Profinet: Leistungsfähigkeit weiter optimiert
Dynamic Frame Packing (DFP) verleiht Profinet Flügel
In bestimmten Kommunikations-Szenarien innerhalb von Maschinen und Anlagen war die Übertragungsgeschwindigkeit des Echtzeit-Ethernet-Systems Profinet bisher nicht optimal. Nachgewiesen hatte die Defizite das Forschungsprojekt »Echtzeit-Ethernet in der Sensor/Aktor-Vernetzung« am Institut Industrial IT der Hochschule Ostwestfalen-Lippe (inIT). Die neu entwickelte »Dynamic-Frame-Packing«-Technik (DFP) hebt die Nachteile jedoch auf.
Im Jahr 2008 wurde die DFP-Technik als Erweiterung des Profinet-Standards angekündigt und auf einigen Automatisierungsmessen in einem lauffähigen Demonstrationsaufbau vorgestellt. »Die DFP-Funktion optimiert Profinet IO in punkto Übertragungsgeschwindigkeit, ohne die Vorteile des Profinet-Ansatzes in Frage zu stellen«, erläutert Robert Wilmes, Mitarbeiter im System-Marketing der Business Unit Automation Systems von Phoenix Contact Electronics in Bad Pyrmont. »Sie lässt sich problemlos in bestehende Anlagenteile integrieren, so dass sie kein weiterer Ansatz neben RT und IRT ist, sondern eine funktionale Ergänzung.«
Anhand verschiedener Einsatzszenarien lässt sich dies verdeutlichen: Eine kleine Maschine mit wenigen E/A-Stationen beispielsweise soll mit höchstmöglicher Geschwindigkeit laufen, um schnelle Signale in weniger als 100 µs für das Condition Monitoring einzulesen. Weil alle E/A-Stationen in einer Linie vernetzt sind, bietet sich die Profinet-IO-Betriebsart IRT als Übertragungsprotokoll an. Dank der DFP-Funktion lässt sich die Zykluszeit auf 32 µs reduzieren.
In einer größeren Anlage mit eigenständigem Antriebsbus, die mit mehreren E/A-Systemen betrieben wird, muss die über Jahre gewachsene heterogene Struktur durch ein übergreifendes Kommunikationsnetz ersetzt werden. Zur Ankopplung der vorhandenen Feldgeräte dient Profinet IO-RT, so dass sich die Kosten durch die Nutzung der Standard-Ethernet-Infrastruktur und die Einbindung von Funkstrecken optimieren lassen. Der Antriebsbus wird in einem Netzwerksegment zusammengefasst und auf Profinet IO-IRT mit DFP-Funktion umgestellt, wobei weitere E/A-Geräte oder Industrie-PCs in die entsprechende Linie integriert werden können. In der Gesamtanlage ist ein Parallelbetrieb mehrerer DFP-Linien möglich.
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