90171 WS Profinet Technik ita - w3.siemens.com · questo tre tipi di comunicazione di base: •...

PROFINETAnswers for industry.

Automatizzare e trarre immediato profitto con lo standard Industrial Ethernet aperto.

Il successo del vostro impianto è determinato in misura notevole

da processi affidabili, flessibilità e un’elevata velocità di reazione.

L’aumento della produttività ha qui la massima priorità.

Uno standard consolidato ...

Il risultato della progressiva globaliz-zazione è una competitività sempre più spinta. Per poter resistere, dovete poter contare con sicurezza sulla costante disponibilità degli impianti. Cambi di prodotto più rapidi e cicli di vita più brevi richiedono processi estrema mente flessibili. Solo così potete reagire veloce-mente alle singole richieste dei clienti. Anche la sicurezza degli investi menti nel tempo gioca un ruolo sempre mag-giore. La risposta a queste esigenze è uno standard di automazione aperto che garantisce flessibilità, affidabilità e performance: PROFINET.

Tutti gli obiettivi raggiunti, oggi e in futuro ...

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... dall’ufficio fino alla produzione.

La comunicazione industriale gioca un ruolo importante per l’intera tecnica di automazione. PROFINET, lo standard Industrial Ethernet aperto, offre vantaggi decisivi, che aumentano la capacità di reazione e l’affidabilità dei vostri processi. Concetti di macchine modulari e flessi-bilità elevata nella realizzazione di strut-ture di automazione vi garantiscono brevi tempi di reazione. Alte velocità di tras-missione e possibilità d’impiego di In-dustrial Wireless LAN consentono un incremento di performance del vostro impianto. Il concetto di diagnostica integrata e la soluzione di Safety per la comunicazione fail-safe consentono la costante disponibilità del vostro impianto. PROFINET si basa su IT-Standards, sup-porta TCP/IP senza limitazioni e con -

sente l’accesso diretto dal livello di gestione aziendale fino al livello di campo. E’ così assicurata l’integrazione sia verticale sia orizzontale.

Assicurare gli investimenti: integrazione senza problemi di sistemi esistenti.Anche l’integrazione di sistemi e di reti già esistenti non presenta alcun problema con PROFINET. PROFINET supporta ad esempio l’integrazione di reti PROFIBUS e di altri sistemi di bus di campo, come AS-Interface. E’ così garantito da un lato un elevato grado di protezione dell’investi-mento per i sistemi esistenti, e dall’altro un graduale passaggio a PROFINET.

La base ottimale per PROFINET: Industrial EthernetEthernet si è consolidato quale sistema di bus standard nel mondo dell’ufficio e, grazie all’enorme successo di mercato ottenuto, ha conosciuto uno sviluppo in-interrotto, ad es. nel miglioramento del -la velocità di trasmissione. Per l’utilizzo di Ethernet, in modo da soddisfare le pesanti esigenze dell’industria, noi offriamo da oltre 15 anni con Industrial Ethernet una rete basata su standard. PROFINET utilizza questa base per integrare le apparecchiature dal livello di campo fino al livello gestionale, combinando così la produttività indu-striale con l’omogeneità e la trasparenza della comunicazione aziendale.

... con PROFINET; lo standard Industrial Ethernet aperto.

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La soluzione per tutte le esigenze.

Safety Integrated Anche per quanto riguarda la sicurezza completa per l‘uomo, la macchina e l‘am-biente PROFINET soddisfa tutti i requisiti necessari. L’utilizzo di PROFIsafe consente di realizzare una rete per la trasmissione di dati standard e di dati rilevanti per la sicurezza su un unico cavo di bus. E’ inoltre possibile anche la comunicazione senza fili con Industrial Wireless LAN (IWLAN).

IT-Standards & Security PROFINET offre tutte le funzioni per una configurazione e una diagnostica ottimali. Tramite Internet si può accedere a tutti i dati rilevanti – da ogni luogo, in tutto il mondo. In questo PROFINET soddisfa anche le crescenti esigenze per la sicurezza dei dati e della rete.

Installazione semplice della retePROFINET si basa sulla tecnologia Switching a 100 Mbit/s e supporta oltre al cablaggio a stella usuale per Ethernet anche strutture di rete lineari. Ciò minimizza l’onere di cablaggio e com-porta un elevato grado di flessibilità. Con la comunicazione senza fili mediante IWLAN si aprono nuove possibilità di applicazioni nell’industria – persino la funzionalità di servizio e supervisione HMI è possibile senza fili.

Tecnica d’installazione adatta per

impieghi industriali, funzionalità Real-

Time, integrazione di apparecchiature

da campo decentrate, applicazioni

Motion Control con sincronismo di

clock, gestione e diagnostica della rete

semplificate, protezione da accessi non

autorizzati, engineering efficiente e

indipendente dal costruttore, elevata

disponibilità di macchine e impianti: con

PROFINET, lo standard Industrial Ethernet

aperto e indipendente dal costruttore,

tutte queste esigenze sono soddisfatte.

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Comunicazione Real-TimePROFINET soddisfa tutte le esigenze di elaborazione in tempo reale rilevanti per l’automazione, anche con sincronismo di clock. PROFINET è quindi adatto anche per applicazioni particolarmente complesse, ad es. nel settore del Motion Control.

Apparecchiature da campo decentrateTramite PROFINET si possono collegare direttamente a Industrial Ethernet le apparecchiature da campo decentrate. Questo consente un rapido scambio dati tra periferia e controllore e assicura possibilità di diagnostica notevolmente migliori.

Motion Control PROFINET consente di realizzare, in modo poco oneroso regolazioni d‘azionamento con sincronismo di clock assai veloci per applica-zioni di Motion Control assai performanti – con l‘utilizzo contemporaneo della comunica-zione TCP/IP senza limite alcuno.

ProcessoPROFINET è concepito come standard completo per tutti i compiti di automazione. Esigenze particolari per l’utilizzo in impianti di processo e per l’integrazione delle apparecchiature di analisi e di strumentazione di processo sono attualmente considerate nell‘ambito della standardizzazione. È stata già anche in più occasioni dimostrata con successo l’efficacia dell’impiego di PROFINET in processi secondari.

PROFINET

Processo

Intelligenza distribuita

Apparecchiature da campo decentrate

Safety Comunicazione Real-Time

Motion Control

Installazione della rete

Intelligenza distribuitaPROFINET offre nuove possibilità nella realizzazione di strutture di automazione distribuite: modularizzazione conseguente e comunicazione macchina-macchina semplificata con engineering esteso a tutto l’impianto – tramite Component Based Automation.

IT-Standards & Security

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PROFINET copre l’intera gamma delle applicazioni di automazione offrendo per questo tre tipi di comunicazione di base:

• Non-Real-Time come la comunicazione TCP/IP e UDP/IP

• Real-Time (RT) e• Isochronous Real-Time (IRT)

Comunicazione TCP/IP e UDP/IPLa trasmissione dati non critica dal punto di vista temporale con TCP/IP e UDP/IP è la base tecnica della comunicazione – ad esempio per la parametrizzazione e la configurazione. TCP/IP è uno standard ormai consolidato nel mondo IT.

Come parte integrante della norma IEC 61158, PROFINET si basa sullo standard internazionale Ethernet (IEEE 802.3), su Fast Ethernet (100 Mbit/s) e sulla tecnologia Switching. PROFINET si contraddistingue in modo particolare per le seguenti caratteristiche: utilizzo contemporaneo di comunicazione Real-Time e di comunicazione basata su TCP su un unico cavo, comunicazione Real-Time scalabile per i controllori, periferia decentrata e Motion Control. PROFINET assicura tempi di reazione estremamente brevi ed omogeneità dal livello di campo fino al livello di gestione aziendale – anche mediante comunica-zione senza fili con Industrial WLAN.

PROFINET: nuove possibilità con Industrial Ethernet

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PROFINET è supportato da PROFIBUS & PROFINET International, la più grande organizzazione al mondo di bus di campo con più di 1.400 associati. Ne fanno parte i fornitori leader di tecnica di automa zione e gli utenti – sia della tecnica manifatturiera che di processo. L’architettura di PROFINET viene elaborata da 30 gruppi di lavoro, dei quali fanno parte specialisti provenienti da 70 aziende. Più di 200 pro dotti PROFINET di circa 50 aziende sono già presenti sul mercato. Per la certificazione dei prodotti sono stati allestiti speciali laboratori di prova. La rete mondiale di 32 PROFIBUS Competence Center vi offre il supporto necessario per rispondere a tutte le domande riguardanti PROFINET. Sono inoltre a vostra disposizione i Siemens Competence Center:[email protected], USA, contatto: [email protected]

Utilizzato con successo in Cina …Dopo che PROFIBUS, finora quale unico bus di campo, ha raggiunto il grado più alto di uno standard nazionale cinese (GB / T 20540.1-2006 – GB / T 20540.6-2006), le autorità cinesi addette alla standardizzazione hanno nominato anche PROFINET per lo stato di una norma sperimentale del Tipo GB / Z. Pertanto PROFINET possiede – a confronto con

altri standard Ethernet – il più alto grado di standardizzazione in Cina. Questo successo delle procedure di standardizzazione co-stituisce la base per favorire un ulteriore e rapido consolidamento di queste due tecnologie.

… e nel settore dell’industria automobilistica tedescaL’AIDA (Automatisierungsinitiative Deutscher Automobilhersteller, Iniziativa per l’Automazione delle Industrie Automobilistiche tedesche) ha stabilito una procedura comune per Industrial Ethernet, ovvero l’impiego dello standard di protocollo PROFINET con sicurezza integrata per il personale. Lo scopo è quello di annettere in modo semplice e unitario i componenti di automazione impiegati.

Basandosi su PROFINET con tecnica di si-curezza integrata e comunicazione senza fili, i costruttori che operano nel settore dell’industria automobilistica ottengono nella comunicazione un’omogeneità che finora era assolutamente sconosciuta – e traggono in questo modo vantaggi significativi per quanto riguarda i costi di messa in servizio, manutenzione, diagnostica, ed esercizio nonché di gestione dei pezzi di ricambio.

PROFINET: uno standard si impone

I fornitori del settore dell’industria automobi-listica intensificano l’uso di PROFINET e di Component Based Automation, perché in que sto modo è possibile accelerare considere-vol mente la messa in servizio di un impianto. Un’ulteriore tendenza è quella delle soluzioni di automazione senza fili, basate su PROFINET. Tali soluzioni possono essere realizzate in tempi rapidissimi, parallelamente alla solu-zione di automazione esistente, senza che ven ga pregiudicato il funzionamento in corso dell’impianto.

Le linee di produzione basate su PROFINET, con tecnica di sicurezza integrata, soddisfano tutte le aspettative di qualità del prodotto e sicurezza del processo, e rendono possibili consistenti risparmi in termini di costi. Per quanto riguarda la manipolazione dei pezzi, con PROFINET è possibile ottenere un considerevole incremento della produttività.

Rispetto alle soluzioni tradizionali, con PROFINET è possibile ottenere risparmi dal 30 fino al 35% per l’installazione e integrazione dei componenti di sistema. Con PROFIsafe, nella linea di produzione possono essere anche integrati in modo rapido e semplice componenti addizionali di Safety, e addirittura senza fili.

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PG / PC

100 ms

Factory Automation Motion Control

250 µs

Servizi IT TCP/IP

Isochronous Real-Time

IndustrialEthernet

PROFINET

Real-Time

Comunicazione Real-Time

Gli switch di SIMATIC NET consentono inoltre una trasmissione ottimizzata dei dati. I pacchetti dati sono priorizzati in accordo con IEE 802.1Q. Tramite questa priorità i componenti di rete gestiscono il flusso di dati tra le apparecchiature. Per i dati Real-Time viene stabilita come priori-tà standard la Priorità 6, il secondo livello più elevato. Questo assicura un tratta-mento prioritario rispetto ad altre appli-cazioni alle quali è assegnato un livello di priorità inferiore. RT è la comuni cazione in tempo reale per applicazioni standard per il collegamento di apparec chiature da campo, come periferia decentrata e aziona menti, o per la realizzazione di strutture di automazione distribuite con PROFINET CBA.

Real-Time (RT)Real-Time si utilizza per dati di processo critici dal punto di vista temporale – in altri termini per i dati utili ciclici o per gli interrupt comandati da evento. Per le esigenze Real-Time nell’automazione PROFINET utilizza un canale di comuni-cazione ottimizzato a tale scopo. Questo minimizza i tempi di ciclo ed assicura un incremento prestazionale nell’aggior-namento dei dati di processo. La per-formance supera quella dei normali bus di campo e consente tempi di reazione dell’ordine di microsecondi. Contempora-neamente, nell’apparecchiatura si riduce sensibilmente la potenza di processore necessaria per la comunicazione. Con questa soluzione è possibile l’utilizzo di componenti standard di rete.


Comunicazione Real-Time scalabile con PROFINET



IT-Standards& Security


Apparecchiatureda campo decentrate

Processo

Safety

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Isochronous Real-Time (IRT)Per applicazioni particolarmente com-plesse è disponibile la comunicazione Isochronous Real-Time (IRT) supportata dall‘hardware – ad es. per applicazioni di Motion Control e applicazioni altamente performanti nella Factory Automation. Con IRT viene raggiunto un tempo di ci -clo fino a 250 µs con uno jitter inferiore a 1 µs. A questo scopo il ciclo di comuni-cazione viene ripartito mediante riserva della larghezza di banda in una parte deterministica e in una parte aperta ed as-segnato agli altri nodi/partner nella rete mediante un master di sincronizzazione. Le due tras missioni dati coesistono in parallelo – senza disturbarsi a vicenda. E’ così possibile, ad esempio, accedere con un notebook a dati di apparecchiature da qualsiasi punto dell’impianto – senza ripercussioni sulla regolazione con sincro-nismo di clock o sulla comunicazione produttiva.

IRT è un «must» per le applicazioni di Motion Control; la comunicazione isocrona sul bus viene elaborata con sincronismo di clock nei controllori e nei device. Per i controllori SIMATIC la funzionalità IRT consente il governo sicuro di processi veloci per:

• l’utilizzo di una rete per dati di processo e dati Ethernet standard con grande traffico di dati (ad es. Voice over IP) senza che i dati di processo ne risultino influenzati

• strutture di macchine/impianti con l’interconnessione in linea di molti nodi/partner e un breve tempo di aggiornamento.

Questa elaborazione affidabile di processi veloci si basa sul fatto che le apparec-chiature con capacità IRT garantiscono tempi esecutivi abbreviati – anche fino al 30% – ed i controllori SIMATIC con IRT supportano la comunicazione isocrona sul bus. E’ in preparazione anche l’elabo-razione con sincronismo di clock nell’ap-plicazione.

ERTEC (Enhanced Real-Time Ethernet Controller)La famiglia di ASIC ERTEC supporta la comunicazione in tempo reale PROFINET (RT e IRT) e costituisce la tecnologia base per soluzioni di sistema omogenee con PROFINET. L’ERTEC 400 viene integrato in controllori e componenti di rete, l’ETEC 200 in apparecchiature semplici (IO, azionamenti). A supporto dello sviluppo di proprie apparecchiature sono disponibili «Development Kit» e «Competence Center».

Motion Control con Isochronous Real-Time: intervalli temporali distinti (canali) assicurano che la comunicazione isocrona non possa essere disturbata dalla comunicazione standard.


IntervalloIRT

IntervalloIRT

IntervalloIRTIntervallo standard Intervallo standard

Ad es. ciclo del regolatore di posizione di 1 ms

Comunicazione isocrona

Comunicazione RT

Comunicazione standard

Dati RT Dati TCP/IPDati IRT

Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3

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della funzionalità Switching nelle apparec-chiature, ad es. in quelle decentrate da campo SIMATIC ET 200S, ET 200M o ET 200pro, utilizzando tecniche consolidate è possibile realizzare strutture lineari orientate di-rettamente alla struttura della macchina e del sistema. Si ottiene così un notevole ri-sparmio in termini di cablaggio e di compo-nenti, ad es. di switch esterni.

Per il collegamento di apparecchiature periferiche decentrate è disponibile un’ampia gamma di controllori SIMATIC, come i classici controllori modulari SIMATIC S7-300 o SIMATIC S7-400 oppure le nuove CPU PROFINET per il SIMATIC ET 200S. Se invece preferite strutture di automazione Embedded o PC-based, potete comunque approfittare delle possibilità di ampliamento e della grande performance di PROFINET. I prodotti di automazione SIMATIC Embedded, come il nuovo Embedded Controller modulare SIMATIC S7, utilizzano l’apertura dei sistemi basati su PC e offrono inoltre un elevato grado di robustezza. Il SIMATIC PC-based Controller SIMATIC WinAC 2008 RTX è eseguibile su sistemi di PC standard.

Per il collegamento diretto a Industrial Ethernet di apparecchiature da campo decentrate, PROFIBUS & PROFINET International ha definito lo standard PROFINET IO. Attraverso questo standard le apparecchiature da campo trasmettono ciclicamente i dati all’immagine di processo del relativo controllore. PROFINET supporta 1440 byte/telegramma per ogni apparec-chiatura da campo e supera così la quantità di dati trasmissibile attraverso un bus di campo tradizionale. Inoltre PROFINET con-sente di utilizzare per le apparecchiature da campo anche i servizi PROFINET IT, quali la messa in servizio (tramite meccanismi Web) o la diagnostica di rete tramite SNMP (Simple Network Management Protocol).

Per l’interazione tra controllori e periferia decentrata, PROFINET supporta un modello Provider/Consumer. Il Provider invia al Consumer i propri dati senza richiesta da parte del partner di comunicazione. Quest’ultimo elabora i dati. La correlazione tra Provider e Consumer è definita in fase di progettazione.

Oltre alle strutture a stella, ad albero e ad anello, PROFINET continua a supportare le strutture lineari caratteristiche dei bus di campo più diffusi. Grazie all’integrazione

Nello standard di PROFIBUS & PROFINET International sono definiti per PROFINET IO i seguenti tipi di apparecchiature:

• IO-Controller: controllore nel quale viene elaborato il programma di automazione

• IO-Device: apparecchiatura da campo decentrata assegnata ad un IO-Controller

• IO-Supervisor: dispositivo di programma-zione/PC con funzioni di messa in servi - zio e di diagnostica oppure apparec-chiature HMI

L’IO-Device legge i segnali di periferia e li trasmette all’IO-Controller. Quest’ultimo li elabora e trasmette a sua volta i segnali d’uscita all’IO-Device.

Sistema di interazioni tra IO-Devices e IO-Controller



S7-300Embedded Controller

PROFINET

SINAMICS

Microbox

IndustrialEthernet

Vision SensorVS 130-2 ET 200M

Apparecchiature da campoIO-Devices

ET 200pro

S7-300 conCP 343-1 LEAN

ControlloreIO-Controller

PG/PCIO-Supervisor






Processo

Safety

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reagire all’errore. In alternativa, le infor-mazioni di diagnostica possono anche es-sere lette direttamente dalle apparecchia-ture da campo (IO-Devices) e visualizzate su un IO-Supervisor (PG o PC). L’IO-Device genera un interrupt di diagnostica anche quando si verifica un errore su un canale. Un meccanismo di riconoscimento assi-cura la possibilità di una elaborazione se-quenziale degli errori nell’IO-Controller.

Nell’ambito di Totally Integrated Automation, Siemens offre il pacchetto di diagnostica «PNIODiag», gratuito e scaricabile da Internet, per semplificare l’analisi diagnostica di unità di periferia decentrate in collegamento con SIMATIC S7: www.siemens.com/automation/service&support. Le valu-tazioni di diagnostica e le operazioni di comando sono completamente visua-lizzate tramite SIMATIC HMI.

Nell‘ambito di Totally Integrated Automation, Siemens offre anche per la tecnica di rete una soluzione di sistema integrata: SCALANCE. Gli switch Industrial Ethernet, di comprovata efficacia, si con-figurano con STEP 7 e vengono diagnosticati durante il normale funzionamento, come le apparecchiature da campo.

Descrizione e progettazione delle apparecchiatureLa progettazione e la programmazione degli IO-Devices corrisponde a quella per le apparecchiature periferiche decentrate via PROFIBUS DP. Essa avviene con il noto pacchetto di programmazione STEP 7. Le apparecchiature sono descritte in modo univoco con un file specifico GSD (Gene-ral Station Description). Questi file ven-gono importati nel tool di progettazione.

Fast start-up (FSU)Questa funzione consente il veloce avvia-mento di PROFINET IO-Devices collegati a controllori SIMATIC nell’arco di pochi secondi. Essa ottimizza la connessione temporale di applicazioni robotiche, ad esempio per velocizzare il cambio di un utensile su un robot nel reparto carroz-zeria di una produzione automobilistica.

DiagnosticaPROFINET IO supporta un concetto di diagnostica omogeneo per una efficiente localizzazione ed eliminazione di even-tuali errori. Se si verifica un errore, l’IO-Device interessato genera un inter-rupt di diagnostica per l‘IO-Controller. Quest’ultimo richiama nel programma applicativo un’apposita routine per

Le informa zioni di diagnostica sono elabo-rate nel programma applicativo del PLC. Questa funzionalità integrata offre vantaggi nella fase di engineering, nella messa in servizio e nella fase di normale esercizio dell’impianto.


Diagnostica su HMI con il pacchetto di diagnostica “PNIODiag”

IndustrialEthernet

PROFINET

SCALANCE W786

SIMATICET 200S

SIMATIC VS 726A

PC conWinAC RTX

SIMATICET 200S

SCALANCEW747

PC Server

Esempio di struttura di comando con SIMATIC WinAC RTXcollegato a PROFINET

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Sostituzione di un’apparecchiatura senza PG o supporto di memoria rimovibilePer la sostituzione di un’apparecchiatura in caso di guasto può essere utilizzata l’infor-mazione di topologia precedentemente descritta, acqui sendo online una topologia di riferimento predeterminata. In caso di fuori servizio di un’apparecchiatura, quella di sostituzione deve essere impiegata nello stesso posto e con uguale cablaggio delle porte. Sulla base delle informazioni disponibili, l’IO-Controller può inserire autonoma mente l’apparecchiatura nella comunica zione produttiva.

Vista topologica dell’impianto per maggiore trasparenzaPer le reti PROFINET l’editor di topologia in SIMATIC STEP 7 o in SIMOTION SCOUT offre la possibilità di rappresentare le interconnessioni delle porte delle appa-recchiature in modo semplice e rapido. L’editor si attiva facilmente con doppio clic sul corrispondente segmento PROFINET in HW-Config. Un confronto online/offline identifica le porte comu-nicanti e le rappresenta in forma tabel-lare o grafica. Grazie alla determinazione, alla rappresentazione e alla sorveglianza, dei collegamenti fisici tra apparecchiature in PROFINET IO, l’amministratore può sor-vegliare facilmente reti anche complesse e provvedere alla loro manutenzione. Inoltre con l’editor di topologia ricevete un’ampia diagnostica relativa a tutti i componenti durante il funzionamento ed anche un supporto per la documenta-zio ne dell’impianto.


Vista topologica dell‘impianto






Processo

Safety

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IndustrialEthernet

PROFINET

Panel

ET 200S

SIMOTION D SCALANCEW788-1RR

Field PG

S7-300

IE/AS-iLINK PN IO

AS-Interface

PROFIBUS

ET 200proET 200S

IWLAN/PB LinkPN IO

SIMATIC PX IO link

SINAMICS S120

Come master PROFIBUS, il Proxy co -ordina lo scambio dati tra i nodi/partner della rete PROFIBUS. Esso è però contem-poraneamente un nodo/partner Ethernet con comunicazione PROFINET. I Proxy possono essere realizzati come PLC o come puri e semplici gateway. Lo stesso principio trova applicazione con l’inte-grazione di sistemi AS-Interface. Oltre ai Proxy collegati via cavo a Industrial Ethernet, SIMATIC NET offre anche Proxy con connessione Industrial Wireless LAN.

PROFINET supporta anche la semplice integrazione di IO-Link. Il nuovo stan-dard di comunicazione è l’innovativa e standardizzata interfaccia attua-tori/sensori. Il collegamento avviene tramite un master con porte IO-Link integrate.

Integrazione dei bus di campoPROFINET supporta l’integrazione delle reti PROFIBUS esistenti e di altri sistemi di bus di campo, come ad esempio AS-Interface. Questa particolarità consen te la realizzazione di qualsiasi configu-razione mista di sistemi basati su bus di campo e su Ethernet nonché un pas-saggio graduale a PROFINET.

Il concetto di Proxy semplifica l’integra-zione dei sistemi di bus di campo esistenti – assicurando elevata trasparenza. Il Proxy è il rappresentante in Ethernet di una o più apparecchiature da campo (eventualmente in rete PROFIBUS). Esso provvede ad una conversione trasparente della comunicazione (nessun tunneling dei protocolli) tra le reti ed inoltra ad esempio i dati ciclici alle apparecchiature da campo.

Integrazione di PROFIBUS e AS-Interface tramite Proxy


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Motion Control

Ciò comporta un vantaggio del tutto particolare, innanzi tutto per le appli-cazioni con criticità temporale nella tecnica di azionamento, poiché con la funzionalità Real-Time di PROFINET diventa possibile uno scambio dati estremamente rapido con sincronismo di clock (Isochronous Real-Time). Contem-poraneamente sono sempre disponibili sufficienti riserve per la comunicazione IT aperta. Queste possono essere utilizzate ad es. per funzioni di diagnostica e manutenzione.

L’impiego di PROFINET consente di realizzare macchine performanti che si contraddistinguono per le prestazioni elevate, un numero sempre maggiore di azionamenti e tempi di reazione molto brevi.

PROFINET è l’unica tecnologia Ethernet aperta per l’automazione industriale in grado di assicurare in un’unica rete la performante funzionalità Real-Time e contemporaneamente la comunicazione IT senza limitazioni. Solo con PROFINET è pertanto possibile sincronizzare in tempo reale sistemi di automazione decentrati e distribuiti senza dover per questo in-stallare una seconda rete.

Motion Control






Processo

Safety

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Funzionalità deterministica necessaria per Motion ControlPer garantire la funzionalità determini-stica necessaria per le applicazioni di Motion Control, i valori di riferimento e quelli reali devono essere scambiati in in-tervalli temporali definiti fissi (isocroni), per chiudere anelli di regolazione dinami-ci tramite il bus. Per la comunicazione isocrona di alto livello qualitativo è neces-sario che tutti i nodi/partner di una rete, inclusi i componenti nodali, siano esatta-mente sincronizzati, soprattutto in caso di un numero elevato di componenti col-legati in cascata. Il meccanismo IRT di PROFINET utilizza per questo un metodo, che riconosce tutti i parametri temporali consentendo così una sincronizzazione perfetta di tutti gli switch all’avvio del ciclo – con uno jitter minore di un micro-secondo.

Più flessibilità con concetti di macchine meccatronici e modulari.L’idea sulla quale si basano i concetti di macchine modulari è tanto semplice quanto efficiente: si impiegano pochi moduli standardizzati, che possono essere adattati senza grande onere per soddisfare esigenze speciali. E’ quindi possibile realizzare una molteplicità di versioni personalizzate delle macchine. Il vantaggio: le macchine possono essere messe in servizio assai più velocemente e l’impianto raggiunge un grado maggiore di flessibilità. I concetti di meccatronica consentono la conversione di macchine, diversamente rispetto al caso dei compo-nenti meccanici fissi, solo ricorrendo alla parametrizzazione del software – veloce-mente e senza dovere per questo modifi-care la meccanica o addirittura sostituirla. Gioca qui un ruolo sempre più importante l’interconnessione assai performante di Motion Controller distribuiti.

Ciclo di comunicazione con sincronismo di clock – PROFINET con IRTPer realizzare un albero elettronico è necessario sincronizzare tra loro molti servoazionamenti. Con PROFINET con IRT il ciclo di comunicazione viene suddiviso in diversi intervalli in ordine temporale. Una parte è riservata per la comuni-cazione IRT (Isochronous Real-Time). Nella progettazione dell’applicazione vengono implicitamente determinati i telegrammi IRT e generati i dati di progettazione adatti. Mediante uno speciale algoritmo viene determinato l’ordine temporale ottimale dei singoli telegrammi per ogni sezione di rete. Viene inoltre stabilito per ogni switch, quale telegramma deve essere ricevuto da quale nodo/partner e quando – e a quale nodo/partner esso deve essere inoltrato. In questo modo un telegramma viene fatto passare senza ritardo con metodo cut-through ottimizzato.

Struttura di automazione centralizzata con topologia lineare e switch integrati nelle apparecchiature

Motion Control

SIMOTION P

SCALANCE X310IndustrialEthernet

PROFINET

SINAMICS S120 SINAMICS S120 SINAMICS S120

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Studiato a fondo fin nei dettagli:in grado di soddisfare tutte le esigenze

Flessibile al massimo con qualsiasi topologiaTopologie flessibili, e quindi il perfetto adattamento all’impianto o alla macchina, sono resi possibili dalla tecnologia Switching. Inoltre, questa tecnologia consente lo scambio tra diversi mezzi trasmissivi.

Universale per tutti i concetti di automazioneIn impianti con struttura modulare PROFINET consente che anche la comu-nicazione tra i Motion Controller possa avvenire con sincronismo di clock nel ca-nale isocrono. Possono essere pertanto realizzate facilmente applicazioni con iso-cronismo distribuito. PROFINET può essere utilizzato in modo omogeneo per tutte le strutture di automazione. Infatti le soluzio-ni di automazione distribuite con compo-nen ti di automazione modulari sono supportate come concetti di Motion Control basati su azionamenti decentrati o architetture con un controllore centrale.

Massima performance – indipendente-mente dall’architettura di automazioneLe strutture d‘insieme già considerevoli con PROFIBUS vengono ulteriormente superate con PROFINET. Teoricamente il numero di nodi/partner è illimitato. Un telegramma PROFINET può trasportare fino a 1440 byte di dati di processo. I blocchi dati possono perfino contenere fino a 4 Gigabyte per trasmettere ad es. immagini di un prodotto da lavorare ad un sistema di elaborazione immagini, il quale dalla forma del prodotto calcola il profilo di camma per il movimento. Le riserve prestazionali di PROFINET con IRT sono più che sufficienti per il prevedibile futuro. Il seguente esempio ne è la dimostrazione più lampante:

• Per la regolazione di assi idraulici si possono ottenere tempi di ciclo di 250 µs – senza limitazione per la comunicazione IT aperta.

Struttura di automazione distribuita modularmente con Motion Controller drive-based. SIMOTION® D si distingue per la fusione di logica di comando, Motion Control e regolazione di azionamento.

Motion Control

* Numero di Device con rispettivamente 40 byte di dati in entrata e 40 byte di dati in uscita su un controllore con 4 porte. Devono essere tenuti in considerazione i limiti di un controllore specifico in relazione a campo IO, tempo di ciclo e numero di nodi/partner.

Sia in architetture di automazione decentrate, sia in archi-tetture di automazione centrali: PROFINET rende possibile un incremento significativo della performance.

SINAMICS G 120

SINAMICS S 120

SIMATIC S7 HMI

SCALANCE X310

SINAMICS S 120

IndustrialEthernet

PROFINET

SIMOTION D SIMOTION D SIMOTION D

Tempo di ciclo

Jitter

1ms

50% 50%

272 56128

50%

Numero nodi/partner*

Riserva per comunica-zione aperta con protocolli standard IT






Processo

Safety

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Un profilo di azionamento – diverse classi d’impiegoL’integrazione di azionamenti in soluzioni di automazione dipende fortemente dal compito di azionamento. Per poter co-prire con un profilo l’intera gamma di applicazioni di azionamento, dal semplice convertitore di frequenza fino a sistemi multiasse sincronizzati ad alta dinamica, PROFIdrive definisce sei classi d’impiego, alle quali è possibile assegnare la mag-gioranza delle applicazioni di azionamen-to: ad esempio il collegamento di aziona-menti standard per pompe, ventilatori e compressori fino agli azionamenti di Motion Control con intelligenza di Motion Control decentrata integrata negli stessi azionamenti.

PROFIdrive: la comprovata interfaccia di azionamentoL’interfaccia funzionale tra il controllore e gli azionamenti con PROFINET e PROFIBUS è definita dal profilo di azionamento PROFIdrive di PROFIBUS e PROFINET International (PI). PROFIdrive è stato specificato dall’organizzazione di utenti PI e fissato nella norma IEC 61800-7 come standard duraturo. Ne traggono vantaggio gli utenti PROFINET che già utilizzano azionamenti collegati a PROFIBUS: per il passaggio da PROFIBUS a PROFINET il programma applicativo non deve essere modificato.

PROFIdrive definisce il comportamento dell’apparecchiatura e il metodo di accesso ai dati interni dell’apparecchiatura per azionamenti elettrici con PROFIBUS e PROFINET, dal semplice convertitore di frequenza fino ai servoregolatori performanti.

Motion Control

Anche PROFINET usa PROFIdrive come profilo applicativo di comprovata efficacia fra Controller e Device.

PROFIdrive

IndustrialEthernet

PROFINET

SIMATIC ET 200S

SINAMICS G120

SIMOTION D

Controller

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Intelligenza distribuita con Component Based Automation

Componenti software flessibiliPer componenti software si intendono funzioni software incapsulate riutiliz-zabili. Queste possono essere sia le singole funzioni tecnologiche come i regolatori, sia il programma applicativo di tutta una macchina. Si possono combi-nare come unità modulari in modo flessibile e si possono riutilizzare con estrema semplicità, indipendentemente dalla loro programmazione interna. La comunicazione tra i componenti software avviene esclusivamente tramite le interfacce dei componenti stessi. Su queste interfacce si può accedere dall’esterno solo alle variabili necessarie per l’interazione con altri componenti.

Per la realizzazione di strutture modulari di impianto PROFIBUS & PROFINET International ha definito uno standard: PROFINET CBA (Component Based Automation). Nella costruzione di macchine e impianti si sono già fatte buone esperienze con sistemi modulari: parti ripetutamente utilizzate vengono prefabbricate in modo da poter essere velocemente assemblate in unità cor-rispondenti alle specifiche di ordina-zione. Con PROFINET CBA è possibile, con il supporto di componenti software, estendere la modularizzazione anche alla tecnica di automazione dell’im -pianto. Il modello di engineering stan-dardizzato distingue tra la program-mazione della logica di comando dei sin goli moduli intelligenti, la creazione dei componenti e la progettazione tecnologica dell’intero impianto tramite l’interconnessione dei componenti.


Progettazione della comunicazione fra macchine di costruttori diversi mediante interconnessione grafica.

ON

START

STOP

STARTING

READY

CLEANING

HELD

Lifestate

Cleaning

ON

START

STOP

STARTING

READY

FILLING

HELD

Lifestate

Filling

ON

START

STOP

STARTING

READY

LABELING

HELD

Lifestate

Labeling

ON

START

STOP

STARTING

READY

CLEANING

HELD

LIFESTATE

Maschine 1 ON

START

STOP

STARTING

READY

FILLING

HELD

STATUS

Maschine 2

LIFESTATE

ON

START

STOP

STARTING

READY

LABELING

LIFESTATE

Maschine 3

RECIPE

S7-400

ET 200S

S7-300C

IE/PB Link

IndustrialEthernet

PROFINET

Engineering,HMI






Processo

Safety

18

Interconnessione dei componenti con SIMATIC iMapI componenti PROFINET generati vengono interconnessi in un’applicazione con SIMATIC iMap – mediante una semplice progettazione grafica. In questo modo l’onerosa programmazione delle varie vie di comunicazione appartiene al passato. SIMATIC iMap congiunge su tutto l’im-pianto le applicazioni distribuite e col -lega componenti PROFINET di qualsiasi costruttore. Vengono così realizzate le connessioni di comunicazione tra i vari componenti. Non sono più necessarie conoscenze dettagliate sull’integrazione e sullo svolgimento delle funzioni di comunicazione nelle apparecchiature.

Programmazione della logica di comando e creazione dei componentiI costruttori di macchine ed impianti cre-ano i componenti e utilizzano per la programmazione e la configurazione delle apparecchiature il relativo tool specifico del costruttore. Il tool per il SIMATIC è STEP 7. Il software applicativo viene in seguito incapsulato sotto forma di componente PROFINET. Il presupposto per questo: il software deve disporre del-le funzioni corrispondenti. Questo vale ad es. per STEP 7. Con l’«incapsulamento» viene generata una descrizione del componente PCD (PROFINET Component Description) e importata nella biblio -teca dell’editor delle connessioni. Con SIMATIC iMap, Siemens ha introdotto sul mercato il primo editor delle connessioni indi pendente dal costruttore utilizzabile per PROFINET CBA.

Vantaggi principali della Component Based Automation

• Abbreviazione della fase di messa in servizio – la prima messa in servizio delle diverse unità tecnologiche può avvenire in modo parallelo

• Sicurezza della pianificazione – una messa in servizio breve e pianificabile significa sicurezza per la successiva fase produttiva

• Incremento della flessibilità – semplice adattamento e ampliamento degli impianti

• Progettazione semplificata della comunicazione macchina-macchina

Integrazione di applicazioni di bus di campoCon PROFINET CBA è possibile rap-presentare come componente PROFINET un’intera applicazione di bus di campo. Questo è sempre importante se con PROFINET si deve ampliare un impianto esistente. In tal caso non ha alcuna importanza con quale bus di campo la sezione d’impianto sia stata automatiz -zata. Affinché l’impianto esistente possa comunicare con PROFINET, il master dell’applicazione con bus di campo da integrare deve essere in grado di gestire PROFINET. I controllori già installati SIMATIC S7-300, S7-400 e SINUMERIK 840D powerline possono essere ampliati con la funzionalità PROFINET tramite processori di comunicazione. All’interno dei componenti vengono in questo modo utilizzati i mec-canismi dei bus di campo esistenti (ad es. PROFIBUS DP) – e all’esterno vengono utilizzati i meccanismi PROFINET. Questa possibilità di migrazione garantisce per gli impianti esistenti un elevato grado di sicurezza dell‘investimento.

Semplice progettazione grafica della comunicazione con SIMATIC iMap


19


SwitchPROFINET utilizza la tecnologia Switching a 100 Mbit/s. Al contrario di altre procedure, con la tecnologia Switching ogni nodo/partner può trasmettere in ogni istante. Infatti esiste sem-pre un libero collegamento punto a punto con lo switch successivo. La comunicazione può anche funzionare contemporaneamente in entrambe le direzioni (invio e ricezione) e possiede pertanto una larghezza di banda di 200 Mbit/s. Il vantaggio: i nodi/partner o i segmenti di rete che non necessitano del telegramma non vengono sovraccaricati.

Topologie di rete Le topologie di rete vengono configurate in base ai requisiti delle apparecchiature da collegare in rete. Le strutture utilizzate più di frequente sono quella lineare, a stella, ad albero e ad anello. Generalmente gli impianti sono costituiti da strutture miste che possono essere realizzate con cavi sia in rame che in fibra ottica (FO). I cavi in fibra ottica di vetro vengono utilizzati per le grandi distanze.

Quelli in fibra ottica di plastica come Polymer Optic Fiber (POF) o in fibra di vetro rivestita di plastica come Polymer Cladded Fiber (PCF) costituiscono un’alternativa semplice per il confezionamento in proprio per brevi distanze. Per PROFINET sono disponibili componenti di rete passivi e attivi e apparecchiature da campo decentrate con connessioni POF/PCF integrate. Per garantire un’elevata disponibilità i cavi vengono controllati

La Norma Internazionale ISO/IEC 11801 e l’equivalente Norma Europea EN 50173 definiscono una rete IT standard indipen-dente dall’applicazione per l’ambiente d’ufficio. Poiché i requisiti di una rete in ambiente industriale sono superiori ri-spetto a quelli necessari per l’ambiente d’ufficio, la PROFINET Guideline «Cabling and Interconnection Technology» descrive l’infrastruttura passiva all’interno di celle di automazione e fra di esse, per Fast Ethernet con PROFINET:

• Connettori e cavi per reti di dati in rame e reti di dati con cavi FO

• Connettori per l‘adduzione di energia a 24 V• Connettori per l‘adduzione di energia

a 400 V

Vengono inoltre descritte le corrispon-denti condizioni di test e di collaudo per i singoli componenti.

La descrizione di tutti i componenti passivi necessari per una rete PROFINET assicura un’interazione perfetta di tutti i singoli componenti passivi.


Diverse possibilità d’impiego per la comunicazione senza fili (wireless)

S7-300SCALANCE W786-2RR

Access PointsSCALANCEW788-1RR/W784-1RR/W786-2RR

Client ModuleSCALANCEW747-1RR

ET 200pro

ET 200S

SIMATICMobile Panel277 IWLAN PROFIBUS

IWLANRCoaxCable

IWLANPB LinkPN IO

Access PointSCALANCEW788-1RR

SINAMICS ET 200S

IndustrialEthernet

PROFINET






Processo

Safety

20

Comunicazione senza fili Oltre alle citate topologie di rete, PROFINET supporta anche la comunicazione senza fili, con Industrial Wireless LAN. E’ così possibile sostituire tecniche che per natura intrinseca sono soggette ad usura (ad es. i conduttori a contatti striscianti). Per questo la comuni-cazione senza fili può essere utilizzata per l’automazione di sistemi di trasporto senza conducente (AGV) o di apparecchiature mobili per compiti di comando e manuten-zione. Ulteriori vantaggi di questa tec-nologia innovativa: maggiore mobilità e flessibilità nella produzione. I prodotti Industrial Wireless LAN SCALANCE W so -no basati sull’attuale standard WLAN (IEE 802.11). Si contraddistinguono per la loro tecnica di costruzione robusta (grado di protezione IP30 oppure IP65) per la riserva di banda dati, per il Rapid Roaming e per le funzioni di sicurezza integrate. Inoltre sono dotati di funzioni con le quali si possono collegare in modo performante le appa-recchiature da campo ai controllori.

Riserva di banda dati La larghezza di banda tra un Access Point e un Client definito è riservata. Ciò assicura a questo Client un’elevata ed affidabile performance, indipendente-mente da quanti altri Client sono gestiti dall’Access Point.

costantemente durante la messa in servizio e durante l’esercizio, in modo da poter rilevare le eventuali attenuazioni del segnale dovute all’usura del materiale.

Stella Caratteristica principale della struttura a stella è uno switch centrale con singoli collegamenti verso tutte le apparecchia-ture terminali della rete. Applicazioni di strutture di rete a stella sono quelle aree d’impianto con un elevato numero di apparecchiature a breve distanza tra di loro, ad esempio piccole isole di produzione o una singola macchina.

Albero La struttura ad albero è costituita dalla connessione in rete di più strutture a stella, eventualmente con cablaggio misto mediante cavi in rame e in fibra ottica. E’ utilizzata per suddividere un impianto complesso in sezioni.

Linea La struttura lineare può essere realizzata con uno switch posto nelle vicinanze dell’apparecchiatura terminale da col-legare oppure tramite uno switch inte-grato nell’apparecchiatura terminale. La struttura lineare si utilizza preferibil-mente negli impianti molto grandi, ad esempio nei sistemi di trasporto, e per collegare le isole di produzione.

Rapid RoamingQuesta funzione di SCALANCE W700-RR (Rapid Roaming) consente di creare un campo radio che permette ai nodi/partner in movimento un rapido passaggio (Rapid Roaming) da una radiocella alla successiva. Il passaggio è così rapido che durante il Roaming persino la comunicazione PROFINET IO può avvenire senza inter-ruzioni (con tempi di aggiornamento fino a 20 ms).

Cavo RCoaxIl cavo RCoax è un cavo di guida d’onda di fuga che viene utilizzato come antenna speciale per Access Points SCALANCE W in ambienti difficili per la radiocomunica-zione. È stato progettato in modo che lungo il cavo RCoax sia disponibile un campo radio affidabile. In tal modo il cavo di guida d’onda di fuga si presta ottimamente per applicazioni in ambienti particolarmente difficili per la radio-comunicazione e in veicoli su rotaia.


21


Gestione della reteRispetto ai tradizionali bus di campo, Ethernet offre in combinazione con TCP/IP e UDP/IP ulteriori possibilità per la gestione della rete. Aspetti quali infrastrutture di rete, management IP, diagnostica di rete e sincronizzazione dell’ora sono componenti essenziali della gestione della rete inte-grata. In questo modo risultano semplifi -cate l’amministrazione e la gestione di Ethernet mediante l’utilizzo di protocolli standard del mondo IT.

Con la sua base Industrial Ethernet, PROFINET offre oltre ad una comuni-cazione in tempo reale scalabile anche la comunicazione TCP/IP standard secondo IEEE 802.3 – senza restrizioni. Questa è la piattaforma per una interconnessione in rete orizzontale e verticale, sia cablata sia senza fili. Funzioni d’avanguardia e IT-Standards consolidati per la gestione e la diagnostica di rete, servizi web, Security e il collegamento a reti Gigabit sovraordi-nate: tutto ciò è supportato da PROFINET senza limitazioni.

Utilizzo omogeneo di IT-Standards e Security con PROFINET


SIMATIC S7-400con CP 443 1 Adv

SCALANCEW747-1RR

PC PC PC

Web Server

SCALANCE X 408-2

SIMATIC HMI

SCALANCEW784-1RR

SINAMICSG120

Ethernet 1.000 Mbit/s

100 Mbit/s

SCALANCE X208

SIMATICET 200SCPU

SCALANCES612

SIMATICET 200M

SIMOTIOND410

SIMATIC HMI

ET 200pro

1.000 Mbit/s

IndustrialEthernet

PROFINET

Livello di gestione

Livello di controllo

Livello di campo






Processo

Safety

22

Ne derivano molteplici vantaggi e pos-sibilità. Ciò significa però anche che le reti di produzione sono esposte agli stessi pericoli come le reti d’ufficio – accessi errati all’interno o attacchi dall’esterno. Già una breve avaria o un piccolo disturbo può causare l’arresto della produzione e quindi danni ingenti.

La tecnica di automazione necessita pertanto di un concetto di sicurezza informatica in grado di proteggere le reti di produzione ed i componenti di automazione in modo affidabile e di soddisfare perfettamente le specifiche esigenze. La PROFINET Security Guideline di PROFIBUS & PROFINET International (www.profinet.com) mette in luce requisiti e soluzione concettuali per la protezione di dati e accesso in ambito industriale. Questi concetti comprendono:

• Protezione di accesso alle celle di automazione (criterio di protezione delle celle)

• Protezione dallo spionaggio e dalla manipolazione

• Accessi a distanza più sicuri attraverso reti insicure

Questi obiettivi di sicurezza possono essere ottenuti con l’impiego di compo-nenti di sicurezza PROFINET, come SCALANCE S. Industrial Security soddisfa anche tutti i requisiti di IEEE 802.11i per quanto riguarda la comunicazione senza fili.

Gestione della diagnosticaL’affidabilità del funzionamento della rete ha la massima priorità nella gestione della rete. Per la manutenzione e la sorveglian-za dei componenti di rete e della loro funzionalità si è imposto nelle reti esi-stenti il Simple Network Management Protocol (SNMP) come uno standard «de facto». SNMP prevede sia accessi in lettura (sorveglianza, diagnostica) sia accessi in scrittura (amministrazione) alle apparecchiature.

Servizi web Alle apparecchiature PROFINET è possibile accedere anche tramite Web Client indi-pendentemente da piattaforme e con tool standardizzati come i browser Netscape, MS Internet Explorer, Opera o Firefox. Ciò avviene sulla base di protocolli e linguaggi standard dell’ambiente Internet – ad esem-pio HTTP, XML, HTML. L’integrazione con Web Server consente un accesso sem plice e indipendente dal luogo di presenza a dati diagnostici delle unità e supporta in modo confortevole soprattutto nel test, nella messa in servizio, nella diagnostica e nella manutenzione.

Industrial SecurityLa diffusione di reti Ethernet fino al livello di campo consente un’interconnessione in rete omogenea di tutti i livelli di au-tomazione – ed anche il collegamento diretto con reti d’ufficio e Internet.

Per questo motivo, è possibile utilizzare questi componenti ovunque sussistono esigenze elevate di sicurezza. Ciò vale sia per la comunicazione standard, sia anche per la comunicazione fail-safe tramite il profilo PROFIsafe.

Reti GigabitMentre a livello di campo si hanno brevi tempi di reazione e piccoli telegrammi di dati, nel Control Level aumenta costante-mente l’esigenza di una grande portata di dati a causa del numero di nodi/partner in forte crescita e di sistemi con volumi di dati sempre maggiori, come ad es. siste-mi HMI, SCADA, VISION. In conseguenza di ciò e dell’interazione sempre più stretta del livello di gestione aziendale con il mondo dell’automazione, le reti Gigabit devono essere collegate in modo diretto e trasparente dal livello di gestione azien-dale al livello di campo. Oltre all’infra-struttura di rete Gigabit sono disponibili anche connessioni di sistema Gigabit per PC o SIMATIC S7-300/400, per collegare le reti Gigabit sovraordinate a PROFINET.


23

Safety

Standard apertoPROFIsafe è il primo profilo certificato dal TÜV per la comunicazione fail-safe con standard Ethernet e consente anche la comunicazione senza fili nelle applica-zioni fail-safe con Industrial Wireless LAN.

PROFIsafe fa parte delle soluzioni aperte per la comunicazione rilevante per la si-curezza tramite bus di campo standard. Nell’ambito di PROFIBUS & PROFINET In-ternational numerosi costruttori di com-ponenti di sicurezza e utenti finali della tecnica di sicurezza hanno collaborato alla stesura di questo standard aperto indipendente dal costruttore.

Come parte integrante di Safety Integrated, PROFINET con PROFIsafe è certificato secondo IEC 61508 (fino a SIL 3), IEC 62061 (fino a SIL 3), EN 954 (fino a Categoria 4), NFPA 79-2002, NFPA 85 nonché per l’impiego fino a SIL 3 secondo EN 62061. Sono così soddisfatti i massimi requisiti relativi all’industria manifatturiera e di processo.

Per la comunicazione orientata alla sicurezza PROFINET utilizza il profilo PROFIsafe. PROFIsafe è il primo standard di comunicazione secondo la norma di sicurezza IEC 61508 che consente la comunicazione standard e quella orien-tata alla sicurezza sullo stesso cavo di bus. Il vantaggio: oneri di cablaggio sen-sibilmente contenuti e ristretta varietà di componenti. Utilizzando il comprovato profilo PROFIsafe di PROFIBUS anche con PROFINET l’ampliamento degli impianti è possibile con estrema semplicità.

Comunicazione fail-safe tramite PROFINET.

Safety

Comunicazione S7 fail-safe

Comunicazione IO-Controller/IO-Device

Comunicazione IO-Controller/IO-Controller

1

2

1

2

1

IO Device

IO-Controller

PN/PN Coupler

IO Device

IO-Controller

Mobile Panel277F IWLAN

IndustrialEthernet

PROFINET

SCALANCE W786-2RRAzionamento

SINAMICS






Processo

Safety

24

Comunicazione IO-Controller/I-DP-Slave1 Comunicazione IO-Controller/DP-Slave2

1 2

IO-Controller

PROFIBUS

IO-Controller

IE/PB Link PN IO

I-DP Slave DP Slave DP Master

AzionamentoSINAMICS

IndustrialEthernet

PROFINET

PROFINET offre le seguenti possibilità per la comunicazione fail-safe:• Comunicazione fra IO-Controller oltre i

limiti della sottorete – ad esempio fra CPU fail-safe tramite PN / PN-Coupler.

• Comunicazione fra IO-Controller e IO-Device nella stessa sottorete (anche senza fili) – ad esempio CPU fail-safe e periferia decentrata SIMATIC ET 200 con moduli fail-safe.

Protezione da possibili erroriPer la comunicazione sicura, PROFIsafe utilizza la comunicazione PROFINET Real-Time. Tra una CPU fail-safe ed un’appa-recchiatura da campo fail-safe o un azio-namento vengono scambiati oltre ai dati utili anche le informazioni di stato e di comando. A questo scopo non è neces-sario nessun hardware addizionale.

Nella trasmissione delle informazioni esistono diverse potenziali fonti di errore: ad esempio errori nell’indirizzamento, perdita di indirizzo, ritardi ecc. PROFIsafe le contrasta utilizzando quattro provvedimenti:

• Numerazione progressiva dei dati PROFIsafe

• Sorveglianza del tempo• Sorveglianza delle autenticazioni

tramite password• Protezione ottimizzata CRC

(Cyclic Redundancy Check)

Le soluzioni già funzionanti possono essere ampliate senza modificarne il cablaggio.

Gli accoppiamenti tra reti consentono la comunicazione fail-safe fra PROFIBUS e PROFINET:• Comunicazione fra IO-Controller e DP-

Slave oltre i limiti di rete – ad esempio fra CPU fail-safe e la periferia decentra-ta SIMATIC ET 200 con moduli fail-safe tramite IE / PB Link PN IO e/o IWLAN / PB Link PN IO.

• Comunicazione Master/Slave fra IO-Controller e DP-Slave intelligente oltre i limiti di rete – ad esempio fra CPU fail-safe tramite IE / PB Link PN IO e/o IWLAN / PB Link PN IO.

Comunicazione fail-safe tra PROFIBUS e PROFINET

Safety

25

Prodotti che consentono di realizzare in modo semplice le applicazioni con PROFINET

Siemens offre per PROFINET una gamma completa

di prodotti che comprende i sistemi di automazione

SIMATIC, SIMOTION e SINUMERIK, i PC e le Work-

station. Le apparecchiature da campo decentrate

della famiglia di prodotti SIMATIC ET 200 possono

essere direttamente connesse a PROFINET.

Apparecchiature PROFIBUS già esistenti sono in

ogni caso integrabili in una soluzione PROFINET.

Lo spettro dei prodotti è completato da una vasta

gamma di componenti di rete attivi e passivi,

prodotti di Security per realizzare reti Ethernet

protette in sicurezza nei settori industriali nonché

dalla possibilità della comunicazione senza fili con

Industrial Wireless LAN.

26

PROFIBUS

AS-Interface

Controller

Switching

HMI

Security

IO-ControllerControllo numerico

Mobile Panel

Periferia decentrataPeriferia

decentrata

Accoppiamento tra reti

RFID

Accoppiamento tra reti

HMI

Periferia decentrata

Motion Control& Drives

Robotica

EmbeddedController

IndustrialEthernet

PROFINET


PROFIsafe PROFIsafe

PROFIsafe


Interruttori di prossimità

IO LinkMotion Control& Drives

Wireless

Wireless

31

3 CPU standard: • CPU 315-2 PN / DP• CPU 317-2 PN / DP• CPU 319-3 PN / DP3 CPU fail-safe:• CPU 315F-2 PN / DP• CPU 317F-2 PN / DP• CPU 319F-3 PN / DP

2 CPU standard • CPU 414-3 PN / DP• CPU 416-3 PN / DP1 CPU fail-safe:• CPU 416F-3 PN / DP

• SIMATIC S7-mEC RTX (HMI opzionale)

per SIMATIC S7-300:• CP 343-1 Lean• CP 343-1• CP 343-1 Advancedper SIMATIC S7-400:• CP 443-1• CP 443-1 Advancedper SINUMERIK 840D powerline:• CP 343-1• CP 343-1 Advanced

Switch (managed):• SCALANCE X-200• SCALANCE X-200 IRT• SCALANCE X-300• SCALANCE X-400• Media-Converter

(unmanaged):• SCALANCE X-100

SCALANCE X è la famiglia di Switch e Media-Converter Ethernet industriali per cavi in rame e in fibra ottica con grado di protezione IP20, IP30 e IP65. Gli switch sono componenti di rete attivi, che supportano sia Real-Time RT sia Isochronous Real-Time IRT per applicazioni con esigenze elevate.

I Media-Converter servono per la conversione di diversi mezzi trasmissivi nelle strutture di rete.

SCALANCE X

Gamma

Descrizione sintetica Controllore modulare per soluzioni di sistema nell’automazione manifatturiera nella fascia di potenzialità medio-bassa.

Famiglia di prodotti SIMATIC S7-300

Controllore modulare per soluzioni di sistema nell’automazione mani-fatturiera e nell’automazione di processo nella fascia di potenzia-lità medio-alta.

SIMATIC S7-400

Gamma

Descrizione sintetica

Campo di potenza:0,37 kW – 132 kW [G120]0,75 kW – 7,5 kW [G120D]

Sistema di azionamento con apparecchiature centrali (IP20 – G120) e decentrate (IP65 – G120D), dotato di più interfacce di comuni-cazione (RS485, PROFIBUS, PROFINET), con struttura modulare e funzionalità Safety Integrated. Particolarmente convincente: il recupero in rete dell’energia commutato dalla rete (Efficient Infeed Technologie) – realizzato al meglio per risparmiare energia e componenti addizionali.

Famiglia di prodotti SINAMICS G120 / G120D

Campo di potenza:0,12 kW – 250 kW [AC Drives]1,6 kW – 1200 kW [DC/AC Drives]1,6 kW – 4500 kW [CabinetModules]

Sistema di azionamento modulare e flessibile per applicazioni mono-asse e multiasse con funzionalità vettoriale e servo, controllo U/f, funzioni di posizionamento e Safety Integrated.

Collegamento a PROFINET tramite Communication Board CBE20 con switch a 4 porte integrato (DC/AC Drive).

SINAMICS S120

Campo di potenza:75 kW – 1500 kW [G130 / G150]75 kW – 1200 kW [S150]0,8 MW – 27 MW [GM150]5 MW – 30 MW [SM150]6 MW – 120 MW [GL150]

Sistemi di azionamento affidabili, com-patti e semplici da comandare, elevata potenza a tutti i livelli di tensione, po-tenza e performance. SINAMICS G130/G150/GM150 e GL150 sono gli appa-recchi per compiti di azionamento sen-za recupero di energia in rete, come nel caso di pompe, ventilatori, compres-sori, estrusori, miscelatori oppure maci-natori. SINAMICS S150 e SM150 sono destinati a compiti di azionamento complessi, con recupero di energia in rete, come nel caso di banchi di prova, centrifughe, dispositivi di solleva-mento, laminatoi e impianti minerari.

SINAMICS G130 / G150 / S150 / GM150 / GL150 /SM150

SIMATIC Embedded Controller con I/O standard, interfacce PC standard e ampliamenti per PC. Il controllore integra diverse funzionalità come comando, visualizzazione e compiti tipici di PC in un’apparecchiatura.

SIMATIC S7-mEC

Processori di comunicazione con capacità multiprotocollo per il collegamento diretto di SIMATIC S7-400, S7-300 e/o SINUMERIK 840D solution line a PROFINET/Industrial Ethernet – sgravano la CPU del controllore da compiti di comunicazione, elaborano più protocolli e consentono l’integrazione verticale.

Connessione di sistema per SIMATIC S7 e SINUMERIK

Sistemi di automazione

Controller

Azionamenti

Tecnica di azionamento

Componenti di rete attivi

Comunicazione industriale

• SIMOTION D410 PN• SIMOTION D425• SIMOTION D435• SIMOTION D445

• Microbox 427B-RTX• Microbox 427B-HMI / RTX• Panel PC 447B-HMI• Panel PC 447B-HMI / RTX

• SIMATIC WinAC RTX 2008 SIMATIC ET 200S:• IM 151-8 PN/DP CPU sulla base

di una CPU 314 basata su standard PROFINET (PROFIBUS opzionale)

• IM 151-8F PN/DP CPU (variante fail-safe)

SIMATIC ET 200pro:• IM 154-8 CPU sulla base

della CPU 315-2 PN/DP

• CP 1616• CP 1604• Dev. Kit DK CP 16xx PN IO• CP 1613 o CP 1623

con SOFTNET PN IO• PN CBA OPC-Server

FastConnect:• IE FC RJ45 Plug• IE FC M12 Plug PRO• IE FC RJ45 Modular Outlet• IE FC TP CableStrutture di reti ottiche:• IE SC RJ POF e PCF Plug PRO• Cavi FO in fibra di vetro• Cavi FO in POF e PCF• Termination Kit per FO in POF / PCF

Oltre al sistema FastConnect basato sulla tecnica in rame – con un’ampia gamma di cavi d’installazione industriali, scatole di collegamento, connettori (RJ45, M12 e Push Pull), cavi patch – è disponibile un’ampia gamma di mezzi trasmissivi ottici.

FastConnect (FC) e tecnica di rete ottica

Componenti di rete passivi

• IE / AS-i LINK PN IO

Accoppiamenti tra reti Industrial Ethernet e/o PROFINET e AS-Interface tramite Link, controllori oppure PC. La progettazione avviene tramite STEP 7.

per AS-Interface

• PN / PN Coupler

Il «PN / PN Coupler» è una unità di PROFINET per un accoppiamento dati IO esteso a tutto l’impianto, rapido e deterministico fra due reti PROFINET con mezzi semplici, e si adatta alla funzionalità del DP/DP Coupler.

da PROFINET a PROFINET

SIMOTION D

Sistemi Motion Control

Accoppiamenti tra reti

Basic Security Module : • SCALANCE S602VPN Security Module:• SCALANCE S612• SCALANCE S613Software Security:• SOFTNET Security Client

I moduli di sicurezza SCALANCE S sono concepiti appositamente per l’automazione industriale: il firewall protegge dagli accessi non autorizzati, VPN (Virtual Private Network) assicura un’autenti-cazione sicura e una trasmissione codificata dei dati, è inoltre possibile ottenere accessi più sicuri a distanza (ad es. via DSL tramite Internet). Il SOFTNET Security Client garantisce accessi sicuri da PC/notebook su apparecchiature di automazione protette da SCALANCE S.

SCALANCE S e Software Security

PROFINET IO:• IE / PB link PN IO • IWLAN / PB Link PN IO per il

collegamento senza fili tramite Industrial Wireless LAN

PROFINET CBA:• IE / PB Link per PROFINET CBA

Accoppiamenti tra reti Industrial Ethernet e/o PROFINET oppure Industrial WLAN e PROFIBUS via Link, controllori oppure PC per collegamento via cavo e senza fi li. La progettazione avviene tramite STEP 7.

per PROFIBUS

Embedded PC per montaggio su guida profilata o Embedded Panel PC (entrambi senza ventilatore e senza disco rigido) con Windows XP preinstallato, Software-PLC e/o HMI.

Controllore SIMATIC S7 come Software-PLC per il PC con sistema operativo Windows e ampliamento per funzionalità Real-Time.

SIMATIC WinAC Software-PLC

SIMATIC Microbox 427B / Panel PC 477B

IM 151-8(F) PN/DP CPU per SIMATIC ET 200S: sistema di periferia multifunzionale finemente modulare con intelligenza locale e grado di protezione IP20.

IM 154-8 CPU per SIMATIC ET 200pro: piccolo sistema di periferia multifunzionale con intelligenza locale e grado di protezione IP65/67.

SIMATIC ET 200 Modulo d‘interfaccia con CPU

Unità di comunicazione e software per il collegamento di PG/PC a PROFINET e per l’integrazione verticale.

Connessione di sistema per PG/PC/Software

Industrial Security

Sistema Motion Control con azionamento flessibile e scalabile. La funzionalità Motion Control è integrata direttamente nell’unità di regolazione del sistema di azionamento SINAMICS S120. Collegamento del SIMOTION D4x5 a PROFINET tramite Communication Board CBE30 opzionale con switch a 4 porte integrato.

SCALANCE W-740 Client Moduli per: • montaggio fuori quadro elettrico

(IP65)• montaggio in elettrico (IP30)

I Client Modules SCALANCE W-740 si prestano perfettamente all’interfacciamento di nodi/partner con connessione PROFINET/Industrial Ethernet (come ad es.: ET 200pro o ET 200S), che devono essere integrati in reti radio IWLAN e in ambiente PROFINET.

SCALANCE W-740 Client Modules

1 modulo d’interfaccia per PROFINET:• IM 154-4 PN HF

Sistema di periferia particolar-mente piccolo, molto robusto e potente, con grado di protezione IP65/67, per montaggio fuori quadro elettrico. Modulo d’inter -faccia con connessione in rame e switch a 2 porte integrato. Possibilità di utilizzo di comuni-cazione standard e/o fail-safe.

SIMATIC ET 200pro

4 moduli d’interfaccia per PROFINET: • IM 151-3 PN• IM 151-3 PN HF• IM 151-3 PN FO • IM 151-3 PN HS

1 variante di potenza perPROFINET:• SIMOTION P350

Sistema Motion Control con funzionamento basato su PC. Come sistema operativo viene usato Windows XP Professional, con funzionalità Real-Time per SIMOTION. Collegamento a PROFINET tramite l’opzione Communication Board MCI-PN con uno switch a 4 porte integrato con IRT.

SIMOTION P

SINUMERIK 840D sl: • NCU 720.2 PN • NCU 730.2 PN

Controllo numerico digitale CNC basato su azionamento per la fascia di potenza medio-alta con interfac-cia PROFINET integrata. Unitamente al SINAMICS S120, il controllo nume-rico fissa parametri di riferimento riguardo a scalabilità, flessibilità ed apertura.

SINUMERIK solution line

Sistemi CNC

Sistema di periferia multifun-zionale e a modularità fine con grado di protezione IP20. Modulo d’interfaccia con connes sione in rame oppure connessione FO e switch a 2 porte integrato. Possibi-lità di utilizzo di comunicazione standard e/o comunicazione fail-safe. Tecnica di azionamento integrata (avviatore motore e convertitore di frequenza).

SIMATIC ET 200S


1 modulo d’interfaccia per PROFINET:• IM 153-4 PN

Sistema di periferia a struttura modulare con grado di protezione IP20 – il sistema di periferia S7-300 multicanale. Modulo d’interfaccia con connessione in rame e switch a 2 porte integrato.

SIMATIC ET 200M

Per montaggio fuori quadro elettrico, IP65:• SCALANCE W-788Per montaggio dentro quadro elettrico, IP30:• SCALANCE W-784Per elevati requisiti climatici, IP65:• SCALANCE W-786

Access Points IWLAN basati su standard, in design robusto, e con integrate funzioni di sicurezza e funzioni estese (ad es. riserva di banda dati e Rapid Roaming) – per l’integrazione performante di apparecchiature da campo a controllori.

SCALANCE W-780 Access Points

• IWLAN RCoax Cable

Cavo di guida d’onda di fuga utilizzato come antenna speciale per Access Points SCALANCE W in ambienti difficili per la radio-comunicazione.

Cavo di guida d’onda di fuga

Sensore per la ricerca di oggetti:• SIMATIC VS120Sensore per la lettura di codici Data-Matrix:• SIMATIC VS130-2Telecamera intelligente:• SIMATIC VS720A

Sensori di visione intelligenti per la localizzazione di oggetti e la verifica di forma (SIMATIC VS120) e per la lettura di codici Data-Matrix (SIMATIC VS130-2) nonché telecamere intelligenti della serie VS720A/S per l’ispezione automatica, il controllo della qualità, la sorveglianza della produzione o il riconoscimento di pezzi possono funzionare come IO-Devices collegati a PROFINET.

Machine Vision SIMATIC MV

• SIMATIC RF170C• SIMATIC RF180C

SIMATIC RF 170C è un modulo di comunicazione per il collegamento di sistemi RFID a PROFINET tramite la periferia decentrata SIMATIC ET 200pro. Con il modulo di comunicazione RF 180C è possibile il collegamento diretto a PROFINET. Le stazioni di lettura/scrittura di tutti i sistemi RFID possono funzionare in collegamento con i moduli di comunicazione. Tutti offrono PROFINET onboard e uno switch a 3 porte integrato per la realizzazione di strutture lineari e ad albero.

SIMATIC RFIDModuli di comunicazione

Industrial Mobile Communication

Sensoristica

Sensoristica

Development Kit DK :• ERTEC 200 PN IODevelopment Kit DK:• ERTEC 400 PN IODevelopment Kit per PROFINET IO-Device

Ethernet Controller assai perfor-manti con switch Real-Time per l’integrazione della comunicazione in tempo reale PROFINET (RT e IRT): ERTEC 400 con switch a 4 porte integrato, ARM 496 RISC nonché PCI Interface e ERTEC 200 con switch a 2 porte integrato, ARM 496 RISC e Phys integrati (Phys = moduli di collegamento fisici). Development Kits, che supportano lo sviluppo in proprio di IO-Devices PROFINET – incl. hardware e software (ERTEC).

Development Kit per ERTEC e PROFINET IO

• SIMATIC STEP 7 V5.4 SP4

Questo è il software di pro-grammazione più conosciuto ed utilizzato in tutto il mondo nell’automazione industriale. Passaggio agevole da PROFIBUS a PROFINET grazie all’engineering unitario. Semplice passaggio da PROFIBUS a PROFINET grazie all’omogeneità dell’engineering e della diagnostica.

SIMATIC STEP 7

• SIMATIC Panel PC 477B• SIMATIC Panel PC 677B

I SIMATIC Panel PC rivelano i loro punti di forza nelle applicazioni per servizio e supervisione in vicinanza delle macchine, ma si prestano anche, come potenti PC industriali, ad ulteriori compiti, come ad esempio il comando, la regolazione, l’elaborazione dati e il Motion Control, per citarne solo alcuni.

Panel PC

• SIMATIC Microbox PC 427B• SIMATIC Box PC 627B• SIMATIC Box PC 827B

I SIMATIC Box PC sono PC indu-striali particolarmente robusti e affidabili in forma costruttiva compatta per l’installazione in macchine, cassette di comando e quadri elettrici. Essi si distinguono per l’elevata performance in spazio ridotto e per la struttura modulare a vantaggio di un service facilitato.Tutti offrono PROFINET onboard e uno switch a 3 porte integrato per la realizzazione di strutture lineari e ad albero.

Box PC

• SIMATIC Rack PC 847B

Il SIMATIC Rack-PC 847B è un robusto PC industriale ampliabile al massimo nel formato 19” (4HE, HE = unità di altezza). Esso garantisce una grande sicurezza dell’investimento grazie alla disponibilità a lungo termine e garantisce in ambienti particolarmente gravosi – con forti sollecitazioni dovute a urti, temperatura e presenza di polvere – un funzionamento sicuro in applicazioni industriali. Esso offre PROFINET onboard e uno switch a 3 porte integrato per la realizzazione di strutture lineari e ad albero.

Rack PC

PC industriali Apparecchiature di servizio e supervisione

• MP 277• MP 377

Comando e sorveglianza di macchine in diverse classi di potenza come Touch Panel (TP) con display tattile o come Operator Panel (OP) con tastiera a membrana.

SIMATIC Panels / Multi Panels

• Mobile Panel 177• Mobile Panel 277• Mobile Panel 277 IWLAN

(anche con funzione di sicurezza)

Le apparecchiature di comando portatili rendono possibile il servizio e la supervisione sul luogo effettivo delle operazioni, con contatto visivo sul processo. Safety Wireless mette a disposizione funzioni di sicurezza (arresto di emergenza e tasto di consenso) in qualsiasi punto di una macchina o di un impianto – senza fili con Industrial WLAN.

SIMATIC Mobile Panels

• SIMOTION SCOUT V4.1

SIMOTION SCOUT è il tool di engineering per il sistema di Motion Control di SIMOTION. La progettazione di apparecchiature da campo PROFINET viene svolta secondo le consuete modalità di PROFIBUS.

SIMOTION SCOUT

• SIMATIC iMap V3.0 SP1

SIMATIC iMap è il tool di engi-neering per Component Based Automation. Esso integra le applicazioni distribuite su tutto l’impianto, indipendentemente dal costruttore. Esso consente inoltre la semplice comunicazione macchina-macchina – configurare la comunicazione anziché programmarla.

SIMATIC iMap

• SINEMA E Lean• SINEMA E Standard

SINEMA E (SIMATIC Network Manager Engineering) è un tool software per la pianificazione, configurazione, simulazione e misurazione (Site Survey) efficienti di applicazioni industriali WLAN, conformemente allo Standard 802.11 a / b / g / h in aree interne ed esterne. La rete pianificata e misurata può essere completa-mente documentata.

SINEMA E

Software / Engineering

Engineering Tools

Tecnologia

Componenti tecnologici

più duraturo di macchine singole funzionanti al limite e conca tenate rigidamente. Tutto ciò viene ottenuto con un controllore cen trale tramite PROFINET – per il trasferimento in tempo reale dei dati d‘au tomazione e logistici nonché rilevanti per la sicurezza in modo altamente performante.

VantaggiLa lavorazione completa dei pezzi riduce i tempi di messa a punto e i tempi inattivi – per ottenere maggiore produttività. Il criterio centrale di controllo con PROFINET consente il risparmio del PC nella macchina. Altri vantaggi: la gestione centrale del programma e dei pezzi e un sistema ottimale di concatenazione con disponibilità elevata di ogni macchina per la lavorazione. In questo modo vengono agevolati gli ampliamenti futuri di MLS. PROFIsafe consente una sicurezza più elevata con Categoria di sicurezza 3, rende superfluo il relé di sicurezza e permette di realizzare un quadro elettrico compatto e ordinato. Gli azionamenti SINAMICS S120 consentono una riduzione della potenza dissipata e un miglioramento della capacità di alimentazione / di recupero, ottenendo contemporaneamente una riduzione del fabbisogno di spazio. Tutto ciò riduce del 20 % la superficie di layout rispetto a impianti simili. In altre parole: maggiore modularità e scalabilità per un concetto flessibile della macchina.

EsigenzeLa Gebrüder Heller Maschinenfabrik GmbH è specializzata in macchine per la lavorazione ad asportazione di truciolo di metallo. Per i suoi clienti del settore dell’industria automobilistica questa azienda presente in tutto il mondo realizza soluzioni altamente flessibili, affidabili e durature: sistemi che consentono anche in futuro la produzione di una gamma di pezzi finora sconosciuti, a prezzi convenienti, e che consentono di reagire con una produttività elevata a quantitativi flessibili – con bassi costi di ciclo di vita. A tale scopo Heller investe su un‘interconnessione in rete omogenea – con PROFINET.

SoluzioneL’Heller ModuleLineSystem (MLS) è un sistema di produzione innovativo, omogeneo, interconnesso in rete e flessibile. Esso assicura il libero tra - sporto dei pezzi e degli utensili fra i moduli flessibili di lavorazione, me-diante Mobile Handlings Units. MLS è dotato di un’automazione unica nel suo genere, di una comunicazione SIMATIC S7 fail-safe, SIMATIC NET Wireless per il controllore centrale, e di SINUMERIK 840D sl per le macchine di lavorazione. Ciò consente una lavorazione completa dei pezzi su cin - que lati e permette di reagire con flessibilità e a costi convenienti ai cambiamenti di produzione. Grazie alla sua struttura modulare e alla scalabilità, MLS è decisamente più flessibile e produttivo, e quindi anche

Gebrüder Heller Maschinenfabrik GmbH – Macchine utensili e sistemi di produzione, Germania

Storie di successo

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EsigenzeCon 320.000 unità lavorative distribuite in più di 60 Paesi, Arcelor Mittal è attestata a livello mondiale al primo posto nel settore dell’industria siderurgica. L’azienda, la cui costituzione è stata definita con successo nel 2007 come risultato dell’offerta di accorpamento, unisce i due giganti dell’acciaio su scala mondiale – Arcelor e Mittal Steel. Arcelor Mittal è al vertice dei mercati mondiali più importanti, fra i quali vanno citati i settori dell’industria automobilistica, delle costruzioni, dell’edilizia, degli elettro-domestici e dell’imballaggio. Arcelor Mittal è un’azienda leader nel settore Ricerca e Sviluppo e nella tecnologia e dispone di considerevoli scorte proprie di materie prime e di eccellenti reti di distribuzione. Per uno dei suoi stabili-menti in Francia Arcelor Mittal ha pianificato l’introduzione di un sistema eco-nomico di trasporto, che si contraddistingue per l’altissimo grado di sicurezza e affidabilità e che contribuisce anche ad una riduzione dei costi generali di manutenzione. Fanno parte degli ulteriori progetti dell’azienda l’installazione, la messa in servizio rapida e l’integrazione del livello MES.

SoluzioneL’integratore di sistema 4IT ha optato per una soluzione Siemens senza fili, basata su PROFINET. Due gru da trasporto automatizzate e due autoveicoli senza conducente (AGV) sono collegati senza fili ai componenti SCALANCE W. Sulle unità mobili sono impiegati la SIMATIC CPU 317-2 PN/DP come IO-Controller e SIMATIC ET 200S come periferia decentrata – oltre al Touchpanel TP 170A per il servizio e la supervisione in loco. Gli switch SCALANCE X-208 servono come infrastruttura di rete.

VantaggiLa nuova soluzione è convincente da tutti i punti di vista e si contraddistin-gue per il grado elevato di flessibilità e per la disponibilità dell’impianto. I componenti Industrial WLAN SCALANCE W sono straordinariamente affidabili e hanno consentito con rapidità l’installazione e la messa in servizio della soluzione, che basandosi sull’impiego omogeneo e integrato di Ethernet ha potuto essere agevolmente integrata al livello di controllo e al livello MES. Grazie alla straordinaria performance del sistema di trasporto, l’integratore di sistema sta già lavorando a ulteriori progetti, sulla base della stessa tecnologia: PROFINET e IWLAN.

Arcelor –Industria siderurgica, Francia

Xuzhou –Industria del tabacco, Cina

EsigenzeL’industria del tabacco Xuzhou, fondata nel 1939 nella Provincia orientale Jiangsu è una delle più grandi fabbriche di tabacco della Cina, con un patrimonio di impianti pari a 1,7 miliardi di RMB (125.120.428 $) e con una produzione annua di 0,5 milioni di stecche di sigarette. Questo produttore di sigarette era interessato alla realizzazione di una soluzione innovativa di automazione, che offrisse maggiore flessibilità per la produzione di un numero superiore di varianti di prodotto. Ulteriori esigenze di sistema del cliente erano l’agevolazione della tracciabilità dei processi di produzione e una riduzione complessiva dei costi di produzione.

SoluzioneIl cliente ha deciso di scegliere come soluzione il sistema modulare con PROFINET CBA (Component Based Automation), che gli offre il necessario grado di flessibilità. La soluzione di Siemens comprende più di 10 SIMATIC CPU S7-400 con i processori di comunicazione SIMATIC NET CP 443-1 Advanced e più di 60 apparecchiature periferiche SIMATIC ET 200S con integrata l’interfaccia PROFINET. Vengono inoltre impiegate stazioni di servizio e supervisione con WinCC, basate su Panel PC di SIMATIC e CP 1616. Gli switch industriali SCALANCE X-400 rappresentano la struttura portante della rete.

VantaggiGrazie alla riduzione dei tempi di produzione, la nuova soluzione ha portato a considerevoli risparmi di costi. L’aumentata flessibilità di sistema grazie al design modulare di PROFINET CBA rende possibile un più rapido adattamento della produzione alle esigenze del mercato. Il sistema consente inoltre una registrazione in tempo reale dei processi di produzione in corso.

Storie di successo

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Hennessy – Produzione e imbottigliamento di cognac, Francia

EsigenzeLa linea principale nello stabilimento di imbottigliamento La Vignerie di Hennessy è la «Linea 11», la linea di produzione automatizzata per l’imbot-tigliamento del cognac VS e VSOP. Il processo produttivo di questi pregiati liquori richiede un’assoluta affidabilità e velocità nell’impostazione degli impianti e nel trasferimento dei dati all’interno della struttura. Deve inoltre essere assicurata la disponibilità degli impianti e dei componenti di automa-zione in ogni momento.

SoluzionePer soddisfare queste elevate esigenze, il produttore di cognac ha adottato una rete PROFINET ridondante di Siemens con controllori della serie SIMATIC S7-300. La qualità deterministica di PROFINET CBA (Component Based Automation) basata sulla comunicazione in tempo reale PROFINET RT, grazie alla quale i controllori degli impianti di produzione vengono collegati ai controllori del nastro trasportatore, garantisce qui l’affidabilità e la performance ottimale di tutta la struttura impiantistica. E per quanto riguarda la velocità: il dialogo tra i singoli componenti della linea 11 si basa su uno scambio di max. 200 parole dati tramite la rete con un tempo di ciclo garantito di 50 ms. Con questa architettura diventa possibile un collegamento alla rete Ethernet aziendale, cosicché si possono integrare singoli moduli dal sistema gestionale SAP-ERP di Hennessy. Tutti i controllori (SIMATIC S7-300 con CPU 315-2 PN/DP) della linea, costituita da 3 vie di trasporto e 8 impianti di produzione, sono collegati tramite switch SCALANCE X204-2 alla rete PROFINET, configurata ad anello ridondante. Solo il primo azionamento del trasporto ha in più lo switch X202-2IRT, che comanda la ridondanza d’anello e, se necessario, l’autorigenerazione dell’anello.

VantaggiLo scambio di informazioni tramite PROFINET CBA è semplice da realizzare. I componenti software possono essere inseriti, sostituiti e interconnessi per Drag&Drop dagli sviluppatori – ciò significa un enorme guadagno di tempo sia nella fase di progettazione sia nella successiva realizzazione della comunicazione tra i controllori. Inoltre, la soluzione adottata per Hennessy garantisce sia l’elevata affidabilità richiesta sia l’aumentata efficienza degli impianti.

Storie di successo

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BMW – Industria automobilistica, Monaco

EsigenzePresso il costruttore di automobili a Monaco era necessaria la moderniz-zazione di una linea di presse, poiché in parte non era più assicurata la disponibilità di ricambi. Questa modernizzazione comprendeva una tra-sformazione dell’automazione delle stazioni di alimentazione nel sistema di Motion Control SIMOTION D con azionamenti SINAMICS S120. In impianti di produzione complessi dell’industria automobilistica è assoluta-mente necessaria una comunicazione standardizzata e omogenea, poiché solo così è possibile comandare, sorvegliare, ottimizzare, diagnosticare e mantenere con efficienza i processi produttivi.

SoluzioneNella modernizzazione della linea di presse della BMW a Monaco ha trovato impiego per la prima volta PROFINET – sia nel livello di campo sia nell’inte-grazione orizzontale. L’automazione della linea viene ora comandata in modo decentrato – ognuno dei gruppi funzionali installati ha un proprio controllore. La comunicazione ciclica gira nel livello di campo tramite PROFINET con RT (Real-Time); il bus di campo finora esistente è stato pertanto sostituito. Il conca tenamento delle singole CPU SIMOTION D445 delle linea di presse è realizzato in un ramo PROFINET con capacità IRT (Isochronous Real-Time). E’ così assicurata in primo luogo la sincronizzazione dei clock dei regolatori di posizione di tutte le CPU e in secondo luogo il coordinamento delle stazioni di alimentazione con la funzione SIMOTION «Sincronismo distribuito». E’ garantita un’integrazione orizzontale diretta. Grazie all’apertura dello standard PROFINET è possibile integrare facilmente tramite moduli d’interfaccia componenti senza capacità PROFINET delle presse.

VantaggiCon l’impiego di PROFINET in soluzioni di automazione complesse, come presso la BMW a Monaco, l’intero processo diventa più sicuro, con la con-seguenza di una migliore efficienza, una maggiore produttività e una resa aumentata. L’impiego dello standard PROFINET assicura già oggi alla BMW, uno dei più innovativi produttori di automobili al mondo, futuri vantaggi di produttività e di competitività.

CAMotion Inc. – Industria meccanica, USA

EsigenzeQuesto integratore di sistema statunitense con sede ad Atlanta, Georgia, ha realizzato per uno dei suoi clienti una rete innovativa di controllo per la sicurezza per grandi sistemi di robot con gru a trasporto aereo – una soluzione innovativa con la quale è possibile far funzionare una comu-nicazione standard e fail-safe senza fili. Il committente sperava inoltre di ottenere dalla nuova soluzione risparmi di costi rispetto alle soluzioni tra-dizionali, un elevato grado di robustezza e affidabilità, e una riduzione al minimo dei rischi. Un altro aspetto importante: la durata nel tempo. La soluzione doveva poter essere ampliabile in modo flessibile e doveva essere adattabile alle esigenze correnti.

SoluzioneCAMotion ha scelto quella che – secondo quanto l’azienda stessa ha di-chiarato – è l’unica soluzione possibile in grado di garantire le elevate prestazioni richieste: una combinazione di controllori fail-safe Siemens, collegati tramite PROFINET con profilo PROFIsafe ai componenti di sicu-rezza utilizzati. Trovano impiego la SIMATIC CPU 315F-2 PN/DP (a terra) e la periferia fail-safe SIMATIC ET 200S con moduli di sicurezza (sulla gru mobile). La base per la comunicazione senza fili è data dagli Industrial Wireless LAN Access Points SCALANCE W-788 e gli Industrial Ethernet Switch SCALANCE X-208.

VantaggiLa soluzione di CAMotion è una vera e propria pietra miliare nell’auto-mazione: per la prima volta Safety e la comunicazione wireless vengono combinate in una sola applicazione. Il committente si è dichiarato entusiasta anche per tutti gli altri aspetti. È possibile ottenere considerevoli risparmi di costi, perché adesso è necessaria una sola rete per tutti i compiti. Da quando è stata messa in servizio, la soluzione flessibile, amplia-bile e modulare funziona in modo straordinariamente affidabile, e i lavori di manutenzione sono semplici da eseguire. Ciò dipende anche dalle con-fortevoli possibilità diagnostiche e dall’efficace eliminazione degli errori.

Storie di successo

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Per maggiori informazioni

su PROFINET:www.siemens.com/profinet

Informazioni su PROFINET presso PROFIBUS International:www.profinet.com

Informazioni sulla tecnologia PROFINET:www.siemens.com/ertec

www.siemens.com/profinet

Con riserva di modifiche 04/08N. di ordinazione: E20001-A22-M116-X-7200DISPO 063342100/10762 ML.016DS.52808 WS 040810.Stampato in Germania © Siemens AG 2008

Le informazioni riportate in questo depliant contengono solo descrizioni e caratteristiche che potrebbero variare con l’evolversi dei prodotti o non essere sempre appro-priate, nella forma descritta, per il caso applicativo con-creto. Le caratteristiche richieste saranno da considerare impe gnative solo se espressamente concordate in fase di defi nizione del contratto.

Tutte le denominazioni di prodotto possono essere marchi o nomi specifici di prodotto della Siemens AG o di altre aziende subfornitrici, il cui utilizzo da parte di terzi per propri scopi può violare i diritti dei proprietari.

Siemens S.p.A.Settore Automation & DrivesViale Piero e Alberto Pirelli 1020126 MilanoTel. 0224363333/Fax. 0224362890

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