
Salvare le impostazioni e chiudere la finestra di dialogo "Gestione dei domini" con "OK".
Nota
Larghezza di banda riservata e comunicazione standard
La larghezza di banda disponibile per la comunicazione standard può essere aumentata
riducendo al minimo indispensabile la larghezza di banda riservata ai dati IRT. Sulla base
della progettazione, Configurazione HW calcola la larghezza di banda necessaria per
i dati IRT.
Ulteriori informazioni
Per ulteriori informazioni sulla comunicazione IRT consultare il capitolo Real-time isocrono
(Pagina 67).
Descrizione del sistema
218
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.5 SIMATIC NCM PC
5.5
SIMATIC NCM PC
Il tool di progettazione SIMATIC NCM PC
SIMATIC NCM PC è una versione di STEP 7 adattata in modo speifico alla
progettazione PC che offre tutte le funzioni di STEP 7 per le stazioni PC.
SIMATIC NCM PC è il tool centrale con il quale progettare i servizi di comunicazione per la
propria stazione PC. I dati di progettazione creati con questo tool devono essere caricati o
esportati nella stazione PC. In questo modo si rende pronta per la comunicazione la
stazione PC.
SIMATIC NCM PC e STEP 7 sono compatibili
● I progetti creati con SIMATIC NCM PC possono essere aperti e modificati in ogni
momento con STEP 7/SIMATIC Manager. Qui sono disponibili le ulteriori funzioni
per la programmazione e la progettazione delle stazioni S7.
● I progetti creati con STEP 7/SIMATIC Manager possono essere aperti in qualunque
momento con SIMATIC NCM PC. È possibile sia modificare le stazioni PC esistenti che
creare nuove stazioni PC. Per queste stazioni PC è possibile progettare collegamenti
di comunicazione con le stazioni S7 già create.
NCM PC è in grado di utilizzare i dati dei progetti di STEP 7
Le limitazioni di SIMATIC NCM PC riguardano i tipi di stazione progettabili. La progettazione
di stazioni S7 e la loro programmazione possono essere eseguite solamente in STEP 7.
I tipi di stazione che possono essere configurati solo in STEP 7 sono comunque disponibili
dopo l'importazione del progetto in SIMATIC NCM PC come stazione di destinazione per la
progettazione di un collegamento.
Anche i file icona creati per le stazioni S7 possono essere utilizzati dal server OPC.
I dati corrispondenti vanno indicati nella progettazione del server OPC.
Un progetto così "rielaborato" in SIMATIC NCM PC può essere riacquisito ed elaborato
in STEP 7 in qualunque momento.
In STEP 7 sono disponibili ulteriori funzioni di test e diagnostica.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
219
Engineering per PROFINET IO
5.5 SIMATIC NCM PC
Funzioni
Per la configurazione e la progettazione di una stazione PC, utilizzare le funzioni seguenti:
● Creazione e configurazione dei componenti della stazione PC
● Progettazione delle proprietà di comunicazione del server OPC SIMATIC NET
● Progettazione di collegamenti
● Applicazione di simboli dalla progettazione SIMATIC S7
● Progettazione del funzionamento DP e PROFINET
● Parametri di rete per il funzionamento con PROFIBUS e Industrial Ethernet
● Caricamento dei dati di progettazione nella stazione PC
● Memorizzazione dei dati di configurazione e progettazione in un file
● Controllo della comunicazione con le stazioni S7 collegate tramite diagnostica NCM
Ulteriori informazioni
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale Messa in servizio della
comunicazione industriale di stazioni PC SIMATIC NET – Istruzioni e approccio rapido
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/13542666).
Vedere anche
Stazioni PC SIMATIC (Pagina 33)
Descrizione del sistema
220
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
5.6
Assegnazione di indirizzi
5.6.1
Indirizzi
Indirizzi
Tutti i dispositivi PROFINET si basano sul protocollo TCP/IP e devono quindi avere,
per funzionare in Ethernet, un indirizzo IP.
Per agevolare la progettazione, è sufficiente assegnare un indirizzo IP una volta sola
durante la configurazione dell'IO Controller in STEP 7/Configurazione HW.
Qui STEP 7 visualizza una finestra di dialogo per la selezione dell'indirizzo IP e della rete
Ethernet. Se la rete è isolata, è possibile applicare l'indirizzo IP e la maschera di sottorete
predefiniti da STEP 7. Se la rete fa parte di una rete aziendale Ethernet, occorre richiedere
i dati necessari all'amministratore di rete.
Nota
Acquisisci indirizzo IP in altro modo
Alcune CPU offrono nella finestra di dialogo per l'impostazione dell'indirizzo IP anche
l'opzione "Acquisisci indirizzo IP in altro modo". Per ulteriori informazioni consultare
il capitolo: Acquisisci indirizzo IP / nome dispositivo in altro modo (Pagina 229)
Gli indirizzi IP degli IO Device vengono generati da STEP 7 e assegnati agli IO Device
soltanto con l'avviamento della CPU. Inoltre, per alcuni IO Device come p. es. SCALANCE X
o CP S7-300, esiste la possibilità di acquisire l'indirizzo IP non dall'IO Controller all'avvio ma
già prima in un modo diverso (vedere capitolo Assegnazione del nome del dispositivo e
dell'indirizzo IP (Pagina 225)).
Gli indirizzi IP dell'IO Device hanno sempre la stessa maschera di sottorete dell'IO Controller
e vengono assegnati in ordine crescente iniziando dall'indirizzo IP dell'IO Controller.
Se necessario questo indirizzo IP può essere modificato manualmente.
Nome del dispositivo
Un IO Device deve avere un nome prima di poter essere indirizzato da un IO Controller.
In PROFINET si è optato per questo procedimento in quanto i nomi sono più facilmente
gestibili degli indirizzi IP.
L'assegnazione di un nome di dispositivo a un IO Device concreto è comparabile
all'impostazione dell'indirizzo PROFIBUS in uno slave DP.
All'atto della fornitura gli IO Device non hanno un nome di dispositivo. Solo dopo che gli è
stato assegnato un nome di dispositivo con il PG/PC un IO Device è indirizzabile da parte
di un IO Controller, p. es. per il trasferimento dei dati di progettazione (fra l'altro l'indirizzo IP)
all'avviamento o per lo scambio dei dati utili in funzionamento ciclico.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
221
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
Nota
Acquisisci nome dispositivo in altro modo
Alcune CPU offrono la possibilità di acquisire il nome di dispositivo in altro modo. Per
ulteriori informazioni consultare il capitolo: Acquisisci indirizzo IP / nome dispositivo in
altro modo (Pagina 229)
Fa eccezione la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria
estraibile/PG". Nel caso degli IO Device per i quali è stata progettata la "Sostituzione
dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG", il nome di dispositivo viene assegnato
dall'IO Controller in base alla progettazione della topologia.
In alternativa il nome del dispositivo può essere scritto nel PG direttamente sulla
Micro Memory Card.
Nomi di dispositivo strutturati
Il nome di un dispositivo può essere strutturato secondo le convenzioni DNS .
Queste convenzioni vengono definite nello standard "Internationalizing Domain Names in
Applications (IDNA)". In base a queste disposizioni i nomi degli apparecchi vengono scritti
con la lettera minuscola.
Il "Domain Name System" (DNS) è una banca dati (http://iana.org) distribuita che gestisce
lo spazio dei nomi in Intranet. Per formare la struttura del nome occorre utilizzare il punto
("."). La classificazione gerarchica va da destra a sinistra, in senso discendente.
...<Subdomain-Name>.<Domain-Name>.<Top-Level-Domain-Name>
Numero dispositivo
Al momento dell'inserimento di un IO Device, STEP 7 gli assegna, accanto al nome del
dispositivo, anche un numero iniziando da "1".
Da questo numero del dispositivo è possibile identificare un IO Device (p. es. SFC 71
"LOG_GEO") nel programma utente. Al contrario del numero del dispositivo,
il nome non è visibile nel programma utente.
Vedere anche
Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG (Pagina 74)
Progettazione della topologia (Pagina 195)
Avvio prioritario (Pagina 76)
Descrizione del sistema
222
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
5.6.2
Indirizzo IP e MAC
Definizione: Indirizzo MAC
A ogni dispositivo PROFINET viene assegnato in fabbrica un identificativo univoco
internazionale. Questo identificativo di 6 byte è l'indirizzo MAC.
L'indirizzo MAC è suddiviso in:
● 3 byte per l'identificativo del produttore e
● 3 byte per l'identificativo del dispositivo (numero progressivo).
L'indirizzo MAC è normalmente leggibile sulla parte anteriore del dispositivo:
ad es. 08-00-06-6B-80-C0.
Indirizzo IP
Per essere indirizzato come nodo della rete Industrial Ethernet, un dispositivo PROFINET
deve avere un indirizzo IP univoco all'interno della rete. L'indirizzo IP è costituito da 4 numeri
decimali con un campo di valori da 0 a 255. I numeri decimali sono separati da un punto.
L'indirizzo IP è formato da:
● indirizzo della rete e
● indirizzo del nodo (in generale definito anche host o nodo di rete).
Maschera di sottorete
I bit impostati della maschera di sottorete determinano la parte dell'indirizzo IP
che contiene l'indirizzo della rete.
In generale vale quanto segue:
● L'indirizzo di rete risulta dalla combinazione logica AND di indirizzo IP e maschera
di sottorete.
● L'indirizzo del nodo risulta dalla combinazione logica AND negato di indirizzo IP
e maschera di sottorete.
Esempio di maschera di sottorete
Maschera di sottorete: 255.255.0.0 (decimale) = 11111111.11111111.00000000.00000000
(binario)
Indirizzo IP: 192.168.0.2 (decimale) = 11000000.10101000.00000000.00000010 (binario)
Significato: i primi 2 byte dell'indirizzo IP determinano la rete, quindi 192.168.
Gli ultimi due byte indirizzano il nodo, quindi 0.2.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
223
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
Tool per l'assegnazione di indirizzi IP
L'assegnazione dell'indirizzo IP avviene avvalendosi di un software del produttore come
per es. STEP 7. È possibile assegnare gli indirizzi IP ai componenti di rete anche con il
Primary Setup Tool (PST). In Internet è disponibile il download
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19440762) gratuito del Primary Setup
Tool. Inoltre in questo sito Internet è disponibile un elenco di dispositivi per i quali è abilitato
il PST.
Assegnazione dell'indirizzo IP in caso di sostituzione di IO Device con supporto di
memoria estraibile/PG
Il supporto di memoria (estraibile, p. es. Micro Memory Card) e la scheda di memoria FLASH
dei controllori programmabili (PLC) contengono quanto segue:
● Per l'IO Controller: nome del dispositivo e indirizzo IP
● Per l'IO Device: Nome del dispositivo
Il C-PLUG degli IE/PB-Link PN IO e gli switch (p. es. della gamma SCALANCE X)
contengono il nome del dispositivo.
Nei CP la scheda di memoria contiene l'indirizzo IP della CPU.
Per la sostituzione di un dispositivo perciò non è necessario il C-PLUG.
Il nome del dispositivo e l'indirizzo IP vengono trasferiti dalla CPU nel blocco dati di sistema
(SDB) all'avviamento.
Estraendo la scheda di memoria o il C-PLUG da un PROFINET Controller e inserendolo in
un altro dispositivo PROFINET, le informazioni specifiche del dispositivo e l'indirizzo IP
vengono caricati nel dispositivo.
In caso di sostituzione completa di un IO Device a causa di un difetto del dispositivo o del
modulo, l'IO Controller esegue automaticamente la parametrizzazione e la configurazione
del dispositivo o del modulo sostituito. Quindi viene ripristinato lo scambio ciclico dei dati
utili. Tuttavia è necessario estrarre dall'IO Device guasto la Micro Memory Card con il nome
valido e inserirla nel dispositivo sostitutivo prima di riattivare la rete (ON).
La Micro Memory Card e il C-PLUG consentono di sostituire l'unità senza l'uso del PG/PC
in caso di guasto di un dispositivo PROFINET. I dati del dispositivo possono anche essere
trasferiti direttamente dal PG/PC alla Micro Memory Card
(p. es. per l'IO Device ET 200S/PN).
Assegnazione dell'indirizzo IP in caso di sostituzione di IO Device senza supporto
di memoria estraibile/PG
Determinati dispositivi PROFINET, come p. es. la periferia decentrata ET200 ecoPN,
non sono dotati di vano per l'inserimento del modulo. Questi dispositivi PROFINET e alcuni
altri supportano la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di
memoria estraibile/PG". Ulteriori informazioni sono disponibili nel capitolo Sostituzione
dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG (Pagina 74).
Descrizione del sistema
224
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
Router di default
Il router di default viene utilizzato quando i dati devono essere inoltrati, tramite
il protocollo TCP/IP, a un partner della comunicazione situato al di fuori della rete.
In STEP 7 il router di default viene definito Router nella finestra di dialogo "Proprietà".
La finestra di dialogo "Proprietà " si apre con il comando di menu
Proprietà dell'interfaccia Ethernet > Parametri > Accoppiamento ad altra rete.
Normalmente STEP 7 assegna al router di default il proprio indirizzo IP.
L'indirizzo del router impostato nell'interfaccia PROFINET dell'IO Controller viene applicato
automaticamente ai corrispondenti IO Device progettati.
5.6.3
Assegnazione del nome del dispositivo e dell'indirizzo IP
Prima assegnazione di indirizzo IP e maschera di sottorete a un IO Controller
Esistono quattro possibilità:
1. Se il dispositivo PROFINET può alloggiare una scheda di memoria (Micro Memory Card),
inserire la scheda nel PG/PC e salvare qui la configurazione hardware, incluso l'indirizzo
IP progettato. Quindi inserire la Micro Memory Card nel dispositivo PROFINET. Quando
si inserisce la Micro Memory Card il dispositivo PROFINET acquisisce automaticamente
l'indirizzo IP.
2. Collegare il PG/PC alla stessa rete alla quale è collegato il dispositivo PROFINET.
L'interfaccia del PG/PC deve essere impostata su TCP/IP (Auto). Durante il download
visualizzare prima tutti i nodi accessibili con la finestra di dialogo per il download
"Nodi accessibili". Selezionare il dispositivo di destinazione tramite il suo indirizzo MAC
e assegnargli l'indirizzo IP prima di caricare la configurazione HW con l'indirizzo IP
progettato (l'indirizzo IP sarà così memorizzato a ritenzione).
3. Se il dispositivo PROFINET è dotato di un'interfaccia MPI o PROFIBUS DP, collegare
direttamente il PG/PC al dispositivo PROFINET tramite l'interfaccia MPI o
PROFIBUS DP. Assegnare un indirizzo IP al dispositivo da STEP 7
(con il caricamento della configurazione hardware).
4. Assegnazione dell'indirizzo IP "in altro modo": Gli indirizzi possono essere assegnati
tramite "Modifica nodo Ethernet" in STEP 7, il Primary Setup Tool o anche attraverso
il programma utente (SFB104).
Assegnazione del nome di dispositivo per gli IO Device con funzionalità PROFINET
"Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG"
Per gli IO Device per i quali è stata progettata la funzionalità PROFINET "Sostituzione
dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG" non è necessario assegnare un nome
al dispositivo in caso di sostituzione. Ulteriori informazioni sono disponibili nel capitolo
Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG (Pagina 74).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
225
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
Messa in servizio di un'interfaccia PROFINET
Per ulteriori dettagli sulla messa in funzione di un'interfaccia PROFINET, consultare le
istruzioni operative dei dispositivi PROFINET della famiglia di apparecchi SIMATIC.
Assegnazione del nome di dispositivo e dell'indirizzo a un IO Device (a eccezione della funzionalità
PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG")
La figura seguente illustra l'assegnazione del nome e dell'indirizzo a un dispositivo.
$RJQLGLVSRVLWLYRYLHQHDVVHJQDWRXQ
QRPHWHFQRORJLFR7XUER
67(3DVVHJQDDXWRPDWLFDPHQWHXQ
LQGLUL]]R,3
(WKHUQHWVLVWHPD352),1(7,2
(7SUR
(7SUR
7XUER
7XUER
(76
6&$/$1&(
;
(VWUXVRUH
5LSDUWLWRUH
6,0$7,&
(WKHUQHW352),QHW6\VWHP
85
;
&38
,(
,0
9HQWLO
&DULFDPHQWRGHOOD
SURJHWWD]LRQH
QHOO
,2&RQWUROOHU
,0
,0
,0
',['&9
'2['&9
9HQWLO
.ODSSH
6FKQHFNH
,0
,0
,0
)¸UGHUEDQG
([WUXGHU
$EOXIW
9HUWHLOHU
,OQRPHGLGLVSRVLWLYRYLHQHDVVHJQDWRD
XQ,2'HYLFHDXQLQGLUL]]R0$&
VFULWWXUDGHOQRPHQHOGLVSRVLWLYR
,2&RQWUROOHU
352),1(7
/
,2&RQWUROOHUDVVHJQD
O
LQGLUL]]R,3DLQRPLGHL
GLVSRVLWLYLDOO
DYYLDPHQWR
,QGXVWULDO(WKHUQHW
,2'HYLFH
,QG0$&
,QG0$&
Figura 5-17
Schema di principio: assegnazione del nome e dell'indirizzo a un dispositivo
Descrizione del sistema
226
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
In STEP 7 viene assegnato un nome a ogni IO Device. Nome e indirizzo IP possono essere
modificati manualmente in un secondo tempo.
I dati progettati possono essere caricati nel PROFINET Device in due modi diversi:
1. Offline con Micro Memory Card:
salvare i dati progettati per l'IO Device (nome dispositivo, p. es. Turbo 3) sulla
Micro Memory Card nel PG/PC. STEP 7 supporta l'operazione con la funzione
PROFINET "Salva nome dispositivo nella memory card". Quindi inserire la
Micro Memory Card nel PROFINET Device. Il dispositivo acquisisce automaticamente
il nome progettato.
2. Online con il PG/PC:
Collegare il PG/PC alla sottorete Ethernet mediante l'interfaccia PROFINET. Selezionare
l'IO Device in STEP 7 per mezzo dell'indirizzo MAC e caricare i dati progettati
(nome dispositivo, p. es. Turbo 3) nel PROFINET Device.
L'IO Controller riconosce l'IO Device dal nome di dispositivo e gli assegna
automaticamente l'indirizzo IP progettato.
Suggerimento: identificazione del dispositivo PROFINET nell'armadio elettrico
Al momento della prima messa in servizio, i PROFINET IO Device devono essere provvisti di
un nome del dispositivo. Selezionando Sistema di destinazione > Ethernet > Assegna nome
al dispositivo in STEP 7 / Configurazione HW è possibile far lampeggiare il LED LINK di un
PROFINET IO Device al quale deve essere assegnato un nome. Ciò consente
p. es. l'identificazione inequivocabile di un PROFINET IO Device da indirizzare tra
numerosi altri all'interno di un armadio elettrico.
Assegnazione del nome di dispositivo con la funzionalità PROFINET
"Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG"
Se un IO Device supporta la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza
supporto di memoria estraibile/PG" e questa funzionalità è stata progettata nell'IO Controller,
quest'ultimo è in grado di identificare il dispositivo anche senza nome, basandosi sulle
correlazioni predefinite nella topologia prefissata e su quelle effettivamente rilevate dai
dispositivi PROFINET reali. Inoltre, esso è in grado di assegnare al dispositivo il nome e
l'indirizzo IP progettati e di acquisirlo nello scambio di dati utili (vedere anche il capitolo
Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG (Pagina 74)).
Assegnazione dell'indirizzo IP a IO Device particolari
Alcuni IO Device particolari, p. es. SCALANCE X, CP S7-300, supportano l'opzione con
la quale l'indirizzo IP non viene assegnato dall'IO Controller all'avviamento. In questo caso
l'indirizzo IP va assegnato in modo diverso. Ulteriori informazioni sono contenute nel
manuale del prodotto del dispositivo PROFINET della gamma SIMATIC utilizzato.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
227
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
Presupposto per proseguire l'assegnazione dell'indirizzo IP
Se l'IO Device non deve acquisire l'indirizzo IP dall'IO Controller
(come descritto precedentemente) procedere nel modo seguente:
● Caricare il progetto in Configurazione HW.
● Aprire la finestra di dialogo "Proprietà" del dispositivo PROFINET.
● Nella scheda "Generale" disattivare l'opzione "Assegna indirizzo IP mediante
IO Controller".
Nota
Indirizzo IP per IO Device e IO Controller
L'indirizzo IP per la sottorete dell'IO Device deve coincidere con quello dell'IO Device.
Ulteriore procedimento per l'assegnazione dell'indirizzo IP
● NCM PC
● CLI
● BOOTP
● PST (Primary Setup Tool)
● DHCP
Vedere anche
Indirizzo IP e MAC (Pagina 223)
Indirizzi (Pagina 221)
Descrizione del sistema
228
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
5.6.4
Acquisisci indirizzo IP / nome dispositivo in altro modo
Introduzione
Le applicazioni speciali, come i sistemi di serie o gli alimentatori di stampa, richiedono un
modo alternativo di assegnazione dei nomi ai dispositivi e degli indirizzi IP. Lo scopo è quello
di mettere in funzione una macchina direttamente presso il cliente senza impiegare STEP 7
o altri programmi.
Alternative per l'assegnazione di indirizzi IP e nomi dispositivo
Oltre al modo tradizionale di assegnazione di indirizzi e nomi dei dispositivi mediante le
schede "Generale" e "Parametri" dell'interfaccia PN IO esistono altre tre alternative:
● Assegnazione nel programma utente tramite l'SFB 104.
● Assegnazione con il download della configurazione nel sistema di destinazione attraverso
la finestra di dialogo "Seleziona indirizzo nodo".
● Assegnazione tramite il comando di menu: Sistema di destinazione > Ethernet >
Modifica nodo Ethernet oppure tramite il Primary Setup Tool.
Procedimento
● Nome dispositivo: attivare la casella di controllo "Acquisisci nome dispositivo in altro
modo" nell'interfaccia del dispositivo PROFINET.
● Indirizzo IP: attivare la casella di controllo "Acquisisci indirizzo IP in altro modo"
nella scheda "Parametri" della finestra di dialogo Proprietà dell’interfaccia Ethernet.
Nota
Accoppiamento ad altra rete
Se si utilizza l'opzione "Acquisici indirizzo IP / nome dispositivo in altro modo" in un
dispositivo PROFINET, il rispettivo dispositivo PROFINET non può essere utilizzato
come accoppiamento ad altra rete.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
229
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
5.6.5
Ritenzione dei parametri dell'indirizzo IP e del nome di dispositivo
La ritenzione dei parametri dell'indirizzo IP e del nome di dispositivo dipende dalla modalità
di esecuzione dell'assegnazione. Assegnazione temporanea non a ritenzione significa:
● I parametri dell'indirizzo IP e il nome del dispositivo sono validi solo fino al successivo
spegnimento o cancellazione totale della CPU. Dopo lo spegnimento/accensione o la
cancellazione totale la CPU è ancora accessibile solo tramite l'indirizzo MAC.
● Il caricamento di un indirizzo IP temporaneo cancella anche i parametri dell'indirizzo IP
salvati a ritenzione.
Comportamento di ritenzione in funzione del metodo di assegnazione
Assegnazione dei parametri dell'indirizzo IP e del nome di dispositivo
Ritenzione
Metodo standard:
I dati sono a ritenzione:
Assegnazione fissa in
STEP 7
I parametri dell'indirizzo IP / il nome del dispositivo vengono
assegnati in modo fisso durante la progettazione in STEP 7.
•
Con il caricamento della progettazione nella CPU i parametri
dell'indirizzo IP / il nome del dispositivo vengono memorizzati anche
•
a ritenzione nella CPU.
Assegnazione fissa con le I parametri dell'indirizzo IP/ il nome del dispositivo vengono
impostazioni "Acquisisci
assegnati tramite DCP (Discovery and Configuration Protocol):
indirizzo IP in altro modo /
• attraverso un tool di setup come PST o in STEP 7
Acquisisci nome
ad es. tramite "Modifica nodo Ethernet".
dispositivo in altro modo"
• attraverso l'IO Controller di livello superiore, se la CPU viene
utilizzata come I Device con avvio prioritario.
Assegnazione
temporanea in STEP 7
I parametri dell'indirizzo IP/ il nome del dispositivo vengono
assegnati tramite DCP (Discovery and Configuration Protocol):
•
in caso di RETE OFF
/RETE ON
dopo la
cancellazione totale
•
dopo la
cancellazione della
progettazione (SDB)
•
dopo la rimozione
della MMC
I dati non sono a
ritenzione
Con assegnazione automatica dell'indirizzo IP tramite "Nodi
accessibili" in STEP 7, se la CPU non ha ancora un indirizzo IP.
Assegnazione
I parametri dell'indirizzo IP/ il nome del dispositivo vengono
temporanea con
assegnati tramite DCP (Discovery and Configuration Protocol):
l'impostazione "Acquisisci
• In caso di assegnazione dell'indirizzo IP all'I Device mediante
indirizzo IP in altro modo /
un Controller di livello superiore, se l'I Device non viene
Acquisisci nome
utilizzato
con avvio priorizzato.
dispositivo in altro modo"
Assegnazione nel
programma utente
I parametri dell'indirizzo IP/ il nome del dispositivo vengono
assegnati nel programma utente tramite l'SFB 104. La ritenzione
dei parametri dell'indirizzo IP/ del nome del dispositivo può essere
definita nel relativo set di dati dei parametri.
Ritenzione secondo le
definizioni nel set di dati
dei parametri
Descrizione del sistema
230
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.6 Assegnazione di indirizzi
Resettaggio dei parametri dell'indirizzo IP e del nome del dispositivo a ritenzione
È possibile resettare i parametri dell'indirizzo IP e il nome del dispositivo a ritenzione nel
seguente modo:
● Attraverso "Reset delle impostazioni della fabbrica" (Resettaggio allo stato di fornitura)
● Attraverso l'aggiornamento del firmware
ATTENZIONE
• L'assegnazione temporanea dei parametri dell'indirizzo IP / del nome del dispositivo
causa il resettaggio dei parametri dell'indirizzo IP / del nome del dispositivo salvati
eventualmente a ritenzione.
• In caso di assegnazione fissa dei parametri dell'indirizzo IP / del nome del
dispositivo, i parametri precedentemente salvati a ritenzione vengono sostituiti dai
nuovi parametri assegnati.
ATTENZIONE
Riutilizzo dei dispositivi
Eseguire "Reset delle impostazioni della fabbrica" (Resettaggio allo stato di fornitura)
prima di montare un dispositivo con parametri dell'indirizzo IP / del nome del dispositivo
a ritenzione in altre sottoreti / impianti o di depositarlo in magazzino.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
231
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
5.7
Diagnostica in PROFINET IO
Argomenti trattati in questo capitolo
Questo capitolo contiene le seguenti informazioni:
● Funzionamento del meccanismo di diagnostica in PROFINET IO
● Supporto della diagnostica da parte di STEP 7 / NCM PC
● Analisi dei messaggi di diagnostica nel programma utente
● Diagnostica dell'infrastruttura di rete
● Diagnostica dell'interfaccia PROFINET tramite stato dei LED
Panoramica della diagnostica
Per la diagnostica è possibile procedere nel modo seguente:
● reagire a un errore (diagnostica riferita a un evento, analisi degli allarmi)
● determinare lo stato attuale del sistema di automazione (diagnostica riferita allo stato).
Analogamente a PROFIBUS DP, PROFINET IO offre diverse possibilità. La tabella seguente
mostra le principali possibilità di accesso alle informazioni di diagnostica.
Descrizione del sistema
232
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
Tabella 5- 1
Panoramica della diagnostica
Possibilità di diagnostica
Vantaggi
L'informazione si trova nel
paragrafo...
Diagnostica online con un
dispositivo PG/PC/HMI
Consente di analizzare lo stato
attuale del sistema di
automazione.
Supporto da parte di
STEP 7/NCM PC (Pagina 237)
Lettura di liste di stato del
sistema (SZL) nel programma
utente
Le SZL permettono di delimitare
un errore.
Analisi della diagnostica nel
programma utente (Pagina 242)
Lettura di set di dati di
diagnostica (record)
Dai set di dati di diagnostica è
possibile ricavare informazioni
dettagliate sul tipo di errore e la
sua origine.
Analisi della diagnostica nel
programma utente (Pagina 242)
Segnalazione degli errori di
sistema
Le informazioni di diagnostica
vengono visualizzate come
messaggi nel sistema HMI o sul
Web server.
Supporto da parte di
STEP 7/NCM PC (Pagina 237)
SNMP
Questo protocollo consente di
sottoporre a diagnostica
l'infrastruttura di rete.
Diagnostica dell'infrastruttura di
rete (SNMP) (Pagina 247)
Allarme di diagnostica
Consente di analizzare la
diagnostica nel programma
utente.
Analisi della diagnostica nel
programma utente (Pagina 242)
Webserver
Le informazioni di diagnostica
possono essere richiamate con
comodità in un Web browser
standard
Diagnostica mediante Web
server (Pagina 246)
Vedere anche
Segnalazioni di stato e di errore: CPU con interfaccia PN (Pagina 246)
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
233
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
5.7.1
Basi della diagnostica in PROFINET IO
Concetto di diagnostica compatibile
PROFINET IO supporta l'utente grazie alla compatibilità del suo concetto di diagnostica.
Qui di seguito vengono illustrate le basi di questo concetto.
Concetto fondamentale
Ogni singolo errore o diversi errori che si presentino contemporaneamente vengono
trasferiti dall'IO Device all'IO Controller.
Se si intende conoscere lo stato generale di un IO Device, compresi gli errori ancora
presenti, è possibile effettuarne la lettura direttamente dall'apparecchiatura stessa.
Concetto di manutenzione avanzato
Le interfacce PROFINET con switch integrato dei dispositivi SIMATIC supportano il concetto
di diagnostica a quattro fasi, che si basa sulle specifiche PROFINET "Application Layer
services for decentralized periphery and distributed automation" e "Application Layer
protocol for decentralized periphery and distributed automation" nella versione V2.1
con gli stati seguenti:
Tabella 5- 2
Classificazione degli stati di diagnostica
Stato della diagnostica
Simbolo
Good
Cerchio verde
Manutenzione necessaria
Chiave per dadi verde
Gravità dell'errore
EDVVD
(Maintenance Required)
Richiesta di manutenzione
Chiave per dadi gialla
(Maintenance Demanded)
Bad
Cerchio rosso
DOWD
Questo concetto di diagnostica prevede l'individuazione e l'eliminazione preventiva
di potenziali guasti prima che si verifichi un fermo della produzione.
Accanto alle informazioni di stato "Good" (non disturbato) e "Bad" (disturbato) di un
dispositivo PROFINET, vengono definite ulteriori informazioni di stato.
La informazioni di manutenzione vengono generate con le seguenti segnalazioni di sistema
● Manutenzione necessaria (contrassegnata da una chiave per dadi verde) e
● Richiesta di manutenzione (contrassegnata da una chiave per dadi gialla)
Descrizione del sistema
234
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
I momenti in cui le due segnalazioni di sistema vengono generate possono essere
impostati separatamente per la maggior parte dei parametri di usura. Alcuni parametri,
ad es. l'attenuazione su una linea a fibre ottiche, sono definiti nella specifica PROFINET
a partire dalla versione V2.1.
Livelli di diagnostica
Le informazioni di diagnostica possono essere analizzate a livelli diversi.
/LYHOOR
HUURUHQHOPRGXOR
DGHVPRGXORGLLQJUHVVR
DQDORJLFR
/LYHOOR
HUURUHQHOVRWWRPRGXOR
/LYHOOR
HUURUHQHOGLVSRVLWLYR
SHVJUXSSRYDOYROHB
6RWWRPRGXOR
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH[
&DQDOH[
&DQDOH[
3RVWRFRQQHWWRUH
VHFRQGDULR
3RVWRFRQQHWWRUH
VHFRQGDULR
3RVWRFRQQHWWRUH
VHFRQGDULR
6RWWRPRGXOR
6RWWRPRGXOR
6RWWRPRGXOR
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH
&DQDOH[
&DQDOH[
&DQDOH[
3RVWRFRQQHWWRUH
VHFRQGDULR
3RVWRFRQQHWWRUH
VHFRQGDULR
3RVWRFRQQHWWRUH
VHFRQGDULR
3RVWR
FRQQHWWRUH
Figura 5-18
6RWWRPRGXOR
6RWWRPRGXOR
3RVWR
FRQQHWWRUH
/LYHOOR
HUURUHQHOFDQDOH
SHVURWWXUDFRQGXWWRUHQHO
FDQDOH
3RVWR
FRQQHWWRUH
Livelli di diagnostica PROFINET IO
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
235
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
Accesso allo stato di un IO Device con un dispositivo di programmazione o un'apparecchiatura
di servizio e supervisione.
Se si è collegati con STEP 7 attraverso un dispositivo di programmazione o con Industrial
Ethernet mediante un'apparecchiatura di servizio e supervisione, è possibile richiamare le
informazioni di diagnostica anche online. Il grafico seguente mostra il funzionamento.
,2&RQWUROOHU
3*3&,26XSHUYLVRU
1
2
3
,2'HYLFH
Numero
①
②
③
Descrizione
Diagnostica online con STEP 7 o apparecchiatura di servizio e supervisione: il dispositivo
di programmazione/l'apparecchiatura di servizio e supervisione (PG/HMI) richiedono lo
stato della stazione dell'IO Controller.
Dopo l'avviamento da parte del PG/PC/HMI, l'IO Controller legge automaticamente l'intero
stato della stazione in modo asincrono, direttamente dall'IO Device, e salva le informazioni
di diagnostica lette in liste di stato del sistema contenute nell'IO Controller. Il PG/PC/HMI
accede quindi a queste liste di stato del sistema.
Diagnostica online con STEP 7 o apparecchiatura di servizio e supervisione: Il PG/PC/HMI
può leggere lo stato della stazione anche direttamente dall'IO Device (p. es. nella Lifelist),
indipendentemente dall'IO Controller. In questo caso il PG/PC dell'HMI deve essere
collegato direttamente a Industrial Ethernet.
In questo modo è possibile accedere a informazioni di diagnostica, in fase di messa in
servizio o in caso di interventi di Service, anche se l'IO Controller non è in funzione.
Figura 5-19
Diagnostica PROFINET IO con STEP 7 o apparecchiatura di servizio e supervisione
Ulteriori informazioni sulla diagnostica in PROFINET IO
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale di programmazione Migrazione
da PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930).
Per ulteriori informazioni, consultare la Guida in linea di STEP 7 a partire dalla versione
V5.4 SP1.
Descrizione del sistema
236
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
5.7.2
Supporto da parte di STEP 7/NCM PC
Diagnostica in STEP 7 / NCM PC
Il grafico seguente chiarisce le diverse modalità di diagnostica in STEP 7.
Per la diagnostica con NCM PC, è necessario che i dispositivi supportino il Simple Network
Management Protocol (SNMP). Le fasi della diagnostica per NCM PC valgono a rigor di
logica come per STEP 7.
5LFKLDPRGHOFRPDQGRಯ9LVXDOL]]D
QRGLDFFHVVLELOL
6,0$7,&0DQDJHURQOLQH
3URJUDPPD6
3URJHWWR
1RGLDFFHVVLELOL
1RGLDFFHVVLELOL
$6
&3$GYDQFHG
,(3%/LQN
6WD]LRQH
8QLW¢
$6&38
&3$GYDQFHG
,(3%/LQN
5LFKLDPRGHOFRPDQGR
ಯ'LDJQRVWLFDKDUGZDUHರ
,QIRUPD]LRQLUDSLGH
9LVWDGLGLDJQRVWLFD
&38
XQLW¢JXDVWH
6WDWRGHOO
XQLW¢
Figura 5-20
Diagnostica in STEP 7
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
237
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
Configurazione HW online
Dalla vista online di Configurazione HW è possibile visualizzare in STEP 7 una panoramica
dello stato attuale del sistema. Sono disponibili anche le informazioni di progettazione
(p. es. unità non progettate). Richiamare in Configurazione HW di STEP 7 il comando di
menu Stazione > Apri online.
Rappresentazione schematica della vista della stazione:
&RQILJXUD]LRQH+:>[email protected]
352),%86VLVWHPDPDVWHU'3
,0
(WKHUQHWVLVWHPD31,2
(76
,(3%
352),%86PDVWHU'3
,0
Figura 5-21
Vista online in Configurazione HW (rappresentazione schematica)
Ulteriori informazioni sulla progettazione di "Segnalazione errori di sistema"
"Segnalazione errori di sistema" viene supportato anche da PROFINET IO.
Con la funzione "Segnalazione errori di sistema", STEP 7 offre la possibilità di visualizzare
in forma di messaggi le informazioni di diagnostica fornite dai componenti.
I blocchi e i testi dei messaggi necessari vengono generati automaticamente da STEP 7.
L'utente deve solo caricare nella CPU i blocchi creati e trasferire i testi nei sistemi HMI
collegati.
Nodi accessibili
In SIMATIC Manager è possibile selezionare il comando di menu Visualizza nodi accessibili
per richiamare un elenco dei dispositivi PROFINET.
Nota
L'interfaccia del PG/PC deve essere impostata su Ethernet in STEP 7/NCM PC.
In caso contrario non viene creato il collegamento.
Descrizione del sistema
238
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
Finestra di diagnostica e informazioni rapide
In STEP 7 è possibile visualizzare una panoramica delle unità guaste. Richiamare nel
SIMATIC Manager il comando di menu: Sistema di destinazione > Diagnostica/Impostazioni
> Diagnostica hardware.
Nelle impostazioni di STEP 7 è possibile stabilire se visualizzare per default le informazioni
rapide o la finestra della diagnostica.
Nelle Informazioni rapide vengono rappresentati l'IO Controller (CP o CPU)
e le unità guaste.
Nella finestra di diagnostica vengono visualizzate tutte le unità.
Stato dell'unità
Informazioni dettagliate sulla diagnostica vengono visualizzate nella finestra
"Stato dell'unità". Questa finestra fornisce le informazioni seguenti:
● Stato del dispositivo
(o.k., richiesta di manutenzione, manutenzione necessaria, guasto, inoperativo)
● Nome del dispositivo (p. es. Valvola_1)
● Tipo di dispositivo (ad es. ET 200S)
● Posizione del guasto (posto connettore, modulo, sottomodulo, canale)
● Tipo di errore del canale (ad es. rottura del conduttore)
● Rimedio con eliminazione errori (per alcune unità)
STEP 7/NCM PC
L'opzione NCM integrata in STEP 7 offre numerose possibilità di diagnostica per PROFINET
e per i tipi di comunicazione più disparati.
La diagnostica NCM è accessibile dal menu Start > SIMATIC > STEP 7 > NCM S7
o dalla finestra "Proprietà" di un CP.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
239
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
5.7.3
Esempi di meccanismi di diagnostica
Diagnostica di processori di comunicazione e switch
La figura seguente fornisce importanti informazioni di base sulla diagnostica dei processori
di comunicazione e degli switch.
6,0$7,&
(WKHUQHWVLVWHPD352),1(7
,0
,0
9DOYH
9DOYH
,0
(QJLQH
,0
7XUER
,0
1
([KDXVW
6,0$7,&
(WKHUQHW352),QHW6\VWHP
85
;
&38
,(
,0
,0
,0
'LVWULEXWLRQ
,0
',['&9
'2['&9
9HQWLO
9HQWLO
.ODSSH
6FKQHFNH
,0
,0
,0
)¸UGHUEDQG
([WUXGHU
$EOXIW
9HUWHLOHU
2
Numero
①
②
Significato
Diagnostica di un processore di comunicazione (CP)
Diagnostica di uno switch
Figura 5-22
Processori di comunicazione e switch
Diagnostica del processore di comunicazione
Un processore di comunicazione fornisce in STEP 7 la stessa diagnostica dell'interfaccia
PROFINET di una CPU. Questo principio vale anche per i processori di comunicazione
utilizzati come interfaccia PROFINET in un PC (numero ①, figura in alto).
Switch
Se uno switch (ad es. SCALANCE X 200/400) supporta PROFINET IO e viene integrato
nella progettazione come apparecchiatura da campo, esso potrà essere sottoposto a
diagnostica in STEP 7 come un'apparecchiatura da campo (numero ②, figura in alto).
Alcuni switch (p. es. SCALANCE X 200/400) offrono inoltre la possibilità di eseguire la
diagnostica su base Web con l'aiuto del Web Based Management.
Descrizione del sistema
240
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
Diagnostica in caso di rottura conduttore
La figura seguente illustra le modalità di scambio delle informazioni di diagnostica quando la
qualità della trasmissione della linea ottica diminuisce, ad es. in seguito ad invecchiamento.
In questo esempio viene considerato lo scenario dopo che è stata diagnosticata la necessità
di manutenzione.
3*3&
,2&RQWUROOHU
(76
31)2
6&$/$1&(
;
(7631)2
(76
31)2
&DYRDILEUHRWWLFKH
&DYRLQUDPH
Numero
①
②
③
④
⑤
Descrizione
La riserva del sistema del conduttore a fibre ottiche scende al di sotto di 0 dB.
Sia l'ET 200 S PN FO sia lo switch inviano all'IO Controller l'allarme "Maintenance
Demanded".
Sulla base dell'allarme, l'IO Controller riconosce la richiesta di manutenzione dello switch
e del dispositivo. I dati di stato dell'unità vengono aggiornati nell'IO Controller e vengono
richiamati i relativi OB di errore. Nota: affinché gli OB di errore possano essere avviati
nell'IO Controller, è necessario che in STEP 7 sia stata selezionata la proprietà "OB 82 /
Fault Task periferia - Richiamo con allarme di comunicazione" del relativo IO Controller.
In STEP 7 (sul PG/PC) sul dispositivo e sullo switch la richiesta di manutenzione viene
evidenziata con una chiave per dadi gialla.
STEP 7 è in grado di leggere informazioni dettagliate anche direttamente dallo switch.
Figura 5-23
Svolgimento della diagnostica
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
241
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
5.7.4
Analisi della diagnostica nel programma utente
Diagnostica analoga a PROFIBUS DP
Le stesse possibilità di diagnostica messe a disposizione da STEP 7 per i componenti
PROFIBUS DP sono disponibili anche per PROFINET IO. Il procedimento di base è lo
stesso.
Diagnostica nel programma utente
Anche l'analisi delle informazioni di diagnostica tramite SFB/SFC nel programma utente è
analoga a quella di PROFIBUS DP.
Per PROFINET IO vale una struttura dei set di dati con informazioni di diagnostica estesa a
tutti i produttori. Le informazioni di diagnostica vengono create solamente per i canali che
presentano anomalie. PROFINET offre inoltre due possibilità fondamentali per ottenere
informazioni di diagnostica.
Descrizione del sistema
242
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
1. Analisi dello stato della diagnostica
Se si desidera ricevere informazioni sullo stato attuale del sistema di automazione,
leggere le liste di stato del sistema (SZL) che forniscono una visione generale dei sistemi
PROFINET IO esistenti e consentono di localizzare le stazioni guaste o le stazioni con
richiesta di manutenzione o manutenzione necessaria all'interno di un sistema
PROFINET IO.
Con l'ausilio di liste parziali è possibile delimitare ulteriormente un errore a un
modulo/sottomodulo.
Con l'SFB 52 (lettura di set di dati) è quindi possibile leggere i diversi set di dati di
diagnostica (record) direttamente dall'unità interessata, ricavandone informazioni
dettagliate sull'errore.
,2&RQWUROOHU
,2'HYLFH
Numero
①
②
Descrizione
Tutti i singoli errori vengono raccolti in un set di dati nel modulo di interfaccia.
Nel programma utente, l'SFB 52 legge lo stato complessivo della stazione in modo
asincrono, direttamente dall'IO Device.
Figura 5-24
Esempio: Analisi degli allarmi di diagnostica con SFB 52
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
243
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
2. Analisi degli allarmi
In presenza di un errore o di un allarme viene richiamato automaticamente un blocco
organizzativo di errore (OB di errore). Il numero di OB e l'informazione di start contengono
già alcune informazioni sulla causa e la localizzazione dell'errore. Informazioni dettagliate
sull'evento di errore vengono fornite da questo OB di errore con l'SFB 54
(lettura di informazioni supplementari di allarme).
,2&RQWUROOHU
6=/
6WD]LRQH
6WD]LRQH
6WD]LRQH
6WD]LRQH
,2'HYLFH
Numero
①
②
③
Descrizione
Ogni errore viene inviato singolarmente all'IO Controller come diagnostica di canale in
forma di allarme.
Nell'IO Controller vengono aggiornati automaticamente i dati dello stato delll'unità e viene
avviato l'OB di errore (OB 82).
Nel programma utente, nell'OB di errore (OB 82), l'SFB 54 legge l'errore dall'IO Controller
in modo sincrono, senza indirizzare l'IO Device.
Figura 5-25
Diagnostica con OB 82 e SFB 54
Pacchetto di diagnostica PNIODiag
Il pacchetto di diagnostica PNIODiag offre la possibilità di analizzare la diagnostica delle
unità di periferia con la massima facilità. Questo tool di diagnostica è adeguato sia a
PROFIBUS DP che a PROFINET IO. Maggiori informazioni sui componenti e le funzioni
sono disponibili in Internet (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/26996747).
Descrizione del sistema
244
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
Diagnostica con l'SFC 51 "RDSYSST" e SFB 54 "RALARM" e "Segnala errori di sistema"
Nel portale Internet delle applicazioni
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/24000238) di Automation and Drives,
Service & Support, sono disponibili degli esempi di applicazioni per la diagnostica ricavati
dal programma utente completi di descrizione dettagliata.
Set di dati di diagnostica (record) in PROFINET IO
Sono disponibili due tipi di set di dati di diagnostica:
1. Set di dati di diagnostica di canale
I set di dati di diagnostica di canale vengono rappresentati quando un canale presenta
un errore e/o attiva un allarme. In presenza di un errore, viene restituito un set di dati di
diagnostica con lunghezza 0.
Max. 400 errori di canale possono essere rappresentati contemporaneamente.
2. Set di dati di diagnostica specifici del produttore
La struttura e le dimensioni dei set di dati di diagnostica specifici del produttore
dipendono dal rispettivo produttore. Le informazioni rilevanti sono contenute nel file GSD
del dispositivo. Il file GSD viene fornito dal produttore del dispositivo.
Elenco dei set di dati di diagnostica
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale di programmazione Migrazione da
PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930).
Diagnostica di PROFINET IO e PROFIBUS DP a confronto
Ulteriori informazioni sono disponibili nel manuale di programmazione
Migrazione da PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930).
Maggiori informazioni su SFB e OB sono contenute nella Guida in linea a STEP 7
e nel manuale Software di sistema per S7-300/400 - Funzioni standard e di sistema
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/1214574).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
245
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
5.7.5
Segnalazioni di stato e di errore: CPU con interfaccia PN
Segnalazioni di stato e di errore: Dispositivi PROFINET
Per mezzo delle segnalazioni di stato e di errore fornite dai LED del dispositivo PROFINET
è possibile diagnosticare gli errori in relazione alla comunicazione o agli stati di errore
dell'unità PROFINET.
Ulteriori informazioni sulla diagnostica tramite LED
Ulteriori informazioni sulla diagnostica per mezzo delle segnalazioni di stato e di errore
dei LED sono contenute nel manuale di prodotto del dispositivo PROFINET specifico.
5.7.6
Diagnostica mediante Web server
Possibilità di diagnostica
A seconda della funzionalità della CPU della gamma S7, con il Web server integrato
sono disponibili le possibilità di diagnostica seguenti:
● Pagina iniziale con informazioni generali sulla CPU
● Informazioni identificative
● Contenuto del buffer di diagnostica
● Stato dell'unità
● Messaggi (senza possibilità di conferma se sono stati generati precedentemente)
● Informazioni sulla comunicazione
● Topologia
● Stato delle variabili
● Tabelle delle variabili
Ulteriori informazioni sul Web server:
Ulteriori informazioni sul Web server sono contenute nel manuale del prodotto della
CPU S7 utilizzata.
Descrizione del sistema
246
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
5.7.7
Diagnostica dell'infrastruttura di rete (SNMP)
Disponibilità
In quanto standard aperto, PROFINET consente di utilizzare qualunque sistema
o soluzione applicativa per la diagnostica basata su SNMP.
Diagnostica di rete
Il protocollo di gestione di rete SNMP (Simple Network Management Protocol) si avvale del
protocollo di trasmissione senza connessione UDP. Esso è costituito da due componenti di
rete analogamente al modello Client/Server. L'SNMP Manager controlla i nodi della rete e gli
agenti SNMP raccolgono nei singoli nodi le diverse informazioni specifiche della rete
salvandole in forma strutturata nel MIB (Management Information Base). Grazie a queste
informazioni un sistema di gestione della rete può eseguire una diagnostica di rete completa.
I dati SNMP dei dispositivi PROFINET sono accessibili solo in lettura, fatta eccezione per
alcuni dati non rilevanti per la produzione.
MIB
Il MIB (Management Information Base) è un database di un dispositivo. I Client SNMP
accedono a questo database nel dispositivo. La gamma S7 supporta p. es. i seguenti
MIB standard:
● MIB II, a norma RFC 1213
● LLDP-MIB, conforme alla norma internazionale IEE 802.1AB
● LLDP-PNIO-MIB, conforme alla norma internazionale NORM IEC 61158-6-10
MIB II
SNMP MIB II è predisposto per la diagnostica dell'interfaccia di rete e fornisce informazioni
sulla "salute della rete" del nodo. Tramite i meccanismi di diagnostica PROFINET standard
è possibile richiamare ulteriori informazioni, come lo stato di funzionamento della CPU,
gli errori cumulativi, ecc.
Riconoscimento della topologia di rete
LLDP (Link Layer Discovery Protocol) consiste in un protocollo che consente di individurare
il dispositivo vicino. Esso conferisce ad un determinato dispositivo la capacità di inviare
informazioni su se stesso e di memorizzare nell'LLDP MIB le informazioni ricevute dai
dispositivi vicini. La richiesta di queste informazioni è possibile tramite SNMP. Grazie a
queste informazioni un sistema di gestione della rete può determinare la topologia della rete.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
247
Engineering per PROFINET IO
5.7 Diagnostica in PROFINET IO
Integrazione di sistemi HMI tramite server OPC SNMP
La progettazione del server OPC è integrata in Configurazione HW di STEP 7.
La comunicazione con il server OPC avviene senza collegamento S7. Quindi non è
necessario progettare collegamenti S7.
Le stazioni già progettate in STEP 7 possono essere acquisite direttamente dal progetto.
In alternativa a STEP 7 la configurazione può essere eseguita anche con NCM PC
(componente di SIMATIC NET CD) oppure essere rilevata automaticamente e acquisita
nella progettazione.
Utilizzo di SNMP nell'ambiente SIMATIC NET
I dispositivi della gamma SIMATIC NET che supportano il protocollo SNMP possono essere
controllati e comandati con un comune browser Internet standard.
Il sistema di gestione cosiddetto "Web Based Management" offre numerose informazioni
specifiche dei dispositivi (p. es. statistiche di rete, stato dell'alimentazione ridondata).
Diagnostica con il server OPC SNMP SIMATIC NET
Il software del server OPC SNMP consente la diagnostica e la parametrizzazione di
qualsiasi dispositivo SNMP, persino mediante sistemi HMI, ad es., che non leggono variabili
SNMP di altri apparecchi.
Lo scambio dei dati con questi dispositivi viene gestito dal server OPC tramite il protocollo
SNMP.
Tutte le informazioni possono essere integrate in sistemi OPC compatibili come
ad es. nel sistema HMI WinCC. Ciò consente una diagnostica combinata di processo
e rete nel sistema HMI.
Vantaggi di SNMP
SNMP può essere utilizzato:
● dagli utenti per integrare la diagnostica di rete in un sistema HMI / SCADA centrale
tramite server OPC SNMP
● dall'amministrazione IT di gestori di macchine e impianti per controllare la propria rete
Industrial Ethernet tramite sistemi standard per la gestione di reti
● dall'amministrazione IT in primo luogo per controllare la rete di gestione aziendale,
ma in molti casi anche per la rete di automazione, per mezzo di sistemi standard per
la gestione di reti
(p. es. HP Openview).
Ulteriori informazioni
È possibile trovare ulteriori informazioni su SNMP nella gestione della rete in Internet
(http://www.snmp.org).
Ulteriori dettagli su SNMP sono disponibili in Internet (http://www.profibus.com).
Ulteriori informazioni sul server OPC SNMP sono disponibili in Internet
(http://www.automation.siemens.com/net/html_72/produkte/040_snmp.htm).
Descrizione del sistema
248
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering PROFINET CBA
6
Argomenti trattati in questo capitolo
Il capitolo seguente contiene informazioni più approfondite su PROFINET CBA
(Component Based Automation). Qui si trovano le informazioni seguenti:
● funzionamento di base dell'intero engineering
● cosa sono i componenti PROFINET e le funzioni tecnologiche
● da quali dispositivi sono costituiti i componenti PROFINET
● possibilità di diagnostica disponibili.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
249
Engineering PROFINET CBA
6.1 Engineering con SIMATIC iMap
6.1
Engineering con SIMATIC iMap
Soluzione di engineering in SIMATIC iMap
PROFINET offre con SIMATIC iMap un'interfaccia di engineering normalizzata indipendente
dai dispositivi e dai produttori. Essa consente di integrare in modo molto semplice, tramite
PROFINET, i dispositivi e i componenti di diversi produttori in un solo impianto.
SIMATIC iMap consente di riunire in un unico grafico applicazioni di automazione distribuite,
rappresentandole per tutto l'impianto. Tutti i componenti PROFINET necessari sono
disponibili in una rappresentazione omogenea all'interno di una biblioteca.
I collegamenti di comunicazione tra dispositivi non devono essere programmati ma
semplicemente progettati in un grafico come linee di interconnessione.
SIMATIC iMap è in grado di caricare nei dispositivi dell'impianto il contenuto dei componenti
PROFINET e le rispettive interconnessioni. Mediante SIMATIC iMap è possibile interrogare,
durante la messa in servizio e il funzionamento, i dati di processo e di diagnostica dei
dispositivi nonché modificare parametri e dati del progetto a scopo di test.
6,0$7,&L0DS
9LVWDWHFQRORJLFD
GHOO
LPSLDQWR
(QJLQHHULQJHVWHVRDWXWWLLSURGXWWRUL
3URJHWWD]LRQHHSURJUDPPD]LRQHVSHFLILFKHGHOSURGXWWRUH
'LVSRVLWLYL
Figura 6-1
Soluzione di engineering SIMATIC iMap
Descrizione del sistema
250
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering PROFINET CBA
6.1 Engineering con SIMATIC iMap
Soluzione di engineering estesa a tutti i produttori e i dispositivi
Per il collegamento a tool di progettazione e programmazione specifici di determinati
produttori, SIMATIC iMap fornisce le seguenti funzioni:
● Software per l'integrazione di componenti PROFINET contenenti sistemi di
automazione SIMATIC e programmati in STEP 7.
● Accesso a tool specifici del produttore per la configurazione e la diagnostica dei
dispositivi.
Passi fondamentali dalla pianificazione alla gestione di un impianto
Per la configurazione e il funzionamento di un impianto con l'ausilio di SIMATIC iMap
è necessario procedere nel modo seguente.
1. Pianificazione dell'impianto
Il responsabile della pianificazione dell'impianto stabilisce i punti seguenti:
– Funzioni necessarie
– Sistemi di automazione e apparecchiature da campo utilizzabili
– Funzioni che possono essere raggruppate in moduli tecnologici riutilizzabili
– Interfacce tecnologiche necessarie per l'interazione dei componenti PROFINET
e variabili necessarie per la diagnostica e la visualizzazione.
2. Creazione di componenti PROFINET
Il costruttore dell'impianto e delle macchine crea il componente PROFINET con il tool
di progettazione e programmazione specifico del produttore
(per i sistemi di automazione SIMATIC: STEP 7). I suoi compiti sono:
– Configurare e parametrizzare l'hardware
– Creare descrizioni di interfacce tecnologiche
– Creare i programmi utente
– Testare i moduli tecnologici
– Creare i componenti PROFINET (file XML e relativo percorso di memorizzazione)
– Opzionale: importare i componenti PROFINET in una biblioteca SIMATIC iMap.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
251
Engineering PROFINET CBA
6.1 Engineering con SIMATIC iMap
3. Progettazione dell'impianto in SIMATIC iMap
Il responsabile della progettazione dell'impianto crea il progetto in SIMATIC iMap
nelle fasi seguenti:
– Apertura di una biblioteca esistente o creazione di una nuova biblioteca
– Se necessario, importazione di nuovi componenti PROFINET nella biblioteca
– Inserimento dei componenti PROFINET nel progetto
– Collegamento in rete dei dispositivi nella vista di rete
– Assegnazione di indirizzi ai dispositivi: indirizzo IP/maschera di sottorete,
eventualmente indirizzo IP di accoppiamento ad altra rete, indirizzo e/o indirizzo
PROFIBUS (questo passo dipende dal dispositivo utilizzato)
– Interconnessione delle funzioni tecnologiche nella vista impianto
– Modifica delle proprietà dei dispositivi e delle funzioni
– Controllo della progettazione
– Documentazione del progetto e archiviazione.
4. Messa in servizio e test dell'impianto
Il responsabile della messa in servizio si occupa delle operazioni seguenti:
– Messa in servizio dei singoli dispositivi
– Caricamento dei dati del progetto nei dispositivi dell'impianto (download)
– Se necessario, modifica a posteriori dei dispositivi e delle funzioni tecnologiche
nel sistema di engineering specifico del produttore
– Test dell'impianto
– Creazione di file icona per l'accesso tramite OPC.
5. Gestione dell'impianto
Il responsabile della gestione dell'impianto si occupa delle operazioni seguenti:
– Controllo e modifica dei dati di processo online (integrazione verticale)
– Diagnostica dell'impianto
– Servizio e supervisione
– Manutenzione e modifiche.
PROFINET Component Description (PCD)
Nel sistema di engineering (p. es. STEP 7) l'utente genera un componente. La descrizione
del componente (PROFINET Component Description) viene salvata dal sistema di
engineering come file XML. Questo file XML può essere importato in SIMATIC iMap e
interconnesso con altri componenti. Informazioni su SIMATIC iMap sono contenute nel
manuale Progettazione di impianti con SIMATIC iMap
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/22762190).
Descrizione del sistema
252
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering PROFINET CBA
6.1 Engineering con SIMATIC iMap
Supporto da parte di SIMATIC iMap
SIMATIC iMap supporta l'utente dalla pianificazione fino alla gestione di un impianto
nel modo descritto qui di seguito.
● Gestione dei dati di componenti PROFINET propri e pronti all'uso in biblioteche
I componenti PROFINET creati individualmente o forniti già pronti all'uso possono
essere gestiti in biblioteche il cui contenuto viene stabilito dall'utente.
● Interconnessione delle funzioni tecnologiche nella vista impianto
Nella vista impianto è possibile collocare le funzioni tecnologiche in un grafico,
interconnetterle e quindi interrogarne e modificarne comodamente le proprietà.
● Collegamento in rete dei dispositivi nella vista di rete
Nella vista di rete è possibile accoppiare graficamente i dispositivi a una rete
PROFIBUS o Industrial Ethernet assegnando loro i rispettivi indirizzi.
● Controllo e comando di variabili online
L'accesso ai dati di processo online è sempre possibile. È possibile utilizzare una tabella
delle variabili, integrare nell'impianto sistemi HMI come p. es. WinCC flexible oppure
impiegare programmi Client su base OPC.
● Diagnostica di dispositivi PROFINET e funzioni tecnologiche
Nell'apposita finestra di diagnostica viene sempre visualizzato lo stato attuale dei
dispositivi PROFINET e delle funzioni tecnologiche. Da un confronto online-offline
è possibile individuare se sia necessario un download dei programmi e/o delle
interconnessioni.
● Rappresentazione del progetto in una struttura gerarchica ad albero
Tutte le parti dell'impianto vengono rappresentate in una struttura chiara e comprensibile
che costituisce la base per una navigazione rapida e altre funzioni di gestione del
progetto.
● Creazione automatica della documentazione dell'impianto
SIMATIC iMap crea automaticamente una documentazione completa dell'impianto
progettato che comprende tutti i dispositivi, le funzioni tecnologiche e le rispettive
connessioni nonché la rappresentazione grafica del collegamento in rete e delle
interconnessioni.
● Controllo della progettazione
In SIMATIC iMap è possibile controllare la progettazione prima ancora di aver generato
il progetto grazie ai dati utili specifici del dispositivo.
● Interrogazione dei dati online dei dispositivi
L'analisi online dei dispositivi consente di interrogare i dati online dei singoli dispositivi
a scopo di test e di diagnostica.
● Definizione della versione dei componenti PROFINET
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
253
Engineering PROFINET CBA
6.1 Engineering con SIMATIC iMap
Assegnazione dell'indirizzo IP
L'indirizzo IP deve essere assegnato con un software specifico del produttore. Un esempio
di assegnazione dell'indirizzo IP con STEP 7 è riportato nel capitolo Indirizzo IP e MAC
(Pagina 223).
Comunicazione CPU
In PROFINET CBA, la comunicazione tra CPU è, a scelta, ciclica o aciclica come per
i componenti.
Descrizione del sistema
254
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering PROFINET CBA
6.2 Sistema dei componenti
6.2
Sistema dei componenti
Panoramica
Le parti meccaniche, elettriche ed elettroniche dei sistemi di automazione assolvono una
particolare funzione tecnologica dell'impianto di automazione o del processo di produzione.
Tutte le parti di un sistema di automazione appartenenti a una funzione tecnologica formano,
insieme al relativo programma di comando, un modulo tecnologico autonomo. Se questo
modulo tecnologico soddisfa i requisiti di comunicazione della specificazione PROFINET,
esso può essere impiegato nella creazione di un componente PROFINET in un sistema di
engineering.
Esempio: trasporto
Nel seguente grafico, all'esempio "trasporto" è possibile visionare le definizioni
precedentemente stabilite:
0RGXORWHFQRORJLFRWUDVSRUWR
3URJUDPPD
(OHWWURQLFD
0HFFDQLFD
&RPSRQHQWH352),1(7WUDVSRUWR
7UDVSRUWR
6WDUW%22/
6WDUW%22/
&RXQW,Q,
'HOD\,
7UDVSRUWR
%22/1H[W
%22/5XQ
,&RXQW2XW
8,/LIHVWDWH
)XQ]LRQHWHFQRORJLFD
Figura 6-2
,0B&38
'LVSRVLWLYR
Migrazione dal modulo tecnologico al componente PROFINET
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
255
Engineering PROFINET CBA
6.2 Sistema dei componenti
Componente PROFINET
Un componente PROFINET comprende tutti i dati della Configurazione hardware, i parametri
delle unità ed il relativo programma utente per l'impiego in PROFINET CBA. Il componente
PROFINET si compone di:
● Funzione tecnologica
La funzione (software) tecnologica (opzionale) comprende l'interfaccia verso altri
componenti PROFINET in forma di ingressi e uscite interconnettibili.
● Dispositivo
Il dispositivo è la rappresentazione del PLC fisico o dell'apparecchiatura da campo
inclusi la periferia, i sensori, gli attuatori, la parte meccanica e il firmware del dispositivo.
Biblioteche e istanze
I componenti PROFINET possono essere salvati in una biblioteca SIMATIC iMap e quindi
riutilizzati. Al momento del riutilizzo è necessario soltanto adattare questi componenti
PROFINET alle nuove condizioni (creare istanze).
Come avviene la creazione dei componenti PROFINET?
Configurare e programmare il PLC o l'apparecchiatura da campo dei componenti PROFINET
con il tool di progettazione e programmazione del produttore del dispositivo (p. es. STEP 7).
In seguito, creare dalla progettazione del PLC e dal relativo programma utente un
componente PROFINET, per es. tramite un comando del menu. La funzionalità
dell'apparecchiatura con i programmi specifici dell'applicazione viene incapsulata.
Dall'esterno sono accessibili solo le interfacce tecnologiche (Component Interface)
necessarie all'interazione delle macchine ed estese a tutto l'impianto, la diagnostica,
la visualizzazione e l'integrazione verticale.
Le interfacce tecnologiche dei componenti PROFINET vengono descritte in XML
(Extensible Markup Language) e archiviate in un file XML creato, p. es., in STEP 7 tramite
PROFINET Interface Editor. XML offre la possibilità di rappresentare le informazioni in un
formato indipendente dalla piattaforma e dal costruttore. La configurazione del file XML
è specificata nel modello di engineering di PROFINET.
Le informazioni relative alla Configurazione hardware ed eventualmente al programma
utente possono essere allegate al componente PROFINET in una forma dipendente
dall'apparecchiatura.
Descrizione del sistema
256
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Engineering PROFINET CBA
6.2 Sistema dei componenti
Vantaggi dei componenti PROFINET
L'utilizzo dei componenti PROFINET offre le seguenti caratteristiche tecnologiche con
i seguenti vantaggi:
● Modularizzazione e riutilizzabilità
La soluzione dei componenti PROFINET consente una modularizzazione profonda
degli impianti di automazione. È spesso possibile riutilizzare i componenti PROFINET a
discrezione, secondo diverse soluzioni di automazione.
● Comunicazione omogenea mediante il supporto della specificazione PROFINET
Indipendentemente dalla funzionalità interna, ogni componente PROFINET offre
un'interfaccia unitaria per la comunicazione con altri componenti tramite Industrial
Ethernet o PROFIBUS. La specificazione PROFINET descrive l'interfaccia di
comunicazione aperta per le apparecchiature che supportano PROFINET.
● Engineering indipendente dal costruttore
Le funzioni tecnologiche delle singole apparecchiature vengono programmate nei tool
di engineering specifici del costruttore. Per l'interconnessione delle funzioni tecniche a
livello di intero impianto vengono tuttavia utilizzati tool di engineering indipendenti dal
costruttore, come p. es. SIMATIC iMap. In questo modo è possibile integrare nella
comunicazione PROFINET i prodotti di costruttori diversi. I produttori di apparecchiature
da campo e PLC devono semplicemente ampliare i loro tool di programmazione e
progettazione con una connessione al tool di engineering indipendente dal dispositivo.
Funzionalità programmabile e fissa
La funzionalità specifica dell'applicazione viene definita in un'apparecchiatura intelligente
tramite il programma utente che può essere caricato nell'apparecchiatura stessa. Le
apparecchiature semplificate, per es. azionamenti o apparecchiature da campo, non
dispongono di un programma utente proprio. La funzionalità di queste apparecchiature è
integrata completamente nel relativo firmware. I componenti PROFINET si suddividono
nel modo seguente:
● con funzionalità programmabile
Il componente contiene un programma utente proprio che può essere caricato
nell'apparecchiatura da SIMATIC iMap.
● con funzionalità fissa
Il componente non è dotato di un programma utente proprio (p. es. slave DP standard).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
257
Engineering PROFINET CBA
6.3 Diagnostica in PROFINET CBA
Ulteriori informazioni
Per chi utilizza SIMATIC iMap per la prima volta è disponibile il Getting Started Primi passi
con SIMATIC iMap (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/22761964)
che agevola l'approccio al tool.
Per la progettazione di PROFINET CBA è disponibile il manuale Progettazione di impianti
con SIMATIC iMap (http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/22762190)
che contiene istruzioni complete e facilmente comprensibili.
Per le esercitazioni relative al tool SIMATIC iMap è disponibile una guida semplice e chiara
contenuta nel tutorial Messa in servizio di sistemi SIMATIC iMap
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/22761971).
La creazione di componenti CBA è descritta nel manuale Creazione di componenti
PROFINET SIMATIC iMap STEP 7 AddOn
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/22762278).
6.3
Diagnostica in PROFINET CBA
Diagnostica in SIMATIC iMap
In SIMATIC iMap nella finestra di diagnostica vengono visualizzate in tre schede le
informazioni di diagnostica relative alle variabili di processo e ai guasti delle funzioni
tecnologiche, delle apparecchiature e delle interconnessioni.
Ulteriori informazioni sulla diagnostica con SIMATIC iMap
Consultare a tale scopo la Guida in linea di SIMATIC iMap.
Un esempio applicativo di diagnostica è descritto nel Getting Started Component Based
Automation Primi passi con SIMATIC iMap nel capitolo Passo 9: Diagnostica.
Vedere anche
Primi passi con SIMATIC iMap
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/22761964)
Descrizione del sistema
258
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
7
PROFINET, esempi di configurazione
7.1
Esempi di configurazione di PROFINET IO
7.1.1
Sistema PROFINET IO
Funzioni di PROFINET IO
La figura seguente mostra le funzioni di PROFINET IO.
6DODGLFRQWUROOR
)LUHZDOO
/LYHOORGLJHVWLRQHD]LHQGDOH
352),1(7
,QGXVWULDO(WKHUQHW
&DSDQQRQHGHOORVWDELOLPHQWR
6ZLWFK
8QLW¢GL
PLVXUDGHOOD
PDFFKLQD
/LYHOORGHOODSURGX]LRQH
8QLW¢GL
PLVXUDGHOOD
PDFFKLQD
8QLW¢PDFFKLQD
&38 ,2&RQWUROOHU
31'3
,2'HYLFH (76
3
31 3
1
,2'HYLFH (76
31
31
5
3 3
3HUO
,QGXVWULDO
6ZLWFK
(WKHUQHWGHOOD
IDEEULFD
FRPXQLFD]LRQHFRQ 3 3
ODVDODGLFRQWUROOR
3 3
6
3 3
0DVWHU'3
3 3
(7
VODYH'3
352),%86
8
352),1(7
,QGXVWULDO(WKHUQHW
3 3
8QLW¢PDFFKLQD
,2'HYLFH (76
,0 ,2&RQWUROOHU
&38
3
31
3 3
3
,2'HYLFH (76
31
4
3 3
31 3
3
2
0DVWHU'3
,(
3*
,(3%/LQN
31,2
3%
352),%86
(7
VODYH'3
7
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
259
PROFINET, esempi di configurazione
7.1 Esempi di configurazione di PROFINET IO
Il grafico rappresenta
Esempi di vie di comunicazione
Il collegamento del livello di
gestione aziendale con quello
della produzione
È possibile accedere ai dispositivi del livello di produzione dai PC della sala di controllo
Il collegamento del sistema di
automazione dell'unità
macchina 1 e dell'unità
macchina 2
Naturalmente è possibile accedere anche da un PG al livello di campo in un'altra area
della rete Industrial Ethernet.
L'IO Controller della
In questa posizione sono visibili le funzioni IO tra l'IO Controller e uno o più IO Device
nella rete Industrial Ethernet:
CPU IM154-8 ② comanda
direttamente i dispositivi nella
rete Industrial Ethernet e
PROFIBUS
La CPU 319-3 PN/DP ① può
essere sia IO Controller sia
master DP
Esempio:
•
PC (sala di controllo) - Switch - IO Device ET 200S ⑤ + ⑥ - CPU 319-3 PN/DP ①.
Esempio:
•
•
•
PG - Switch integrato IM 154-8 CPU ② - Switch - Sull'IO Device: ET 200S ⑥.
La CPU IM 154-8 ② assume la funzione di IO Controller per entrambi gli IO Device
ET 200S ③ ed ET 200 S ④
La CPU IM 154-8 ② assume anche la funzione, tramite IE/PB-Link, di IO Controller
per l'ET 200 (slave DP) ⑦.
È possibile constatare come una CPU possa essere sia l'IO Controller di un IO Device
che il master DP di uno slave DP:
•
•
La CPU 319-3 PN/DP ① assume la funzione di IO Controller per entrambi gli
IO Device ET 200S ⑤ e ET 200 S ⑥
La CPU 319-3 PN/DP ① è il master DP per uno slave DP ⑧. Lo slave
DP ⑧ è assegnato alla CPU ① a livello locale e non è visibile nella rete Industrial
Ethernet.
Ulteriori informazioni
Ulteriori informazioni su PROFINET sono contenute nel manuale di programmazione
Migrazione da PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/19289930). In questo manuale, inoltre,
sono riportati i nuovi blocchi PROFINET e le nuove liste di stato di sistema.
Descrizione del sistema
260
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
PROFINET, esempi di configurazione
7.1 Esempi di configurazione di PROFINET IO
7.1.2
Sistema PROFINET IO con IRT
Esempio di sistema PROFINET IO con IRT
6DODGLFRQWUROOR
/LYHOORGLJHVWLRQHD]LHQGDOH
,QGXVWULDO(WKHUQHW
$UHDGHOODIDEEULFD
6ZLWFK
6ZLWFK
8QLW¢
PDFFKLQD
8QLW¢
PDFFKLQD
/LYHOORGLSURGX]LRQH
8QLW¢PDFFKLQD
'RPLQLR
6\QF
Figura 7-1
8QLW¢PDFFKLQD
'RPLQLR
6\QF
Sistema PROFINET IO con panoramica IRT
Il grafico mostra un esempio di interconnessione di diverse unità macchina nel sistema
PROFINET IO con IRT. Le unità macchina con i loro domini Sync sono composte
rispettivamente da uno o più sistemi PROFINET.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
261
PROFINET, esempi di configurazione
7.1 Esempi di configurazione di PROFINET IO
Vista dettagliata dell'unità macchina 1
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
31
3 3
1
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
31
3 3
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
31
3 3
,2&RQWUROOHU
6LVWHPD,2
&38,57
0DVWHU6\QF
31
3
3
'RPLQLR6\QF
3 /LPLWHGHOGRPLQLR6\QF
SHUODSRUWDSURJHWWDWR
Figura 7-2
1
3HUO
,QGXVWULDO(WKHUQHWGHOFDSDQQRQHFRPXQLFD]LRQHFRQODVDODGL
FRQWUROORHO
DOWUDXQLW¢GHOODPDFFKLQDGRPLQLR6\QF
Unità macchina 1
La rete di comunicazione dell'unità macchina 1 è costituita da un IO Controller e più
IO Device. I dispositivi PROFINET nel dominio Sync 1 hanno le funzioni seguenti:
● L'IO Controller del sistema PROFINET IO 1 funge da master Sync che sincronizza tutti gli
altri dispositivi PROFINET nel dominio Sync 1. Gli IO Device sono progettati come slave
Sync.
● L'unità macchina 1 è collegata con le altre unità macchina/gli altri domini Sync attraverso
la porta libera dell'IO Device 1.
● Il limite di dominio Sync è stato progettato per la porta 1 dell'IO Device 1 per delimitare
la sincronizzazione rispetto agli altri domini Sync.
● Tutti i dispositivi PROFINET nel dominio Sync 1 sono sincronizzati.
Descrizione del sistema
262
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
PROFINET, esempi di configurazione
7.1 Esempi di configurazione di PROFINET IO
Vista dettagliata dell'unità macchina 2
1
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
6&$/$1&(;,57
6LVWHPD,2
3
3
3
3
31
31
3 3
3 3
0DVWHU6\QF
&38[,57
,2&RQWUROOHU
6LVWHPD,2
31
&38[,57
,2&RQWUROOHU
6LVWHPD,2
3
31
3
6&$/$1&(;,57
6LVWHPD,2
3
3
3
3
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
6&$/$1&(;,57
6LVWHPD,2
3
3
3
3
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
31
31
31
3 3
3 3
3 3
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
3
3
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
,2'HYLFH (7631
6LVWHPD,2
31
31
31
3 3
3 3
3 3
'RPLQLR6\QF
3
Figura 7-3
/LPLWHGHOGRPLQLR6\QF
SURJHWWDWRSHUODSRUWD
YHUVR,QGXVWULDO(WKHUQHWGHOO
DUHDGHOODIDEEULFDFRPXQLFD]LRQHFRQOD
1 VDODGLFRQWUROORHDOWUHXQLW¢PDFFKLQDGRPLQLR6\QF
Unità macchina 2
La rete di comunicazione dell'unità macchina 2 è costituita da due sistemi PROFINET IO
ciascuno dei quali possiede un IO Controller, più IO Device e diversi switch. I dispositivi
PROFINET nel dominio Sync 2 hanno le funzioni seguenti:
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
263
PROFINET, esempi di configurazione
7.1 Esempi di configurazione di PROFINET IO
● L'IO Controller del sistema PROFINET IO 1 funge da master Sync che sincronizza tutti
gli altri dispositivi PROFINET nel dominio Sync 2. Gli IO Device, l'IO Controller del
sistema PROFINET IO 2 e gli switch sono progettati come slave Sync.
Di base è possibile utilizzare contemporaneamente diversi IO Controller in uno stesso
dominio Sync. In questo caso occorre progettare un IO Controller come master Sync e
tutti gli altri dispositivi PROFINET come slave Sync.
● I limiti dei domini Sync consentono di utilizzare più domini Sync in una stessa rete.
Essi vengono progettati per le porte i cui dispositivi PROFINET creano un collegamento
di comunicazione con dispositivi PROFINET di altri domini Sync. In questo esempio di
configurazione l'unità macchina 2 è collegata con l'altra unità macchina/l'altro dominio
Sync attraverso lo switch del sistema PROFINET IO 1 e la porta 1. Per questa porta dello
switch è stato progettato il limite del dominio Sync.
● Tutti i dispositivi PROFINET nel dominio Sync 2 sono sincronizzati.
● I dispositivi PROFINET non sincronizzati di un sistema PROFINET IO devono essere
disposti nella topologia al di fuori del dominio Sync. Nell'esempio gli IO Device 4 del
sistema PROFINET IO 1 e gli IO Device 4 del sistema PROFINET IO 2 non sono
sincronizzati e sono disposti al di fuori del dominio Sync.
Descrizione del sistema
264
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
PROFINET, esempi di configurazione
7.2 Esempi pratici di PROFINET IO e PROFINET CBA
7.2
Esempi pratici di PROFINET IO e PROFINET CBA
L'esempio seguente illustra il grado di flessibilità offerto da PROFINET.
Progettazione in SIMATIC iMap
Il grafico mostra una possibile progettazione di componenti in SIMATIC iMap.
3URGX]LRQH
3URGX]LRQH
3URGX]LRQH
3URGX]LRQH
3URGX]LRQH
Figura 7-4
Esempio di progettazione in SIMATIC iMap
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
265
PROFINET, esempi di configurazione
7.2 Esempi pratici di PROFINET IO e PROFINET CBA
Interconnessione tecnica reale
Dal punto di vista tecnico questi componenti possono essere configurati,
composti e interconnessi in modi molto diversi, come dimostra il grafico.
3URGX]LRQH
3URGX]LRQH
3URGX]LRQH
1
352),%86
3URGX]LRQH
,QGXVWULDO(WKHUQHW
3URGX]LRQH
2
352),%86
Numero
①
②
352),%86
Descrizione
IE/PB-Link per PROFINET CBA
IE/PB-Link PN IO per PROFINET IO
Figura 7-5
Esempio di realizzazione
Componente "Produzione 1"
Questo componente è costituito da un PROFINET Controller con periferia centrale,
p. es. S7-400 con CP 443-1 Advanced.
Componenti "Produzione 2" e "Produzione 3"
Ciascuno di questi componenti è costituito da un dispositivo PROFIBUS.
Entrambi i dispositivi sono collegati a PROFINET tramite un IE/PB-Link,
p. es. una CPU ET 200S.
In questo caso l'IE/PB-Link ① per Component Based Automation è un dispositivo
PROFINET con funzionalità proxy che funge da unità di sostituzione dei nodi PROFIBUS.
IE/PB-Link ① rappresenta ogni slave PROFIBUS DP collegato come un componente
a sé in PROFINET.
Descrizione del sistema
266
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
PROFINET, esempi di configurazione
7.2 Esempi pratici di PROFINET IO e PROFINET CBA
Componente "Produzione 4"
Questo componente è costituito da un PROFINET Controller al quale sono collegati slave
PROFIBUS DP decentrati in quanto master PROFIBUS DP. PROFIBUS e gli slave DP non
sono visibili in SIMATIC iMap, p. es. la CPU 317-2 PN/DP o il PC con il CP PROFIBUS e il
software WinLC.
Componente PROFINET IO "Produzione 5"
Il componente più grande dell'impianto è costituito da un PROFINET IO Controller
(p. es. una CPU 317-2 PN/DP) e dai PROFINET IO Device assegnati. I PROFINET IO
Device sono collegati direttamente alla rete Industrial Ethernet. Inoltre sono collegate
ulteriori apparecchiature PROFIBUS tramite un IE/PB-Link.
In questo caso l'IE/PB-Link ② per PROFINET IO è un dispositivo PROFINET con
funzionalità proxy che funge da unità di sostituzione dei nodi PROFIBUS collegati.
IE/PB-Link ② rappresenta ogni slave PROFIBUS DP collegato come un PROFINET IO
Device in PROFINET.
La comunicazione tra PROFINET IO Controller e apparecchiature PROFIBUS è
completamente trasparente.
Riepilogo: IE/PB-Link per Component Based Automation e IE/PB-Link per PROFINET
Osservare le differenze tra IE/PB-Link per CBA e IE/PB-Link per PROFINET IO.
Nella Component Based Automation l'IE/PB-Link per CBA ① rappresenta ogni slave
PROFIBUS DP collegato come un componente a sé in PROFINET.
PROFINET IO: IE/PB-Link per PROFINET IO ② rappresenta ogni slave PROFIBUS DP
collegato come un PROFINET IO Device in PROFINET.
Vantaggi di CBA e SIMATIC iMap come sistema di engineering esteso a tutto l'impianto
In SIMATIC iMap è possibile collegare tra loro i diversi componenti in modo semplice
e rapido in tutto l'impianto. Ciò semplifica l'engineering grazie ai punti seguenti:
● Indipendenza del dispositivo reale dal tipo di sistema di comunicazione
● Indipendenza nella progettazione della comunicazione
● Indipendenza dal tipo di periferia (centrale o distribuita)
Nota
CBA e IRT
È possibile utilizzare I vantaggi di CBA e IRT solo con l'opzione "Elevata flessibilità".
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
267
PROFINET, esempi di configurazione
7.2 Esempi pratici di PROFINET IO e PROFINET CBA
Descrizione del sistema
268
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
A
Appendice
A.1
Fonti di informazione su PROFINET
Le tabelle seguenti contengono importanti fonti di informazione non comprese nel
presente manuale.
Informazioni generali
Tabella A- 1 Informazioni generali su PROFINET
Informazioni
Fonti
Informazioni generali su PROFINET
Pagina Internet di PROFINET
(http://www.automation.siemens.com/profinet/index_
00.htm)
Norme e nozioni di base su PROFINET e
PROFIBUS
Pagina Internet di PROFINET e PROFIBUS
(http://www.profibus.com)
Terminologia generale e concetti di base della
comunicazione, funzioni di comunicazione
Manuale Comunicazione con SIMATIC
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
1254686)
Componenti di rete attivi e passivi,
configurazione di reti, progettazione e
configurazione di reti di comunicazione
Manuale Sistema di automazione S7400
Configurazione e installazione
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
1117849)
Manuale S7-300 CPU 31xC e CPU 31x:
Configurazione
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
13008499)
Manuale Windows Automation Center RTX
WinAC RTX 2009
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
38016351)
Manuale Embedded Automation S7-modular
Embedded Controller
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
37971572)
Manuale CP S7 per Industrial Ethernet,
Progettazione e messa in servizio
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
8777865)
Manuale Reti Twisted Pair e Fiber Optic
SIMATIC NET
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
8763736)
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
269
Appendice
A.1 Fonti di informazione su PROFINET
Informazioni
Fonti
Topologia
Manuale Reti Twisted Pair e Fiber Optic
SIMATIC NET
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
8763736)
Direttiva di installazione di PROFINET
(http://www.profibus.com/nc/downloads/downloads/
profinet-installation-guide/display/)
dell'Organizzazione degli utenti di PROFIBUS
Industrial Ethernet
Guida in linea a STEP 7
Manuale del prodotto S7-300, CPU 31xC e
CPU 31x, Dati tecnici
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
12996906)
Manuale di programmazione SIMATIC NET IO Base
User Programming Interface
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
19779901)
Component Based Automation
PROFINET CBA
Tutorial Messa in servizio di sistemi
Component Based Automation
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
18403908)
Getting Started Messa in servizio di sistemi
Component based Automation
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
18403688)
Manuale Configuring Plants with SIMATIC iMap
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
8131230)
Descrizione del sistema
270
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Appendice
A.1 Fonti di informazione su PROFINET
Argomenti particolari
Tabella A- 2 Argomenti particolari nell'ambito di PROFINET
Informazioni
Fonti
PROFINET IO e PROFIBUS DP
Manuale di programmazione Migrazione da
PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
19289930)
•
Differenze e aspetti comuni
•
Migrazione da PROFIBUS DP a
PROFINET IO
•
Programmi utente
•
Diagnostica
Blocchi e liste di stato di sistema
nuovi/modificati
Manuale di programmazione Migrazione da
PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
19289930)
Manuale Software di sistema per
S7-300/400 - Funzioni standard e di sistema
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
1214574)
Guida in linea a STEP 7
Messa in servizio di un'interfaccia PROFINET
integrata
Messa in servizio di PROFINET
Manuale Sistema di automazione S7-300,
Getting Started Collection
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
15390497)
Istruzioni operative S7-300 CPU 31xC e CPU 31x:
Configurazione
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
13008499)
CPU 319-3 PN/DP:
Progettazione dell'interfaccia PROFINET
CPU 317-2 PN/DP:
Getting Started Collection: PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
19290251)
Progettazione dell'interfaccia PROFINET X2 ;
progettazione di un'ET 200S come
PROFINET IO Device
CP 443-1 Advanced (6GK7 443-1 EX40-0XE0)
e CP 443-1 Advanced
(6GK7443-1EX41-0XE0):
Progettazione dell'interfaccia PROFINET con
un IE/PB-Link e un'ET 200B
CP 443-1 (EX20)
CP S7 per Industrial Ethernet, CP 443-1
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
27013386)
Manuale del CP 343-1 LEAN (CX10)
Manuale del prodotto CP S7 per Industrial Ethernet,
CP 343-1 Lean
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
23643456)
Manuale del CP 343-1 (EX30)
Manuale del prodotto CP S7 per Industrial Ethernet,
CP 343-1
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
24485272)
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
271
Appendice
A.1 Fonti di informazione su PROFINET
Informazioni
Fonti
Manuale del CP 343-1 Adv (GX21)
CP S7 per Industrial Ethernet, CP 343-1 Advanced
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
22261695)
Server SNMP-OPC
Pagina Internet di Server OPC SNMP
(http://www.automation.siemens.com/net/html_72/pr
odukte/040_snmp.htm)
SNMP
Pagina Internet di PROFIBUS & PROFINET
International (http://www.profibus.com) e SMP
(http://www.snmp.org)
SIMATIC iMap
Manuale Messa in servizio di sistemi SIMATIC iMap
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
22761971)
Getting Started Primi passi con SIMATIC iMap
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
8776710)
Primary Setup Tool
Download
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
14929629)
Set di dati di diagnostica
Manuale di programmazione Migrazione da
PROFIBUS DP a PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
19289930)
Sicurezza dei dati nell'automazione
Istruzioni operative SCALANCE S e Softnet Security
Client
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
21718449)
Tecnica di sicurezza in SIMATIC
Manuale di sistema Safety Engineering in
SIMATIC S7
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
12490443)
Tabella A- 3 Applicazioni nell'ambito di PROFINET
Informazioni
Fonti
Domande sui tempi di reazione di PN per
configurazioni tipiche in PROFINET IO,
in particolare:
Determinazione del tempo di reazione di PN per
configurazioni tipiche in PROFINET IO
(http://support.automation.siemens.com/WW/view/it/
21869080)
•
Quanto tempo impiega un'uscita
decentrata per reagire a un ingresso
decentrato?
•
Quali influssi hanno i tratti IWLAN?
•
Come influisce la comunicazione tramite
PROFINET IO sul tempo di ciclo dell'IO
Controller?
•
Quale tempo di aggiornamento è
prevedibile?
Descrizione del sistema
272
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Appendice
A.2 Assegnazione dei pin del connettore per cavo RJ45 e M12
A.2
Assegnazione dei pin del connettore per cavo RJ45 e M12
Introduzione
Le assegnazioni dei pin descritte nei paragrafi seguenti sono valide per i connettori RJ45
e M12.
Pertanto è necessario leggere questo capitolo solo in caso di utilizzo di impostazioni fisse
delle porte. (Vedere anche il capitolo Impostazioni per tempi di avvio minimi (Pagina 79)).
Se invece si utilizza l'impostazione automatica della porta (Supporto di trasferimento/duplex:
"Impostazione automatica" nella scheda "Opzioni" nelle proprietà della porta), è sempre
possibile impiegare cavi patch.
Se si sceglie l'impostazione fissa della porta è necessario collegare due porte switch
o due porte dei terminali con un cavo crosscable.
Assegnazione dei pin per il connettore RJ45 di un cavo crosscable
Tabella A- 4 Assegnazione dei pin per il connettore RJ45 di un cavo crosscable
Connettore sul dispositivo PN 1
Connettore sul dispositivo PN 2
N. pin
N. pin
Colore coppia di conduttori per
IE/PN
Colore coppia di conduttori per
IE/PN
1
Giallo
1
Bianco
2
Arancione
2
Blu
3
Bianco
3
Giallo
6
Blu
6
Arancione
Assegnazione dei pin per il connettore RJ45 di un cavo patch
Tabella A- 5 Assegnazione dei pin per il connettore RJ45 di un cavo patch
Connettore sul dispositivo PN 1
Connettore sul dispositivo PN 2
N. pin
N. pin
Colore coppia di conduttori per
IE/PN
Colore coppia di conduttori per
IE/PN
1
Giallo
1
Giallo
2
Arancione
2
Arancione
3
Bianco
3
Bianco
6
Blu
6
Blu
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
273
Appendice
A.2 Assegnazione dei pin del connettore per cavo RJ45 e M12
Assegnazione dei pin per il connettore M12 di un cavo crosscable
Tabella A- 6 Assegnazione dei pin per il connettore M12 di un cavo crosscable
Connettore sul dispositivo PN 1
Connettore sul dispositivo PN 2
N. pin
N. pin
Colore coppia di conduttori per
IE/PN
Colore coppia di conduttori per
IE/PN
1
Bianco
1
Giallo
2
Giallo
2
Bianco
3
Blu
3
Arancione
4
Arancione
4
Blu
Assegnazione dei pin per il connettore M12 di un cavo patch
Tabella A- 7 Assegnazione dei pin per il connettore M12 di un cavo patch
Connettore sul dispositivo PN 1
Connettore sul dispositivo PN 2
N. pin
N. pin
Colore coppia di conduttori per
IE/PN
Colore coppia di conduttori per
IE/PN
1
Bianco
1
Bianco
2
Giallo
2
Giallo
3
Blu
3
Blu
4
Arancione
4
Arancione
Descrizione del sistema
274
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
10 Base-T/F
Standard Ethernet che consente una trasmissione dei dati fino a 10 Mbit/s.
100 Base-T/F
Standard Ethernet che consente una trasmissione dei dati fino a 100 Mbit/s.
1000 Base-T/F
Standard Ethernet che consente una trasmissione dei dati fino a 1000 Mbit/s.
Accumulatore
Gli accumulatori sono registri della CPU che hanno la funzione di buffer per operazioni
di caricamento, trasferimento, confronto, calcolo e conversione.
Vedere anche CPU
Allarme
Il sistema operativo della CPU differenzia diverse classi di priorità che regolano
l'elaborazione del programma utente. A queste classi di priorità appartengono tra l'altro
allarmi, per esempio allarmi di processo. Al presentarsi di un allarme viene richiamato
automaticamente da parte del sistema operativo un blocco organizzativo assegnato nel
quale l'utente può programmare la reazione desiderata (p. es. in un FB).
Vedere anche Sistema operativo
Allarme di diagnostica
Tramite gli allarmi di diagnostica, le unità con funzioni di diagnostica segnalano alla CPU
gli errori di sistema riconosciuti.
Vedere anche CPU
Allarme di diagnostica
→ Allarme di diagnostica
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
275
Glossario
Ampliamenti futuri
Gli ampliamenti futuri consentono di predisporre la struttura del sistema di automazione a
successivi ampliamenti o opzioni. Ampliamenti futuri significa che si progetta innanzitutto la
struttura massima pianificats per il proprio sistema di automazione e in un secondo momento
si può variare in modo flessibile in base al programma utente. Gli ampliamenti futuri sono
possibili con e senza i moduli RESERVE.
API
API (Application Process Identifier) è un parametro il cui valore specifica il processo
(applicazione) che elabora i dati IO.
La norma PROFINET IEC 61158 classifica determinati profili API (PROFIdrive, PROFIsave)
che sono definiti dall'Organizzazione degli utenti PROFINET.
L'API standard è 0.
Apparecchiatura PROFIBUS
Un'apparecchiatura PROFIBUS è dotata di almeno un'interfaccia PROFIBUS con
un'interfaccia elettrica (RS485) oppure ottica (Polymer Optical Fiber, POF).
Applicazione
→ Programma utente
Applicazione
Programma che si basa direttamente sul sistema operativo MS-DOS/Windows.
Un'applicazione sul PG è costituita p. es. da STEP 7.
Avvio prioritario
L'avvio prioritario indica la funzionalità PROFINET per l'accelerazione dell'avvio di IO Device
in un sistema PROFINET IO con comunicazione RT e IRT. Essa riduce il tempo impiegato
dagli IO Device appositamente progettati per rientrare nuovamente nello scambio ciclico dei
dati utili nei seguenti casi:
● Dopo il ripristino della tensione di alimentazione
● Dopo il ritorno della stazione
● Dopo l'attivazione di IO Device
Blocco dati
I blocchi dati (DB) sono aree dati nel programma utente che contengono i dati utente.
Essi si suddividono in blocchi dati globali, ai quali si può accedere da tutti i blocchi di codice,
e in blocchi dati di istanza, che sono assegnati a un determinato richiamo di FB.
Descrizione del sistema
276
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
Blocco di codice
Nei sistemi SIMATIC S7 un blocco di codice è un blocco che contiene una parte del
programma utente STEP 7. (A differenza di un blocco dati che invece contiene solo dati.)
Vedere anche Blocco dati
Blocco funzionale
Un blocco funzionale (FB) è un blocco di codice con dati statici secondo la norma
IEC 1131-3. Un FB offre la possibilità di trasferire parametri nel programma utente.
Per questo motivo i blocchi funzionali si prestano alla programmazione di funzioni complesse
che si ripresentano di frequente, come p. es. le regolazioni o la scelta del modo operativo.
Blocco funzionale di sistema
Un blocco funzionale di sistema (SFB) è un blocco funzionale integrato nel sistema operativo
della CPU che può essere richiamato dal programma utente STEP 7 in caso di necessità.
Blocco organizzativo
I blocchi organizzativi (OB) costituiscono l'interfaccia tra il sistema operativo della CPU e il
programma utente. Nei blocchi organizzativi viene stabilita la sequenza di elaborazione del
programma utente.
Buffer di diagnostica
Il buffer di diagnostica è un'area di memoria bufferizzata della CPU nella quale vengono
registrati gli eventi di diagnostica nello stesso ordine in cui essi si presentano.
Bus
Un bus è un supporto di trasmissione che collega più nodi tra loro. La trasmissione dati può
avvenire in modo seriale o parallelo, tramite cavi elettrici o conduttori in fibre ottiche.
Bus backplane
Il bus di backplane è un bus di dati seriale tramite il quale le unità comunicano tra loro e
tramite il quale esse ricevono la tensione necessaria al funzionamento. Il collegamento
tra le unità viene effettuato tramite connettori di bus.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
277
Glossario
CAT 3
I cavi Twisted Pair non sono tutti uguali. Lo standard Ethernet ne specifica diverse versioni.
Esistono diverse categorie ma soltanto CAT 3 e CAT 5 sono importanti per le reti.
I due tipi di cavi si distinguono per la frequenza max. consentita e i valori di attenuazione
(smorzamento del segnale su un determinato tratto).
CAT 3 identifica un cavo Twisted Pair per Ethernet con 10 Base-T.
CAT 5 identifica un cavo Twisted Pair per Ethernet con 100 Base-T.
CAT 5
→ CAT 3
Categoria 3
→ CAT 3
Categoria 5
→ CAT 3
Cavo coassiale
Il cavo coassiale, definito anche "cavo KOAX", è un sistema di conduzione metallico che
viene impiegato nella trasmissione ad alta frequenza, p. es. come cavo per antenne di
apparecchi radio e TV, ma anche nelle moderne reti di comunicazione che richiedono
velocità di trasmissione molto elevate. Nel cavo coassiale un conduttore interno è avvolto in
un conduttore tubolare esterno. I due conduttori sono separati tra loro da un isolamento in
materiale sintetico. Rispetto ad altri cavi, questo di distingue per l'immunità ai disturbi elevata
e l'irradiamento elettromagnetico ridotto.
Ciclo di comunicazione e larghezza di banda riservata
PROFINET IO è un sistema di comunicazione in tempo reale scalabile basato sul protocollo
di livello 2 per Fast Ethernet. Perciò con il metodo di trasmissione RT per i dati di processo
con criticità temporale e l'IRT per processi di alta precisione e in sincronismo di clock sono
disponibili due livelli di performance della comunicazione in tempo reale.
Client OPC
Il Client OPC è un programma utente che accede ai dati di processo dall'interfaccia OPC.
L'accesso ai dati di processo è reso possibile dal server OPC.
Descrizione del sistema
278
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
COM
Component Object Model: specifica Microsoft per oggetti Windows,
sulla base dell'architettura OLE.
In PROFINET CBA i sistemi di automazione vengono rappresentati da oggetti. Un oggetto è
costituito da interfacce e proprietà. Tramite queste interfacce e queste proprietà, due oggetti
possono comunicare tra loro.
Component Based Automation
→ PROFINET CBA
Componente PROFINET
Un componente PROFINET comprende tutti i dati della Configurazione hardware, i parametri
delle unità ed il relativo programma utente per l'impiego in PROFINET CBA. Il componente
PROFINET si compone di:
● Funzione tecnologica
La funzione (software) tecnologica (opzionale) comprende l'interfaccia verso
altri componenti PROFINET in forma di ingressi e uscite interconnettibili.
● Dispositivo
Il dispositivo è la rappresentazione del PLC fisico o dell'apparecchiatura da campo
inclusi la periferia, i sensori, gli attuatori, la parte meccanica e il firmware del dispositivo.
Comunicazione in tempo reale
Termine generale che comprende RT e IRT.
Per la comunicazione di dati utili IO con criticità temporale, PROFINET non utilizza il
protocollo TCP/IP ma un proprio canale in tempo reale (RT) e una larghezza di banda
riservata (IRT).
Configurazione
Assegnazione di unità ai telai di montaggio/posti connettore e indirizzi
(p. es. nel caso di unità di ingresso/uscita segnale).
Controllore a memoria programmabile
I controllori a memoria programmabile (PLC) sono controllori elettronici la cui funzione è
memorizzata come programma nel dispositivo di controllo. La configurazione e il cablaggio
dell'apparecchiatura non dipendono quindi dalla funzione del controllore. Il controllore a
memoria programmabile ha la stessa struttura di un computer: è costituito da una CPU
(unità centrale) con memoria, unità di ingresso e di uscita e sistema di bus interno.
La periferia e il linguaggio di programmazione sono adattati alle necessità della tecnica di
controllo.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
279
Glossario
CP
→ Processore di comunicazione
CPU
Central Processing Unit = unità centrale del sistema di automazione S7 con unità
di controllo, di calcolo, memoria, sistema operativo e interfaccia per il dispositivo di
programmazione.
Dati coerenti
I dati collegati dal punto di vista del contenuto, che non possono essere separati,
vengono definiti coerenti.
I valori delle unità analogiche p. es. devono sempre essere trattati come un insieme:
il valore di un'unità analogica quindi non deve essere falsato dalla lettura in due momenti
diversi.
DCOM
Distributed COM - ampliamento dello standard COM per la comunicazione remota tra oggetti
oltre i limiti del dispositivo. DCOM si basa sul protocollo RPC che a sua volta si basa sul
protocollo TCP/IP. I dispositivi PROFINET CBA scambiano dati senza criticità temporale,
come p. es. dati di processo, dati di diagnostica, parametrizzazioni ecc., con l'ausilio di
DCOM.
La tecnologia DCOM è supportata da PROFINET dalla versione V1.0 in poi.
L'organizzazione degli utenti PROFINET mette a disposizione dei suoi soci uno stack di
protocollo portatile DCOM adattato a PROFINET. Ciò consente di impedire una dipendenza
da Microsoft e dai suoi sviluppi di questa tecnologia, garantendo al tempo stesso la
compatibilità con i prodotti Microsoft.
DCP
DCP (Discovery and Basic Configuration Protocol). Consente l'assegnazione dei parametri
del dispositivo (ad es. indirizzo IP) con tool di progettazione/programmazione specifici del
costruttore.
Determinismo
Determinismo significa che un sistema reagisce entro un intervallo di tempo prevedibile
(deterministico).
Diagnostica
→ Diagnostica di sistema
Descrizione del sistema
280
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
Diagnostica di sistema
La diagnostica di sistema consiste nel riconoscimento, l'analisi e la segnalazione degli errori
che si verificano all'interno del sistema di automazione, come p. es. errori di programma o
guasti delle unità. Gli errori di sistema possono essere segnalati dai LED o visualizzati in
STEP 7.
Dispositivo
In ambiente PROFINET, "dispositivo" è un termine generale che indica:
● Sistemi di automazione (p. es. PLC, PC)
● Sistemi di periferia decentrata
● Apparecchiature da campo (p. es. PLC, PC, dispositivi idraulici, pneumatici, ecc.) e
● Componenti di rete attivi (p. es. switch, router)
● Passaggi ad altre reti PROFIBUS, AS-Interface o ad altri sistemi di bus di campo
Dispositivo di programmazione
I dispositivi di programmazione sono fondamentalmente personal computer portatili,
compatti e adatti all'impiego industriale. Essi si distinguono per una speciale dotazione
hardware e software per PLC.
Dispositivo PROFINET
Un dispositivo PROFINET dispone sempre di un'interfaccia PROFINET (elettrica, ottica,
wireless). Molti dispositivi dispongono inoltre di un'interfaccia PROFIBUS DP per
l'accoppiamento di apparecchiature PROFIBUS.
Dominio Sync
Tutti i dispositivi PROFINET che devono essere sincronizzati con l'IRT tramite PROFINET IO
devono far parte di un dominio Sync.
Il dominio Sync è formato esattamente da un master Sync e da almeno uno slave Sync.
Il ruolo del master Sync viene assunto principalmente da un IO Controller o uno switch.
I dispositivi PROFINET non sincronizzati non sono parte del dominio Sync.
DPV1
La definizione DPV1 sta ad indicare un ampliamento funzionale dei servizi aciclici
(p. es. con l'aggiunta di nuovi allarmi) del protocollo DP. La funzionalità DPV1 è integrata
nella norma IEC 61158/EN 50170, Volume 2, PROFIBUS.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
281
Glossario
ERTEC
ERTEC - Enhanced Real Time Ethernet Controller
Le nuove ASIC ERTEC200 e ERTEC400 previste per le applicazioni di automazione
supportano il protocollo PROFINET e sono necessarie per il funzionamento IRT. ASIC è
l'abbreviazione di Application Specific Integrated Circuits (circuiti integrati specifici delle
applicazioni). I PROFINET ASIC sono componenti con un'ampia gamma di funzioni per lo
sviluppo di dispositivi individuali. Essi convertono le richieste dello standard PROFINET
in un circuito e consentono elevati gradi di compressione e di performance.
ERTEC ha i seguenti vantaggi:
● Integrazione semplice della funzionalità switch nei dispositivi
● Configurazione semplice e a costi contenuti di una topologia lineare
● Il carico di comunicazione delle apparecchiature è ridotto al minimo
FB
→ Blocco funzionale
FC
→ Funzione
File GSD
Le proprietà di un dispositivo PROFINET sono descritte in un file GSD
(General Station Description) contenente tutte le informazioni rilevanti per la progettazione.
Il dispositivo PROFINET può essere integrato in STEP 7 utilizzando il file GSD come nel
caso del PROFIBUS.
Per PROFINET IO il file GSD ha il formato XML. La struttura del file GSD è conforme alla
norma ISO 15734, lo standard internazionale per la descrizione dei dispositivi.
Per PROFIBUS il file GSD ha il formato ASCII.
Funzionalità proxy
→ Proxy
Funzione
Una funzione (FC) è un blocco di codice senza dati statici secondo la norma IEC 1131-3.
Una funzione offre la possibilità di trasferire parametri nel programma utente. Per questo
motivo le funzioni si prestano alla programmazione di operazioni complesse che si
ripresentano di frequente, come p. es. i calcoli.
Descrizione del sistema
282
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
Funzione di sistema
Una funzione di sistema (SFC) è una funzione integrata nel sistema operativo della CPU
che all'occorrenza può essere richiamata nel programma utente di STEP 7.
Funzione tecnologica
→ Componente PROFINET
I Device
La funzionalità "I Device" (IO Device intelligente) di una CPU consente di scambiare dati con
un IO Controller utilizzando così la CPU, ad es., come unità di preelaborazione intelligente di
processi parziali. L'I Device è collegato, nel ruolo di un IO Device, a un IO Controller di livello
superiore.
Immagine di processo
L'immagine di processo è parte integrante della memoria di sistema della CPU. All'inizio del
programma ciclico vengono trasferiti gli stati di segnale delle unità di ingresso all'immagine
di processo degli ingressi. Alla fine del programma ciclico l'immagine di processo delle uscite
viene trasferita come stato di segnale alle unità di uscita.
Vedere anche Memoria di sistema
Indirizzo IP
Per essere indirizzato come nodo della rete Industrial Ethernet, un dispositivo PROFINET
deve avere un indirizzo IP univoco all'interno della rete. L'indirizzo IP è costituito da 4 numeri
decimali con un campo di valori da 0 a 255. I numeri decimali sono separati da un punto.
L'indirizzo IP è formato da:
● indirizzo della rete e
● indirizzo del nodo (in generale definito anche host o nodo di rete).
Indirizzo MAC
A ogni dispositivo PROFINET viene assegnato in fabbrica un identificativo univoco
internazionale. Questo identificativo di 6 byte è l'indirizzo MAC.
L'indirizzo MAC è suddiviso in:
● 3 byte per l'identificativo del produttore e
● 3 byte per l'identificativo del dispositivo (numero progressivo).
L'indirizzo MAC è normalmente leggibile sulla parte anteriore del dispositivo:
ad es. 08-00-06-6B-80-C0.
Indirizzo MPI
→ MPI
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
283
Glossario
Industrial Ethernet
Industrial Ethernet è una direttiva per la configurazione di un Ethernet in un ambiente
industriale. La differenza maggiore rispetto all'Ethernet standard è rappresentata dalla
resistenza meccanica e sensibilità ai disturbi dei singoli componenti.
Industrial Wireless LAN
Industrial Wireless LAN di SIMATIC NET offre, oltre alla comunicazione di dati secondo lo
standard IEEE 802.11, numerosi ampliamenti (iFeatures) particolarmente utili per i clienti
che operano in ambito industriale. Le reti IWLAN sono particolarmente idonee per le
applicazioni industriali, che richiedono una comunicazione mobile estremamente affidabile,
grazie alle caratteristiche seguenti:
● Roaming automatico in caso di interruzione del collegamento con Industrial Ethernet
(Forced Roaming)
● Contenimento dei costi grazie all'utilizzo di un'unica rete wireless per il funzionamento
sicuro di un processo sia per i dati critici (p. es. segnalazione di allarmi) che per la
comunicazione senza criticità (p. es. Service e diagnostica)
● Collegamento a costi contenuti con dispositivi dislocati in ambienti isolati e difficilmente
raggiungibili
● Traffico dati prevedibile (deterministico) e tempi di risposta definiti
● Impiego in aree a rischio di esplosione dalla zona 2
● Sorveglianza ciclica del collegamento radio (Link Check)
Interfaccia multipunto
→ MPI
Interrupt di processo
L'interrupt di processo viene attivato da un'unità che genera interrupt in seguito a determinati
eventi nel processo. L'interrupt di processo viene segnalato alla CPU. In base alla priorità
dell'interrupt viene quindi elaborato il blocco organizzativo corrispondente.
Vedere anche Blocco organizzativo
Interrupt di processo
→ Interrupt di processo
Descrizione del sistema
284
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
Intervallo di trasmissione
Periodo di tempo tra due intervalli successivi per la comunicazione IRT o RT.
L'intervallo di trasmissione è la frequenza di invio minima possibile per lo scambio di dati.
Per IRT con l'opzione "Elevata performance" oltre agli intervalli di trasmissione "pari" (250
μs, 500 μs, 1 ms, 2 ms, 4 ms) nel campo compreso tra 250 μs e 4 ms può essere impostato
qualsiasi multiplo di 125 μs come intervallo di trasmissione "dispari": 375 μs, 625 μs …
3,875 ms.
Per gli intervalli di trasmissione "dispari" vale in tutti i PROFINET IO Device:
● Tempo di aggiornamento = Intervallo di trasmissione
● Non è possibile alcuna integrazione di IRT con l'opzione "Elevata performance"
tramite dispositivi RT
IRT
Procedimento di trasmissione sincronizzato per lo scambio ciclico di dati IRT tra dispositivi
PROFINET. Per i dati IRT è disponibile una larghezza di banda riservata all'interno
dell'intervallo di trasmissione. La larghezza di banda riservata garantisce un trasferimento
dei dati IRT senza interferenze, a intervalli temporali sincronizzati e riservati, anche in
presenza di un altro elevato carico della rete (p. es la comunicazione TCP/IP o un'altra
comunicazione real-time).
LAN
Local Area Network, rete locale alla quale sono collegati diversi computer all'interno di
un'azienda. Una rete LAN ha quindi un'estensione piuttosto limitata ed è vincolata al
potere discrezionale dell'azienda o dell'Istituzione.
Lista degli stati del sistema
La lista di stato del sistema contiene dati che descrivono lo stato attuale di un sistema
SIMATIC S7. La lista fornisce quindi una panoramica sempre aggiornata dei seguenti
elementi:
● Stato di potenziamento di SIMATIC S7.
● Parametrizzazione attuale della CPU e delle unità di ingresso/uscita parametrizzabili
● Stati e cicli attuali della CPU e delle unità di ingresso/uscita parametrizzabili.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
285
Glossario
Manutenzione necessaria
In un dispositivo PROFINET si raggiungono funzioni permanentemente affidabili
riconoscendo ed eliminando per tempo potenziali guasti, prima che si verifichino
anomalie nella produzione.
A tale proposito vengono definite diverse informazioni sulla manutenzione tra cui la
manutenzione necessaria.
Una segnalazione di sistema "Manutenzione necessaria" può essere definita in base
a diversi parametri di usura e può ad es. consigliare la verifica di un componente al
raggiungimento di un determinato numero di ore di esercizio.
La segnalazione "Manutenzione necessaria" viene inviata se deve essere sostituito
un componente del dispositivo entro breve.
(Esempio di una stampante: la segnalazione "Richiesta di manutenzione" viene inviata
quando il toner/la cartuccia della stampante devono essere sostituiti entro alcuni giorni.)
Maschera di sottorete
I bit impostati della maschera di sottorete determinano la parte dell'indirizzo IP che
contiene l'indirizzo della rete.
In generale vale quanto segue:
● L'indirizzo di rete risulta dalla combinazione logica AND di indirizzo IP e maschera
di sottorete.
● L'indirizzo del nodo risulta dalla combinazione logica AND negato di indirizzo IP
e maschera di sottorete.
Master
I master in possesso del token possono inviare dati agli altri nodi e richiedere
dati da questi (= nodi attivi).
Master DP
Viene definito master DP un master che si comporta secondo la norma EN 50170, parte 3.
Vedere anche Master
Memoria di lavoro
La memoria di lavoro è integrata nella CPU e non può essere ampliata. Essa consente di
elaborare il codice e i dati del programma utente. L'elaborazione del programma si svolge
esclusivamente nell'area della memoria di lavoro e di sistema.
Vedere anche CPU
Descrizione del sistema
286
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
Memoria di sistema
La memoria di sistema è integrata nell'unità centrale ed è una memoria di tipo RAM.
Nella memoria di sistema sono memorizzate le aree operandi (p. es. temporizzatori,
contatori, merker) e le aree di dati necessarie internamente al sistema operativo
(p. es. buffer per la comunicazione).
MIB
Il MIB (Management Information Base) è un database di un dispositivo. I Client SNMP
accedono a questo database nel dispositivo. La gamma S7 supporta p. es. i seguenti
MIB standard:
● MIB II, a norma RFC 1213
● LLDP-MIB, conforme alla norma internazionale IEE 802.1AB
● LLDP-PNIO-MIB, conforme alla norma internazionale NORM IEC 61158-6-10
Micro Memory Card (MMC)
Le Micro Memory Card sono supporti di memorizzazione per CPU e CP. Una Micro Memory
Card si differenzia dalla Memory Card soltanto per le dimensioni più ridotte.
Vedere anche Memory Card
MPI
L'interfaccia multipunto (Multi Point Interface, MPI) è l'interfaccia dei dispositivi di
programmazione SIMATIC S7. Essa permette l'impiego simultaneo di più nodi (dispositivi di
programmazione, display di testo, pannelli operatore) in una o più unità centrali.
Ogni nodo viene identificato da un indirizzo univoco (indirizzo MPI).
NCM PC
→ SIMATIC NCM PC
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
287
Glossario
Nome del dispositivo
Un IO Device deve avere un nome prima di poter essere indirizzato da un IO Controller.
In PROFINET si è optato per questo procedimento in quanto i nomi sono più facilmente
gestibili degli indirizzi IP.
L'assegnazione di un nome di dispositivo a un IO Device concreto è comparabile
all'impostazione dell'indirizzo PROFIBUS in uno slave DP.
All'atto della fornitura gli IO Device non hanno un nome di dispositivo. Solo dopo che gli è
stato assegnato un nome di dispositivo con il PG/PC un IO Device è indirizzabile da parte di
un IO Controller, p. es. per il trasferimento dei dati di progettazione (fra l'altro l'indirizzo IP)
all'avviamento o per lo scambio dei dati utili in funzionamento ciclico.
Nota
Acquisisci nome dispositivo in altro modo
Alcune CPU offrono la possibilità di acquisire il nome di dispositivo in altro modo.
Per ulteriori informazioni consultare il capitolo: Auto-Hotspot
Fa eccezione la funzionalità PROFINET "Sostituzione dispositivi senza supporto
di memoria estraibile/PG". Nel caso degli IO Device per i quali è stata progettata la
"Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG", il nome di dispositivo
viene assegnato dall'IO Controller in base alla progettazione della topologia.
In alternativa il nome del dispositivo può essere scritto nel PG direttamente sulla
Micro Memory Card.
NTP
Il Network Time Protocol (NTP) è un protocollo standard per la sincronizzazione degli orologi
nei sistemi di automazione tramite Industrial Ethernet. NTP impiega il protocollo di rete
UDP non orientato al collegamento.
Nuovo avviamento
All'avviamento di un'unità centrale (p. es. dopo l'azionamento del selettore dei modi operativi
da STOP a RUN o in caso di alimentazione di rete ON), prima dell'elaborazione ciclica del
programma (OB 1), viene elaborato il blocco organizzativo OB 100 (nuovo avviamento).
Nel caso del nuovo avviamento viene letta l'immagine di processo degli ingressi e il
programma utente STEP 7 viene elaborato iniziando con la prima istruzione nell'OB 1.
OB
→ Blocco organizzativo
OLE
Object Linking and Embedding: principio centrale di architettura di Windows. OLE è una
tecnologia Microsoft che consente l'inserimento di oggetti e lo scambio di dati tra programmi.
Descrizione del sistema
288
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
OPC
OLE for Process Control: standard industriale che definisce un accesso a reti di
comunicazione industriale sulla base dell'architettura OLE indipendentemente dal produttore.
OPC (OLE for Process Control) definisce un'interfaccia standard di comunicazione
nell'ambito della tecnica di automazione. OPC consente l'accesso a OLE (Object Linking and
Embedding). OLE è il modello di componente Microsoft. Per componenti si intendono gli
oggetti software o le applicazioni che mettono le loro funzionalità a disposizione di altre
applicazioni.
La comunicazione tramite l'interfaccia OPC si basa sul modello COM/DCOM. In questo caso
l'oggetto è l'immagine di processo.
L'interfaccia OPC è stata progettata come standard industriale dai maggiori produttori nel
settore dell'automazione con il supporto di Microsoft. Finora le applicazioni con accesso ai
dati di processo erano vincolate ai procedimenti di accesso alle reti di comunicazione
specificati da ogni produttore. Ora l'interfaccia OPC normalizzata consente di accedere a
reti di comunicazione di qualunque produttore inmodo uniforme.
Parametri statici
Al contrario dei parametri dinamici, i parametri statici di un'unità non possono essere
modificati dal programma utente bensì solo con la configurazione in STEP 7
(p. es. ritardo di ingresso di un'unità di ingresso/uscita digitale).
Parametro
1. Variabile di un blocco di codice STEP 7
2. Consente di impostare il comportamento di un'unità (uno o più per ciascuna unità).
Allo stato di fornitura ogni unità presenta un'impostazione di base coerente che può essere
modificata mediante configurazione in STEP 7.
Esistono parametri statici e parametri dinamici
PCD
La PROFINET Component Description è la descrizione dei componenti generati dall'utente
nel proprio sistema di engineering (p. es. STEP 7). Il PCD è un file XML importabile in
SIMATIC iMap per progettare la comunicazione PROFINET CBA.
PG
→ Dispositivo di programmazione
PLC
→ Controllore a memoria programmabile
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
289
Glossario
PNO
Comitato tecnico incaricato della definizione e del continuo sviluppo degli standard
PROFIBUS e PROFINET. Per ulteriori informazioni visitare il sito http://www.profinet.com.
Processore di comunicazione
I processori di comunicazione sono unità per accoppiamenti punto a punto e di bus.
PROFIBUS
Process Field Bus, norma europea per i bus di campo.
PROFIBUS DP
PROFIBUS con protocollo DP che si comporta conformemente alla EN 50170. DP è
l'abbreviazione di "periferia decentrata" (scambio di dati ciclico rapido in tempo reale).
Dal punto di vista del programma utente la periferia decentrata viene indirizzata esattamente
come la periferia centrale.
PROFIenergy
Funzione per il risparmio energetico nel processo, ad es. nella pause, tramite una
disattivazione a breve termine dell'intero impianto tramite comandi PROFIenergy
standardizzati.
PROFINET
Nell'ambito della Totally Integrated Automation (TIA), PROFINET rappresenta l'unione
sistematica di:
● PROFIBUS DP, il bus di campo ormai consolidato, e
● Industrial Ethernet
PROFINET IO si basa su 20 anni di esperienza con PROFIBUS DP e unisce l'abituale
praticità per l'utente all'impiego di principi innovativi della tecnologia Ethernet.
La migrazione da PROFIBUS DP alla realtà PROFINET, perciò, non presenta difficoltà.
In quanto standard di automazione dell'organizzazione PROFIBUS International basato su
Ethernet, PROFINET IO definisce un modello di comunicazione, automazione ed
engineering esteso a tutti i costruttori.
PROFINET IO si avvale di una tecnologia switching che consente a ogni nodo di accedere
alla rete in qualsiasi momento. La trasmissione simultanea dei dati di più nodi permette così
uno sfruttamento della rete molto più efficace. L'invio e la ricezione simultanei sono resi
possibili dal funzionamento full duplex di reti switched Ethernet.
PROFINET IO si basa su switched Ethernet con funzionamento full duplex e larghezza di
banda di 100 MBit/s.
Descrizione del sistema
290
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
PROFINET CBA
Nell'ambito di PROFINET, PROFINET CBA (Component Based Automation)
rappresenta una soluzione di automazione basata sui seguenti punti chiave:
● Realizzazione di applicazioni modulari
● Comunicazione macchina-macchina
PROFINET CBA consente di creare una soluzione di automazione distribuita sulla base
di componenti e soluzioni parziali pronti all'uso. Grazie all'ampia decentralizzazione dei
processi di elaborazione intelligente è quindi in grado di soddisfare la richiesta di una
modularizzazione sempre maggiore nei settori della meccanica e nell'impiantistica.
Component Based Automation consente la realizzazione di moduli tecnologici completi
come componenti normalizzati in impianti di grandi dimensioni.
La realizzazione di componenti modulari intelligenti in PROFINET CBA viene effettuata con
un tool di engineering che può variare da costruttore a costruttore. I componenti costituiti da
dispositivi SIMATIC vanno creati con STEP 7 e interconnessi con il tool SIMATIC iMap.
PROFINET Component Description
→ PCD
PROFINET IO
PROFINET IO è un concetto di comunicazione nell'ambito di PROFINET per la
realizzazione di applicazioni modulari decentrate.
PROFINET IO consente di creare soluzioni di automazione come quelle ormai note di
PROFIBUS DP.
La realizzazione di PROFINET IO avviene tramite lo standard PROFINET per i dispositivi
di automazione (IEC 61158-x-10).
Il tool di engineering di STEP 7 costituisce un supporto nella progettazione di una
soluzione di automazione.
In STEP 7 la vista dell'applicazione è la stessa a prescindere dal fatto che si utilizzino
dispositivi PROFINET o apparecchiature PROFIBUS. Il programma utente ha lo stesso
aspetto sia per PROFINET IO che per PROFIBUS DP. Vengono utilizzati gli stessi blocchi
funzionali di sistema e liste di stato del sistema (sono stati ampliati per PN IO).
PROFINET IO Controller
Dispositivo tramite il quale vengono indirizzati gli IO Device collegati. In altri termini
l'IO Controller scambia segnali di ingresso e di uscita con le apparecchiature da campo
assegnate. Spesso l'IO Controller costituisce il controllore nel quale viene eseguito il
programma di automazione.
PROFINET IO Device
Apparecchiatura da campo decentrata e assegnata a uno degli IO Controller
(p. es. Remote IO, gruppi di valvole, convertitori di frequenza, switch).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
291
Glossario
PROFINET IO Supervisor
PG/PC o sistema HMI per la messa in servizio e la diagnostica.
Profondità della linea
Definisce il numero degli switch esterni o integrati interconnessi nella linea.
Progettazione della topologia
Complesso delle porte interconnesse dei dispositivi PROFINET nel progetto STEP 7
e delle relazioni che le collegano tra loro.
Programma utente
In SIMATIC si opera una distinzione tra sistema operativo della CPU e programmi utente.
Il programma utente contiene tutte le istruzioni, le dichiarazioni e i dati necessari per
l'elaborazione dei segnali con cui avviene il controllo di un impianto o di un processo.
Il programma utente viene assegnato a un'unità programmabile (p. es. CPU, FM) e può
essere strutturato in unità più piccole.
Proxy
Il dispositivo PROFINET con funzionalità proxy è l'unità di sostituzione di un'apparecchiatura
PROFIBUS in Ethernet. La funzionalità proxy consente a un'apparecchiatura PROFIBUS
di comunicare non solo con il rispettivo master ma anche con tutti i nodi di PROFINET.
I sistemi PROFIBUS esistenti possono essere integrati nella comunicazione PROFINET
ad esempio con l'ausilio di un IE/PB-Link. In tal caso la comunicazione tramite PROFINET
avviene per mezzo di IE/PB-Link PN IO invece che tramite i componenti PROFIBUS.
In questo modo è possibile collegare a PROFINET sia slave DPV0 che DPV1.
RAM
La RAM (Random Access Memory) è una memoria a semiconduttore con accesso casuale
in scrittura e lettura.
Resistenza
La resistenza terminale è una resistenza per terminare un conduttore di trasmissione
dati in modo da evitare riflessioni.
Rete
Una rete è costituita da una o più sottoreti interconnesse con un numero qualunque di nodi.
Vi possono essere diverse reti contemporaneante.
Descrizione del sistema
292
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
Richiesta di manutenzione
In un dispositivo PROFINET si raggiungono funzioni permanentemente affidabili
riconoscendo ed eliminando per tempo potenziali guasti, prima che si verifichino anomalie
nella produzione.
A tale proposito vengono definite diverse informazioni sulla manutenzione tra cui la
richiesta di manutenzione.
Una segnalazione di sistema "Richiesta di manutenzione" può essere definita in base
a diversi parametri di usura e può ad es. consigliare la verifica di un componente al
raggiungimento di un determinato numero di ore di esercizio.
La segnalazione "Richiesta di manutenzione" viene inviata se deve essere sostituito
un componente del dispositivo entro un periodo prevedibile.
(Esempio di una stampante: la segnalazione "Manutenzione necessaria" viene inviata
quando il toner/la cartuccia della stampante devono essere sostituiti subito.)
Riconoscimento della topologia di rete
LLDP (Link Layer Discovery Protocol) consiste in un protocollo che consente di individurare
il dispositivo vicino. Esso conferisce ad un determinato dispositivo la capacità di inviare
informazioni su se stesso e di memorizzare nell'LLDP MIB le informazioni ricevute dai
dispositivi vicini. La richiesta di queste informazioni è possibile tramite SNMP. Grazie a
queste informazioni un sistema di gestione della rete può determinare la topologia della rete.
Ridondanza del supporto
Tramite il cosiddetto Media Redundancy Protocol (MRP) è possibile creare reti ridondate.
I percorsi di trasmissione ridondati (topologia ad anello) garantiscono una via di
comunicazione alternativa in caso di guasto di un percorso di trasmissione. I dispositivi
PROFINET che sono parte di questa rete ridondata costituiscono un dominio MRP.
Ritenzione
Si definisce "a ritenzione" un'area di memoria il cui contenuto viene mantenuto anche dopo
la mancanza della tensione di rete e il passaggio da STOP a RUN. Dopo il guasto della rete
o un passaggio STOP-RUN, i campi non a ritenzione di merker, temporizzatori e contatori
vengono cancellati.
Possono essere a ritenzione:
● Merker
● Temporizzatori S7
● Contatori S7
● Aree dati
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
293
Glossario
Router
Un router collega due sottoreti l'una all'altra. Un router funziona in modo analogo a uno
switch. Inoltre, è possibile stabilire quali nodi di comunicazione possono comunicare tramite
il router e quali no. I nodi della comunicazione sui diversi lati di un router possono
comunicare tra loro solo se la comunicazione tra loro attraverso il router è stata abilitata
esplicitamente. I dati Real Time non possono essere scambiati oltre i limiti della sottorete.
Router di default
Il router di default viene utilizzato quando i dati devono essere inoltrati, tramite il protocollo
TCP/IP, a un partner della comunicazione situato al di fuori della rete.
In STEP 7 il router di default viene definito Router nella finestra di dialogo "Proprietà".
La finestra di dialogo "Proprietà " si apre con il comando di menu Proprietà dell'interfaccia
Ethernet > Parametri > Accoppiamento ad altra rete. Normalmente STEP 7 assegna al
router di default il proprio indirizzo IP.
L'indirizzo del router impostato nell'interfaccia PROFINET dell'IO Controller viene applicato
automaticamente ai corrispondenti IO Device progettati.
RT
Tempo reale significa che un sistema elabora eventi esterni in un arco di tempo definito.
Security
Termine che riassume le misure per la protezione da quanto segue:
● Perdita dell'affidabilità in seguito all'accesso non autorizzato ai dati
● Perdita dell'integrità in seguito alla manipolazione dei dati
● Perdita della disponibilità in seguito alla distruzione dei dati
Segmento
→ Segmento di bus
Segmento di bus
Un segmento di bus è una parte terminata di un sistema di bus seriale.
I segmenti di bus vengono accoppiati p. es. in PROFIBUS DP tramite repeater.
SELV/PELV
Definizione per circuiti elettrici con bassa tensione di sicurezza. Le alimentazioni SITOP di
Siemens offrono p. es. questa protezione. Ulteriori informazioni sono riportate nella norma
EN 60950-1 (2001).
Descrizione del sistema
294
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
Server OPC
Il server OPC offre a un client OPC numerose funzioni per comunicare attraverso reti
industriali.
Ulteriori informazioni sono contenute nel manuale Comunicazione industriale con PG.
SFB
→ Blocco funzionale di sistema
SFC
→ Funzione di sistema
Shared Device
La funzionalità "Shared Device" consente di suddividire i sottomoduli di un IO Device
tra diversi IO Controller.
SIMATIC
Termine utilizzato per prodotti e sistemi dell'automazione industriale Siemens AG.
SIMATIC NCM PC
SIMATIC NCM PC è una versione di STEP 7 adattata in modo speifico alla
progettazione PC che offre tutte le funzioni di STEP 7 per le stazioni PC.
SIMATIC NCM PC è il tool centrale con il quale progettare i servizi di comunicazione per la
propria stazione PC. I dati di progettazione creati con questo tool devono essere caricati o
esportati nella stazione PC. In questo modo si rende pronta per la comunicazione la
stazione PC.
SIMATIC NET
Settore di comunicazione industriale Siemens per reti e componenti di rete.
SIMATIC iMap
Tool di engineering per la progettazione, la messa in servizio e il controllo di impianti
di automazione modulari distribuiti. È basato sullo standard PROFINET.
Sincronismo di clock
I dati di processo, il ciclo di trasferimento mediante PROFIBUS DP o PROFINET IO e il
programma utente sono sincronizzati tra di loro per raggiungere il massimo livello di
deterministica. I dati di ingresso e di uscita della periferia distribuita nell'impianto vengono
acquisiti ed emessi simultaneamente. Il generatore di clock è determinato dal ciclo
PROFIBUS DP / PROFINET IO equidistante.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
295
Glossario
SINEMA E
Il tool SINEMA E (SIMATIC Network Manager Engineering) è un software di pianificazione,
simulazione e configurazione che semplifica l'installazione e la messa in servizio di una rete
WLAN mediante funzioni di simulazione nel modo seguente:
● Pianificazione di un'infrastruttura WLAN
Tramite modellazione dell'ambiente (area esterna, interna, ecc) avviene il calcolo della
distribuzione dei campi elettromagnetici. Sulla base di questo calcolo si collocano gli
access point e si orientano le relative antenne.
● Simulazione di un'infrastruttura WLAN
Grazie alla simulazione della wireless LAN progettata è possibile calcolare la posizione,
la portata e l'attenuazione prima dell'effettiva realizzazione. In fase di costruzione della
una struttura WLAN, la simulazione consente di ottenere condizioni ottimali di invio e
ricezione.
● Configurazione di un'infrastruttura WLAN
La configurazione di apparecchi WLAN deve essere eseguita offline ed essere seguita
dalla memorizzazione in un progetto di tutti i dati rilevanti (parametri, impostazioni di
sicurezza). Nella modalità online tutti gli apparecchi WLAN vengono rilevati
automaticamente tramite la LAN e i parametri progettati vengono caricati negli
apparecchi WLAN.
● Misure per l'ottimizzazione e la manutenzione di un'infrastruttura WLAN
Misure e analisi all'inizio della pianificazione offrono un supporto ideale per esaminare a
fondo i dettagli di una rete WLAN esistente. Le misure, inoltre, forniscono importanti
informazioni per la ricerca di errori e la manutenzione.
● Funzione di reporting
Oltre alla documentazione dei risultati di misura è possibile utilizzare la funzione di
reporting per la creazione di offerte (Sales Wizard), l'installazione (istruzioni di montaggio
dei dispositivi), il collaudo, la ricerca di errori e l'ampliamento della rete WLAN.
Sistema di automazione
Un sistema di automazione è un controllore a memoria programmabile SIMATIC S7.
Vedere anche Controllore a memoria programmabile
Sistema operativo
Il sistema operativo della CPU organizza tutte le funzioni e i cicli della CPU non collegati con
un compito speciale di controllo.
Sistema PROFINET IO
PROFINET IO Controller con relativi PROFINET IO Device.
Descrizione del sistema
296
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
Slave
Uno slave può scambiare dati con un master soltanto in seguito alla richiesta da parte di
quest’ultimo.
Slave DP
Viene definito slave DP uno slave impiegato nel PROFIBUS con il protocollo PROFIBUS DP
che si comporta secondo la norma EN 50170, parte 3.
Vedere anche Slave
SNMP
Il protocollo di gestione di rete SNMP (Simple Network Management Protocol) si avvale del
protocollo di trasmissione senza connessione UDP. Esso è costituito da due componenti di
rete analogamente al modello Client/Server. L'SNMP Manager controlla i nodi della rete e
gli agenti SNMP raccolgono nei singoli nodi le diverse informazioni specifiche della rete
salvandole in forma strutturata nel MIB (Management Information Base). Grazie a queste
informazioni un sistema di gestione della rete può eseguire una diagnostica di rete completa.
I dati SNMP dei dispositivi PROFINET sono accessibili solo in lettura, fatta eccezione per
alcuni dati non rilevanti per la produzione.
Sostituzione di IO Device durante il funzionamento (porte partner)
Funzione di un dispositivo PROFINET.
Se l'IO Controller e gli IO Device supportano questa funzionalità, è possibile assegnare alla
porta di un IO Device - tramite progettazione - "porte partner alterne" di altri dispositivi in
modo che attraverso questa porta sia possibile comunicare con uno di questi IO Device
alterni in un determinato momento. Fisicamente deve essere collegato solo il dispositivo
alterno con la porta alterna con la quale avviene la comunicazione.
Per default tutti gli IO Device dietro una porta alterna inizialmente sono disattivati. Per poter
scambiare dati utili con un dispositivo alterno, quest'ultimo deve essere innanzitutto attivato
con l'SFC 12 dopo aver creato il collegamento fisico tra la porta alterna e la porta
dell'IO Device alterno.
Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria estraibile/PG
Gli IO Device che supportano questa funzione sono facilmente sostituibili:
● Non è richiesto alcun supporto di memoria estraibile (p. es. Micro Memory Card)
con il nome dei dispositivi memorizzato.
● Il nome del dispositivo non deve essere assegnato con il PG.
L'IO Device sostituito riceve il nome di dispositivo dall'IO Controller e non più dal supporto di
memoria estraibile o dal PG. Per l'assegnazione l'IO Controller si basa sulla topologia
progettata e sulle correlazioni con i nodi vicini rilevate dagli IO Device. La topologia richiesta
progettata deve coincidere con quella reale.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
297
Glossario
Sottorete
Tutti i dispositivi collegati tramite switch si trovano in una stessa rete/sottorete.
Tutti i dispositivi di una stessa sottorete possono comunicare direttamente l'uno con l'altro.
La maschera di sottorete è identica per tutti i dispositivi della stessa sottorete.
Una sottorete è fisicamente delimitata da un router.
Stato di funzionamento
Nei sistemi di automazione SIMATIC S7 sono previsti i seguenti stati di funzionamento:
STOP, AVVIAMENTO, RUN.
Vedere anche AVVIAMENTO, RUN
Stazione PC
→ Stazione PC SIMATIC
Stazione PC SIMATIC
Una "stazione PC" è un PC con unità di comunicazione e componenti software all'interno
di una soluzione di automazione con SIMATIC.
STEP 7
STEP 7 è un Engineering System comprendente i linguaggi di programmazione
per la creazione di programmi utente per i controllori SIMATIC S7.
Switch
Componenti di rete per il collegamento di più apparecchiature terminali o segmenti di rete in
una rete locale (LAN).
Descrizione del sistema
298
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
TCP/IP
Ethernet in sé è semplicemente un sistema di trasporto di dati, analogo a un'autrostrada che
consente il trasporto di merci e passeggeri. Il trasporto vero e proprio dei dati è compito dei
cosiddetti protocolli, analoghi alle autovetture e agli autocarri che trasportano i passeggeri e
le merci in autostrada.
I due protocolli di base TCP (Transmission Control Protocol) e Internet Protocol (IP),
ovvero TCP/IP, svolgono le operazioni seguenti:
1. Nel mittente i dati vengono suddivisi in pacchetti.
2. I pacchetti vengono trasportati al giusto ricevente mediante Ethernet.
3. Nel ricevente, i pacchetti di dati vengono ricomposti nel giusto ordine.
4. I pacchetti con errori vengono inviati finché non vengono ricevuti correttamente.
La maggior parte dei protocolli superiori si serve di TCP/IP per assolvere i propri compiti.
Hyper Text Transfer Protocol (HTTP), p. es., trasmette nel World Wide Web (WWW)
documenti scritti in Hyper Text Markup Language (HTML). Senza questa tecnica non
sarebbe possibile visualizzare le pagine Internet nel proprio browser.
Tempo di aggiornamento
In questo intervallo un IO Device/IO Controller nel sistema PROFINET IO riceve nuovi
dati dall'IO Controller/IO Device. Il tempo di aggiornamento può essere progettato
separatamente per ciascun IO Device e determina l'intervallo con cui i dati vengono
inviati dall'IO Controller all'IO Device (uscite) e dall'IO Device all'IO Controller (ingressi).
Nota
Secondo il teorema del campionamento di Nyquist-Shannon un valore modificato di un
sensore è presente nell'IO Controller al più tardi dopo il secondo ciclo di aggiornamento.
Ulteriori ritardi possono verificarsi nell'IO Device a causa dei tempi di esecuzione del bus
backplane e dei tempi di conversione tra analogico e digitale. Trascorso questo tempo è
possibile accedere al valore modificato direttamente dal programma utente
(ad es. L PEW 267). Se si accede al valore tramite l'immagine di processo,
va sommato due volte il tempo di ciclo dell'OB1.
Tempo di ciclo
Il tempo di ciclo è il tempo che la CPU impiega per elaborare una volta il programma utente.
Vedere anche Programma utente
Tempo reale e determinismo
Tempo reale significa che un sistema elabora eventi esterni in un arco di tempo definito.
Determinismo significa che un sistema reagisce entro un intervallo di tempo prevedibile
(deterministico).
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
299
Glossario
Token
Autorizzazione di accesso al bus con limitazione temporale.
Topologia
Struttura di una rete. Le strutture più diffuse sono:
● Topologia lineare
● Topologia ad anello
● Topologia a stella
● Topologia ad albero
Trattamento degli errori tramite OB
Se il sistema operativo della CPU riconosce un determinato errore
(p. es. un errore di accesso nel programma utente STEP 7), esso richiama il blocco
organizzativo previsto per questo caso (OB di errore) nel quale si può stabilire l'ulteriore
comportamento della CPU.
Twisted Pair
Fast Ethernet con cavi Twisted Pair si basa sullo standard IEEE 802.3u (100 Base-TX).
Il supporto di trasmissione è un cavo a 2x2 conduttori schermato e intrecciato, con
un'impedenza caratteristica di 100 ohm (AWG 22). Le proprietà di trasmissione di questo
cavo devono essere conformi alla categoria CAT 5.
La lunghezza max. del collegamento tra terminale e componente di rete non deve essere
superiore a 100 m. Le connessioni rispondono allo standard 100 Base-TX con il sistema di
connettori RJ45.
UDT
User Defined Type: tipo di dati definito dall'utente con una struttura qualsiasi.
Unità centrale
→ CPU
Unità degli ingressi e delle uscite
Le unità di ingresso/uscita (SM) costituiscono l'interfaccia tra il processo e il sistema di
automazione. Le unità di ingresso e di uscita si suddividono in digitali
(unità di ingressi e uscite digitali) e analogiche. (Unità di ingresso e uscita, analogiche)
Descrizione del sistema
300
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Glossario
Valore sostitutivo
I valori sostitutivi sono valori parametrizzabili che vengono inviati al processo dalle unità di
uscita in stato di STOP della CPU .
I valori sostitutivi possono essere scritti nell'accumulatore nel caso di errore di accesso alla
periferia nelle unità di ingresso al posto del valore di ingresso non leggibile (SFC 44).
Velocità di trasmissione
Velocità di trasmissione dei dati (bit/s)
Versione
La versione consente di differenziare prodotti con lo stesso numero di ordinazione. Il numero
della versione viene aumentato nel caso di ampliamenti funzionali compatibili con versioni
successive, in seguito a modifiche dovute alla produzione
(impiego di nuove parti/componenti) e nel caso di eliminazione di errori.
WAN
Rete che si estende oltre i limiti di una rete locale e che consente p. es. la comunicazione di
rete intercontinentale. Il controllo giuridico non è di responsabilità dell'utente ma del provider
che gestisce le reti di trasmissione.
XML
XML (eXtensible Markup Language) è un linguaggio di descrizione dei dati flessibile nonché
di facile comprensione e apprendimento. L'informazione viene scambiata per mezzo di
documenti leggibili in XML. Questi contengono un testo in chiaro corredato di informazioni
sulla struttura.
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
301
Glossario
Descrizione del sistema
302
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Indice
Funzionalità, 257
Comunicazione
IO Controller, 185
PROFINET, 58
A
Comunicazione CPU, 185
A stella, 53
Comunicazione real-time
Accesso ai dati, 63
Definizione, 66
Accoppiamento, 26
Comunicazione real-time isocrona
AS-Interface, con PROFINET, 27
Definizione, 67
PROFIBUS DP e PROFINET IO tramite IWLAN, 27 Condizioni
Ad albero, 53
per I Device, 133
Ad anello, 53
Configurazione HW, 238
Allarmi
online, 238
Sincronismo di clock, 157
Convenzioni DNS, 222
Ambiente Office, 63
CP 343-1, 31
Ampliamenti futuri, 73
CP 443-1 Advanced, 31
Proprietà, 73
Cut Through, 66
Apparecchiatura PROFIBUS, 18
Apri online, 238
Assegnazione di indirizzi, 226
D
Avvio prioritario
Diagnostica
Assegnazione dei pin, 273
Accesso, 236
Definizione, 76
I Device, 124
Progettazione in Configurazione HW, 79
Livello, 235
Proprietà, 77
Programma utente, 242
Tempi di avvio, 77
SIMATIC iMap, 258
Azione di Ti
Sincronismo di clock, 157
Sincronismo di clock, 142
Stato della diagnostica, 243
Azione di To
STEP 7, 237, 242
Sincronismo di clock, 144
Diagnostica di rete, 247
Diagnostica online, 236
Dispositivo, 256
B
Dominio Sync, 62
Bibliografia informativa, 3
Biblioteca, 256
E
C
Causa dell'errore, 244
Cavi POF e PCF
Preparazione, 39
Component Based Automation, 17, 28
Componente PROFINET, 250, 256
Componente PROFINET IO, 267
Componenti, 267
Componenti di rete, 40
Switch, 40
Componenti PROFINET
Errore di canale, 245
Esempio
I Device, 108
Sistema IO superiore e subordinato, 118
Utilizzo di un I Device, 116
Esempio applicativo, 265
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
303
Indice analitico
F
Fase di messa in servizio, 236
Fast Ethernet, 38
Fattore fisso, 62
File GSD, 32, 182
Creazione per un I Device, 115
Importazione, 183
Finestra di diagnostica, 239
Funzionalità
I Device, 99
Shared Device, 89
Funzionalità proxy, 27
Funzione tecnologica, 255, 256
G
Grado di comunicazione, 38
Guida al manuale, 4
H
HMI, 19
I
I Device (IO Device intelligenti)
Comportamento in caso di allarme, 124
Condizioni d'uso, 133
Diagnostica, 124
Funzionalità, 99
Proprietà, 100
Regole sulla topologia, 129
Sistema PN IO subordinato, 101
Vantaggi, 100
Identificativo dispositivo, 223
Identificativo produttore, 223
IE/PB-Link, 27, 266
Impianto
Gestione, 181
Pianificazione, 181
Indirizzo IP, 221, 223
assegnazione, 221
Assegnazione, 224, 225
Selezione, 221
Indirizzo MAC, 223
Industrial Ethernet, 16, 19, 38
Industrial Wireless LAN, 44
Esempi pratici, 45
Industrial WLAN, 43
Informazioni rapide, 239
Integrazione di bus di campo, 26
Interfaccia PROFINET
Identificazione, 20
Parametrizzazione, 187
Proprietà, 20
Velocità di trasmissione dati, 39
Interfaccia wireless
Specifiche tecniche, 43
Intervallo di trasmissione
Impostazione, 217
Progettazione in Configurazione HW, 217
Interventi di Service, 236
IO Controller, 19
IO Device, 19
IO Device intelligente, 99
IO Supervisor, 19
IRT
Campo di impiego, 64
Definizione, 67
Differenze rispetto a RT, 72
Esempio di configurazione, 261
Impostazione della larghezza di banda, 217
Impostazione dell'intervallo di trasmissione, 217
Progettazione in Configurazione HW, 204
Proprietà, 68
Raccomandazioni per la configurazione, 178
Vantaggi, 67
Istanza, 256
L
Larghezza della banda di trasmissione
Impostazione, 217
Riserva, 69
Larghezza di banda riservata, 69
Lineare, 53
Localizzazione dell'errore, 244
M
Manuali
Ulteriori manuali importanti, 3
Manutenzione, 182
Maschera di sottorete, 223
Assegnazione, 225, 236
Master DP, 19
Classe 2, 19
MIB (Management Information Base), 247
Micro Memory Card, 224
Modello IPO CAFC = 1
Sincronismo di clock, 147
Descrizione del sistema
304
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Indice analitico
Modello IPO CAFC > 1
Sincronismo di clock, 148
Modulo tecnologico, 255
N
NCM, 239
NCM PC, 237
Nodi accessibili, 238
Nome del dispositivo, 221
assegnazione, 226
strutturato, 222
Nozioni fondamentali necessarie, 3
Numero dispositivo, 222
O
OB 82, 244
OB di allarme in sincronismo di clock
OB61 ... OB64, 146
OB6x
Sincronismo di clock, 143
Obiettivi della presente documentazione, 3
P
Panoramica
Documentazione disponibile, 11
PC, 31
PCD, 252
PELV, 178
Portata, 43
Primary Setup Tool, 224
Processore di comunicazione, 240
Diagnostica, 240
PROFIBUS, 16, 19
PROFIBUS International, 17
PROFINET, 16, 19, 28, 250
Ambiente operativo, 18
Indirizzi, 221
Intervallo di trasmissione, 59, 62, 217
Larghezza di banda riservata, 69
Meccanismi di switching, 66
Obiettivi, 17
Ottimizzazione, 177, 178
Realizzazione, 17
Regole sulla topologia con I Device, 129
RT, 67
standard, 28
Tempi di aggiornamento, 58
Tempi di aggiornamento per CPU 319-3 PN/DP, 60
Tempo di controllo risposta, 58
Topologia, 177
PROFINET CBA, 17, 28
PROFINET Component Description, 252
PROFINET IO, 17, 30
Equidistante, 139
Sincronismo di clock, 139
PROFINET IO equidistante, 139
Profondità della linea
e IRT, 202
RT, 201
Progettazione, 184
Shared Device, 91, 94
Sincronismo di clock, 149
Progettazione di un I Device, 109
Area di trasferimento applicazione, 112
Area di trasferimento periferia, 113
come Shared Device, 123
Creazione del file GSD, 115
Impiego, 116
Procedimento di base, 107
Sistema IO di livello superiore, 117
Sistema IO subordinato, 121
Progetto, 182
Archiviazione, 182
Documentazione, 182
R
Real-time isocrono
Proprietà, 68
Vantaggi, 67
Reazione del processo
Sincronismo di clock, 141
Record, 245
Responsabile della progettazione dell'impianto, 182
Reti wireless, 46, 47
Riciclaggio, 4
Rottura conduttore, 241
Router, 41
Default, 225
Router di default, 225
RT
Definizione, 66
Differenze rispetto a IRT, 72
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
305
Indice analitico
S
SCALANCE
X, 42, 51
Scambio di dati
Sistema IO superiore e subordinato, 104
Scheda di memoria, 224
Security
Definizione, 49
Misure di protezione, 49, 50
Sicurezza dei dati a livello Office e della
produzione, 52
SELV, 178
Set di dati di diagnostica, 245
SFB 52, 243, 266
SFB 54, 244
SFC 126 "SYNC_PI,
SFC 127 "SYNC_PO",
Shared Device, 123
Funzionalità, 89
Progettazione, 91, 94
SIMATIC iMap, 28, 250, 253, 265
SIMOTION, 31
Sincronismo di clock
Allarmi, 157
attraverso diversi clock di sistema, 145
Azione di Ti, 142
Azione di To, 144
Diagnostica, 157
Esempio, 138
Modello IPO CAFC = 1, 147
Modello IPO CAFC > 1, 148
OB6x, 143
Perché ?, 136
PROFINET IO, 139
Progettazione, 149
Reazione del processo, 141
Tempo di reazione, 139
Vantaggi, 138
Sincronizzazione, 169
Sistema di engineering, 267
Sistema IO
Progettazione, 117
Scambio di dati, 104
Sistema master DP, 19
Sistema PROFINET IO, 19
Slave DP, 19
Smaltimento, 4
SNMP (Simple Network Management Protocol), 247
SOFTNET PROFINET, 31
Soluzione di automazione, 28
Soluzione di engineering, 251
Sostituzione di IO Device durante il funzionamento
Applicazione, 85
Campo di impiego, 84
Presupposti per l'applicazione, 83
Sostituzione di porte partner durante il
funzionamento, 82
Sostituzione dispositivi senza supporto di memoria
estraibile/PG, 74
Definizione, 74
Presupposti, 74
Vantaggi, 75
Sottorete, 54
Stato, 235
Stato della diagnostica, 243
Stato dell'unità, 239
STEP 7, 184
Opzione NCM, 239
Store and Forward, 66
Switch, 40, 240
Con funzioni di sicurezza, 42
Diagnostica, 240
Integrati, 40
SZL, 243
W#16#0694, 243
W#16#0696, 243
W#16#0A91, 243
W#16#xD91, 243
T
Tempo di reazione
Sincronismo di clock, 139
Topologia, 53
Esempio, 55
Regole sul sistema IO con I Device, 129
Trasferimento
aciclico, 62
ciclico, 62
Twisted Pair
Preparazione, 38
U
Unità di sostituzione, 27
W
WinLC, 31, 267
WLAN, 43
Descrizione del sistema
306
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Indice analitico
X
XE \* MERGEFORMAT, 124
XML, 256
Descrizione del sistema
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
307
Indice analitico
Descrizione del sistema
308
Manuale di sistema, 03/2012, A5E00298291-06
Was this manual useful for you? yes no
Thank you for your participation!

* Your assessment is very important for improving the work of artificial intelligence, which forms the content of this project

Download PDF

advertisement