Mit PROFINET Component Based Automation (CBA) ist ein zukunftsweisendes Konzept für die industrielle Automatisierung entstanden, das die Anforderungen der Anlagenbauer und – Betreiber nach einem Anlagen weiten und Hersteller übergreifenden Engineering erfüllt. Die lückenlose Integration von bestehenden Feldbus-Systemen und Ethernet ist ein wichtiger Aspekt für die geforderte Durchgängigkeit von der Enterprise-Ebene bis hin zur Feldebene.

 

Komponenten-Modell

Viele Automatisierungsanlagen können in mehrere autonome Teil­einheiten zerlegt werden. Diese werden bei PROFINET CBA als technologische Module bezeichnet. Sie arbeiten autonom und koordinieren sich untereinander durch eine überschaubare Anzahl von Handshake-Signalen. PROFINET CBA legt eine objekt­orientierte Modellierung der tech­nologischen Module zugrunde. Auf der Basis des Objektmodells wer­den in PROFINET Maschinen und Anlagen in Form dieser technologischen Module strukturiert. Die Funktionalität der technologischen Module wird in Form von einheitlichen PROFINET-Komponenten gekapselt. Von aussen sind die PROFINET-Komponenten über einheitlich definierte Interfaces zu­gänglich. Sie können somit beliebig verschaltet werden.

 

Ein so konzipiertes verteiltes Au­tomatisierungssystem ermöglicht die Modularisierung von Anlagen und Maschinen und damit die Wie­derverwendung von Anlagen- und Maschinenteile. Dadurch werden Engineeringkosten erheblich gesenkt. Für PROFINET CBA steht ein leistungsfähiges Runtime-Modell zur Verfügung. Für die Implementierung des Runtime-Modells in Gerä­ten steht auf der Website www.profinet.com die betriebssys­tem-unabhängige PROFINET-Runtime-Source-Software zum Download zur Verfügung. Sie unterstützt die gesamte PROFINET-Kommunikation und kann leicht in die PROFINET CBA-Geräte integriert werden.

 

Engineering

Für eine Anwender freundliche Projektierung eines PROFINET-Systems wurde ein Hersteller übergreifendes Engineering-Konzept definiert. Es baut auf einem Engineering-Objektmodell auf, mit dem sich nicht nur Projektierungs­werkzeuge entwickeln lassen, welche die Komponenten unterschiedlicher Hersteller verwenden kön­nen, sondern auch Hersteller- bzw. Anwender spezifische Funktions­erweiterungen festgelegt werden können. So lassen sich bei PRO­FINET durch die Trennung der Hersteller spezifischen Gerätekon­figuration, -parametrierung und -programmierung von dem Hersteller unabhängigen und Anlagen wei­ten Engineering mit dem PROFI­NET-Engineering-Tool (Verschal­tungseditor) Produkte unterschied­licher Hersteller auf einfache Weise in eine Anlage integrieren und diagnostizieren.

Die Einrichtung der Kommunikati­onsbeziehungen wird durch Ziehen von Linien zwischen den zu ver­schaltenden Komponenten herge­stellt. Dabei überprüft der Verschal­tungseditor die gewünschten Ver­schaltungen gleich auf Plausibilität. Der Austausch der Daten zwischen den PROFINET-Teilnehmern ist durch die projektierten Verschal­tungen sichergestellt. Die techni­schen Möglichkeiten eines PRO­FINET CBA-Gerätes sind in der XML-basierten Datei, der PROFI­NET Component Description (PCD), beschrieben.

Das Engineering-Modell unter­scheidet zwischen der Program­mierung der Steuerungslogik der einzelnen technologischen Module und der technologischen Projektie­rung der Gesamtanlage. Eine an­lagenweite Applikation wird dem­nach in drei Stufen gebildet:

 

Komponentenerzeugung

Das Erzeugen der Komponenten (als Abbild der technologischen Module) erfolgt durch die Maschi­nen- oder Anlagenbauer. Die Pro­grammierung und Konfigurierung der einzelnen Geräte (intelligente Feldgeräte, Automatisierungsgerä­te) erfolgt wie bisher mit den jewei­ligen Hersteller spezifischen Tools. Anschließend wird die Anwender­software in Form einer PROFINET-Komponente gekapselt.

Die Gerätehersteller brauchen da­zu ihre Software-Tools lediglich um die neue Komponentenschnittstelle zu erweitern. Dabei wird die PCD mit vorgegebener Struktur erzeugt, deren Inhalte in PROFINET spezi­fiziert sind. Auf diese Weise kön­nen vorhandene Anwenderpro­gramme sowie das Know-how von Programmierern und Serviceper­sonal weiter verwendet werden.

 

Komponentenverschal­tung

Die erzeugten PROFINET-Komponenten werden mit dem Verschaltungseditor per Mausklick aus einer Bibliothek heraus zu einer Applikation verschaltet. Dieses Verschalten ersetzt die bisher aufwändige Programmierung der Kommunikationsbeziehungen durch einfaches grafisches Projektieren.

Das PROFINET-Engineering-Tool führt die einzelnen verteilten Anwendungen anlagenweit zusammen. Es arbeitet Hersteller unabhängig und verschaltet damit PROFINET-Komponenten beliebi­ger Hersteller. Der entscheidende Vorteil ist, dass die Kommunikation nicht mehr programmiert werden muss.

 

Download der Verschaltungsinformation

Nach der Komponentenverschaltung wird die Verschaltungsinformation in die PROFINET-Geräte geladen. Damit kennt jede Komponente alle Kommunikationspartner, Kommunikationsbeziehungen und die auszutauschenden Informatio­nen.

Der Aufbau der Kommunikationsverbindung zum Partner und der Datenaustausch erfolgen automatisch. Die Verschaltungsinformationen werden in den jeweiligen Consumer geladen, der die Kommunikationsverbindung zu den beteiligten Partnergeräten selbständig aufbaut und überwacht.

Die PROFINET CBA-Kommunikation läuft auf Basis der TCP/IP, UDP/IP-bzw. RT-Mechanismen ab.

 

Testtool für PROFINET CBA

Um neu entwickelte Produkte auf die Zertifizierung vorbereiten zu können, steht ein Testtool für PROFINET CBA-Geräte zum Download von www.profinet.com zur Verfügung. Das Testtool ermöglicht dem Gerätehersteller, vor der Zertifizierung statische Tests durchzuführen.

 

Component Editor

Für die Erstellung von PROFINET-Komponenten steht ein hersteller­unabhängiger Component Editor zum Download zur Verfügung. Dieses Tool ist für alle gedacht, die vor der Aufgabe stehen, PROFI­NET-Komponenten zu erstellen. Das Tool generiert automatisch alle notwendigen Informationen einer Komponente, die der anlagenweite PROFINET-Verschaltungseditor benötigt.