90624 WS Profinet Technik ita - w5.siemens.com · Safety Integrated Safety Integrated soddisfa...

PROFINETAnswers for industry.

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

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 ...

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

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.

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La comunicazione industriale gioca un ruolo importante per l’intera tecnica di automazione. PROFINET, lo standard leader Industrial Ethernet, offre vantaggi decisivi che aumentano la capacità di reazione e l’affidabilità dei vostri pro -cessi. Concetti di macchine modulari e flessibilità elevata nella realizzazione di strutture di automazione vi garantiscono brevi tempi di reazione. Alte velocità di trasmissione e possibilità d’impiego di Industrial 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 assicurano la disponibilità costante del vostro impianto. PROFIBUS e PROFINET sono leader di mercato nel campo di azionamenti con interfacce digitali. PROFINET si basa su

IT-Standards, supporta TCP/IP senza limitazioni e consente 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 esistentiAnche 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 ininterrotto, ad es. nel miglioramento del la velocità di trasmissione. Per l’uti-lizzo di Ethernet, in modo da soddisfare le pesanti esigenze dell’industria, noi offriamo da oltre 20 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 leader Industrial Ethernet.

... dall’ufficio fino alla produzione.

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Safety Integrated Safety Integrated soddisfa tutti i requisiti necessari per quanto concerne la sicurezza richiesta per l’uomo, la macchina e l’ambiente. Inoltre, l’utilizzo di PROFINET con PROFIsafe consente di creare una rete per la comunicazione standard e orientata alla sicurezza – su un solo cavo oppure anche senza fili con Industrial Wireless LAN (IWLAN).

La soluzione per tutte le esigenze.

Tecnica d’installazione adatta per

impieghi industriali, funzionalità Real-

Time, integrazione di apparecchiature

da campo decentrate, azionamenti,

applicazioni Motion Control con

sincronismo di clock, gestione e

diagnostica della rete semplificate,

protezione da accessi non autorizzati,

engineering efficiente e indipendente

dal costruttore ed elevata disponibilità

di macchine e impianti: con PROFINET, lo

standard Industrial Ethernet leader del

settore e indipendente dal costruttore,

tutte queste esigenze sono soddisfatte.

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 della rete PROFINET è basato con coerenza sulla tecnologia Switching a 100 Mbit/s e supporta oltre al cablaggio a stella usuale per Ethernet anche strutture di rete lineari e ad anello. Ciò riduce al minimo l’onere di cablaggio e comporta un elevato grado di flessibilità. La comunicazione senza fili mediante IWLAN offre nuove possibilità di applicazioni nell’industria – persino la funzionalità di servizio e supervisione è possibile senza fili.

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Azionamenti e Motion ControlPROFINET offre una soluzione di comu-nicazione omogenea per la tecnica di azionamento – da compiti semplici come la regolazione di pompe e ventilatori fino ad applicazioni di Motion Control ad alta performance e con sincronismo di clock.

PROFINET

Azionamenti e Motion Control

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.

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.

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.

Processo

Intelligenza distribuita

Apparecchiature da campo decentrate

Safety Comunicazione Real-Time

Installazione della rete

IT-Standards & Security

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PROFINET: uno standard si afferma.

PROFINET è supportato da PROFIBUS & PROFINET International, la più grande organizzazione al mondo di bus di campo con più di 1.400 iscritti. Ne fanno parte i fornitori leader di tecnica di automazione e gli utenti – sia della tecnica manifattu-riera sia dalle tecnologie processo. Con 2,1 milioni di nodi installati (stato alla fine del 2009) PROFINET è lo standard Industrial Ethernet leader al mondo. L’architettura di PROFINET viene elaborata da 35 gruppi di lavoro, dei quali fanno parte specialisti provenienti da più di 70 aziende. Più di 300 prodotti PROFINET di circa 50 aziende sono già presenti sul mercato.

Per la certificazione dei prodotti sono stati allestiti 10 laboratori di prova accre-ditati e 16 centri di addestramento. La rete mondiale con più di 40 PROFIBUS Competence Center vi offre il supporto necessario per rispondere a tutte le domande riguardanti PROFINET. Sono inoltre a vostra disposizione i seguenti Siemens Competence Center:

ComDeC, Germania, contatto:[email protected]

PIC, USA, contatto: [email protected]

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.

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Utilizzato con successo in Cina …Dopo che PROFIBUS, quale unico bus di campo finora, 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 standar-dizzazione hanno assegnato anche a PROFINET lo stato di una norma speri-mentale del Tipo GB / Z. Al momento sono in corso procedure per lo sviluppo di questo standard. L’obiettivo è garan -tire che vengano sempre standardizzate in Cina le versioni attuali di PROFINET. Questo successo delle procedure di stan-dardizzazione costituisce la base per favorire un ulteriore e rapido consolida-mento di queste due tecnologie.

... e nell’industria automobilistica tedescaUno dei motivi per cui PROFINET si è sviluppato come standard Industrial Ethernet leader in tutto il mondo è do-vuto all’AIDA (Automatisierungsinitiative Deutscher Automobilhersteller, Iniziativa per l’Automazione delle Industrie Auto-mobilistiche tedesche) che nel 2004 si è espressa per il supporto e l’inserimento di

PROFINET nell’automazione dei suoi processi di produzione. Nel frattempo in queste aziende le soluzioni PROFINET sono diventate un ovvio standard per i nuovi impianti.

AIDA valuta molto positivamente in parti-colar modo gli aspetti di omogeneità e in-tegrazione. Un sistema di bus omogeneo per tutte le esigenze consente una messa in servizio più rapida e tempi di riconver-sione più brevi. Con PROFIsafe si possono integrare nella linea di produzione in modo rapido e semplice anche compo-nenti addizionali di Safety, perfino senza fili.

Verso una fabbrica ecologica: PROFIenergyPROFIenergy è un profilo che mette a dis-posizione delle apparecchiature da cam-po PROFINET funzioni e meccanismi che supportano una produzione efficiente a livello energetico. Il profilo definito dalla PNO indipendente dal costruttore e dall’apparecchiatura consente all’utente di ridurre notevolmente il fabbisogno energetico e le spese: con PROFIenergy

si possono disinserire in modo mirato gli utilizzatori non necessari. In questo modo si riducono in modo consistente le spese energetiche nelle pause di produzione. PROFIenergy consente la semplice inser-zione e disinserzione automatica di sezio-ni d‘impianto unite a livello tecnologico. Il coordinamento avviene tramite un con-trollore sovraordinato, l’interconnessione in rete tramite PROFINET. Nelle pause lunghe si risparmia quindi quanta più energia possibile. Le sezioni d’impianto, che vengono disattivate per breve tempo, contribuiscono alla distribuzione omo-genea dell’energia e a un suo utilizzo ottimale.

L’integrazione in famiglie di prodotti noti facilita al costruttore di macchine l’impiego di PROFIenergy. Inoltre PROFIenergy è definito in modo che i blocchi funzionali necessari possano essere integrati facilmente a posteriori in automazioni esistenti.

Siemens offre già ora diversi componenti che supportano PROFIenergy.

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Comunicazione Real-Time

Comunicazione Real-Time scalabile con PROFINET


La performance supera quella dei nor -mali bus di campo e consente tempi di reazione dell’ordine di microsecondi. Allo stesso tempo, la potenza di processore necessaria per la comunicazione si riduce sensibilmente nell’apparecchiatura. Con questa soluzione è possibile l’utilizzo di componenti standard di rete idonei per l’industria.

Gli switch di SIMATIC NET consentono inoltre una trasmissione ottimizzata dei dati. I pacchetti dati sono, infatti, 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 priorità standard la Priorità 6, il secondo livello più ele -vato. Questo assicura un trattamento prioritario rispetto ad altre applicazioni alle quali è assegnato un livello di priorità inferiore. RT è la comunicazione in tempo reale per applicazioni standard per il collegamento di apparecchiature da campo, come periferia decentrata e azionamenti, o per la realizzazione di strutture di automazione distribuite con PROFINET CBA ed è quindi diventata uno standard in SIMATIC.

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.

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.



IT-Standards& Security


Apparecchiatureda campo

decentrate

Processo

Safety

PG / PC

100 ms

Factory Automation Motion Control

250 µs

Servizi IT TCP/IP

Isochronous Real-Time

IndustrialEthernet

PROFINET

Real-Time


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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 de-terministica 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.

In IRT la comunicazione isocrona sul bus viene elaborata con sincronismo di clock nei controllori e nei device. Questo è un «must» per le applicazioni di Motion Control.

Per i controllori SIMATIC la funzionalità IRT consente il governo sicuro di processi veloci per:

• l’utilizzo di una rete per dati di pro-cesso e dati Ethernet standard con grande traffico di dati (ad es. sistemi Vision o SCADA) senza influsso dei dati di processo.

• strutture di macchine/impianti con l’in-terconnessione in linea di molti nodi/partner e un breve tempo di aggiorna-mento.

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’ERTEC 200 in apparecchiature semplici (IO, azionamenti). A supporto dello sviluppo di proprie apparecchiature sono disponibili «Development Kit» e «Competence Center».

Il principio del Isochronous Real-Time: Intervalli temporali e canali distinti per comunicazione isocrona e 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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L’interazione di IO-Devices e IO-Controller

campo più diffusi. Grazie all’integrazione della funzionalità Switching nelle apparec-chiature, ad es. in quelle decentrate da campo SIMATIC ET 200S, ET 200M, ET 200pro oppure in convertitori di frequenza SINAMICS, utilizzando tecniche consolidate è possibile realizzare strutture lineari orien-tate di rettamente alla struttura della mac-china e del sistema. Si ottiene così un note-vole ri sparmio in termini di cablaggio e di com po 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 CPU PROFINET per il SIMATIC ET 200S. Se invece preferite strutture di automazione Embedded o PC-based, potete comunque approfittare delle possibi-lità di ampliamento e della grande perfor-mance di PROFINET. I prodotti di automa-zione 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 2009 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 de-centrata, PROFINET supporta un modello Provider/Consumer. Il Provider invia al Con-sumer 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

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 program-ma zione/PC con funzioni di messa in servi zio e di diagnostica oppure appa-rec 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.







decentrate

Processo

Safety

Controllore modulare

Embedded Controller

PROFINET

SINAMICS

Microbox

IndustrialEthernet

SIMATIC MV440Sistema di lettura a codice

SIMATIC ET 200M

Apparecchiature da campoIO-Devices

SIMATIC ET 200pro

SIMATIC S7-300 con CP 343-1 LEAN

Comando IO-Controller

PG/PCIO-Supervisor


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I-Device rende il controllore modulare e l’architettura della topologia più snelli e flessibili

Con Shared Device diversi controllori possono utilizzare lo stesso IO-Device

Configurazione esemplificativa per il Media Redundancy Protocol

PROFINET

IndustrialEthernet

IO-Device

IO-Controller

IO-Device

IO-Device, Controller (iDevice)

IndustrialEthernet

PROFINET

IO-Device

IO-Controller 1 IO-Controller 2

controllori sovraordinati o centrali come IO-Device. Questa comunicazione ha luogo contemporaneamente sullo stesso bus. Con I-Device l’architettura della topo-logia si snellisce e diventa più flessibile, permettendo il semplice collegamento di controllori assegnati a diversi progetti come anche l’integrazione di controllori Siemens e di terzi all’interno della rete di comunicazione.

Shared DeviceCon questa funzionalità diversi controllori SIMATIC utilizzano lo stesso PROFINET IO-Device. Questo comporta una configu-razione di sistema semplice ed economica. Questo vale ad es. per applicazioni in cui la CPU standard funziona separatamente dalla CPU fail-safe. Occorre installare meno apparecchiature remote nel campo, perché si possono trasferire i dati a un «remote head» completo da diverse CPU. Inoltre si possono assegnare in modo flessibile canali e moduli.

Media Redundant Protocol (MRP)Si può ottenere una maggiore disponibi-lità degli impianti con un’installazione ri-dondante (topologia ad anello). La ridon-

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.

Intelligent Device (I-Device)Con questa funzionalità PROFINET con-sente in una tipica soluzione di automa-zione con diversi controllori interconnessi in rete non solo una comunicazione ai de-vice sottordinati come IO-Controller, ma anche una comunicazione IO con gli altri

danza dei mezzi trasmissivi può essere realizzata da una parte utilizzando switch, dall’altra anche direttamente tramite interfacce integrate PROFINET a controllori SIMATIC e unità I/O distribuite. Grazie al protocollo MRP si possono rag-giungere tempi di riconfigurazione di 200 ms. Nel caso di un’interruzione della comunicazione solo in una parte dell’installazione ad anello, si evita quindi un fermo impianto e si possono effettuare gli interventi di manutenzione e ripara-zione con tranquillità.


SIMATIC S7-400

SIMATIC ET 200

SIMATIC S7-300

Anello (MRP)

SIMATIC ET 200pro

PROFINET

IndustrialEthernet

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Vista topologica dell’impianto Diagnostica nell’HMI con il pacchetto di diagnostica «PNIODiag»






decentrate

Processo

Safety

Vista topologica dell’impianto per maggiore trasparenzaPer le reti PROFINET l’editor di topologia nel tool di engineering offre la possibilità di rappresentare graficamente e in modo semplice le interconnessioni delle porte delle apparecchiature. L’editor si avvia facilmente con doppio clic sul corrispon-dente segmento PROFINET in HW-Config o con un richiamo diretto dal programma. Un confronto online/offline identifica le porte comunicanti e le rappresenta in forma tabellare o grafica. Una visualizza-zione semplice della topologia è disponi-bile anche nella vista Web dei controllori SIMATIC S7. Grazie al rilevamento, alla rappresentazione e al monitoraggio dei collegamenti fisici tra apparecchiature in PROFINET IO, si possono facilmente monitorare anche reti complesse. Inoltre l’editor di topologia offre un’ampia diagnostica relativa a tutti i componenti durante l’esercizio e un supporto per la documentazione dell’impianto.

DiagnosticaPROFINET IO supporta un concetto di dia-gnostica omogeneo per un’efficiente lo-calizzazione ed eliminazione di eventuali errori fino al singolo canale. Se si verifica un errore, l’IO-Device interessato genera un allarme di diagnostica per l’IO-Control-ler. Quest’ultimo richiama nel programma applicativo un’apposita routine per reagire all’errore. In alternativa, le informazioni di diagnostica possono anche essere lette e visualizzate direttamente dall’IO-Device. Un meccanismo di conferma per riconoscimento assicura la possibilità di un’elaborazione sequenziale degli errori.

In questa soluzione di sistema è integrata anche la tecnica di rete come gli switch. Per semplificare l’analisi diagnostica di unità periferiche decentrate in collega-mento con SIMATIC S7, Siemens offre il pacchetto di diagnostica visivo «PNIODiag», gratuito e scaricabile da Internet: www.siemens.de/automation/service&support. Questa funzionalità integrata offre vantaggi nella fase di engineering, nella messa in servizio e durante l’esercizio dell’impianto.


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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 200pro

ET 200S

IWLAN/PB LinkPN IO

SIMATIC PX IO-Link

SINAMICS S120


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.

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 attuatori/sensori. Il collegamento avviene tra-mite un master con porte IO-Link integrate.

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.

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 esi-stenti – assicurando elevata trasparenza. Il Proxy è il rappresentante in Ethernet di una o più apparecchiature da campo (eventualmente in rete PROFIBUS). Esso

Integrazione di PROFIBUS e AS-Interface tramite proxy

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zione e messa in servizio oppure di applicazioni orientate alla sicurezza: tutti i compiti vengono eseguiti tramite un cavo che consente di integrare i valori di processo anche in sistemi MES ed ERP. I vantaggi risultanti sono enormi, ad esempio riguardo alla gestione dell’ener-gia e alla manutenzione preventiva.

PROFINET rende possibile, inoltre, la comunicazione wireless sulla base dei correnti standard WLAN. Si possono così realizzare soluzioni di azionamento mobili come ad es. monorotaie sospese o sistemi di trasporto senza conducente – anche in combinazione con la tecnica di sicurezza integrata via PROFIsafe.

Impiegando la tecnica di azionamento PROFINET, l’utente partecipa alle future innovazioni e si avvale allo stesso tempo dei comprovati vantaggi che contraddistinguono gli azionamenti con PROFIBUS – vantaggi che hanno conseguentemente coinvolto anche PROFINET e che sono stati perfezionati. Ne fanno parte gli standard PROFIdrive, PROFIsafe e in futuro anche PROFIenergy.

PROFINET collega gli azionamentiDal semplice azionamento singolo, agli azionamenti coordinati, fino agli azionamenti multiasse e di Motion Control per compiti sofisticati: gli azionamenti SINAMICS con PROFINET si sentono a loro agio in ogni settore e grazie alla loro elevata flessibilità e scalabilità sono la risposta perfetta alla molteplicità sempre più ampia di varianti nella costruzione di macchine e impianti. L’integrazione diretta in Totally Integrated Automation offre all’utente innumerevoli vantaggi lungo l’intero ciclo di vita – dalla progettazione, alla messa in servizio, fino alla manutenzione e all’ampliamento. Ne fanno parte la diagnostica indipen-dente dal luogo e senza onere di programmazione aggiuntivo, la veloce sostituzione di apparecchiature e l’omogeneità di engineering per il controllore, la Human Machine Interface (HMI) e la tecnica di azionamento.

PROFINET riduce al minimo l’onere di cablaggio. Che si tratti di comando, operatività, accesso remoto per diagnostica e service, di parametrizza-







decentrate

Processo

Safety


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Interfacce di azionamento internazionali e standardizzatePROFIdrive è l’interfaccia indipendente dal costruttore, specificata dall’Organizza-zione degli utenti PI, tra il controllore e l’azionamento. Lo standard stabilito dalla norma IEC 61800-7 definisce il compor-tamento delle apparecchiature e i metodi d’accesso ai dati interni d’apparecchia-tura per gli azionamenti elettrici con PROFIBUS e PROFINET – dal semplice convertitore di frequenza fino al servore-golatore ad alta performance. PROFIdrive è già stato completamente implemen-tato nei nostri convertitori SINAMICS ed anche nei nostri sistemi di controllo SIMATIC, SIMOTION e SINUMERIK. Gli utenti PROFINET che già impiegano azio-namenti collegati a PROFIBUS, traggono profitto da PROFIdrive, il programma applicativo, infatti, non deve essere modificato se si passa da PROFIBUS a PROFINET. Il profilo riconosciuto a livello internazionale è molto flessibile, consen-tendo l’impiego di azionamenti di costrut-tori diversi e l’ulteriore utilizzo di inter-facce e blocchi tecnologici già parame-trizzati.

Più sicurezza con PROFINET e azionamenti sicuriDa aggregati e componenti di macchine azionati elettricamente deriva un potenziale di pericolo enorme. Per questo motivo nei moderni azionamenti sono implementate sempre più funzioni di sicurezza. Gli azionamenti con tecnica di sicurezza integrata consentono di fare a meno di componenti elettromeccanici, altrimenti necessari, e del rispettivo cablaggio. Per i convertitori SINAMICS la trasmissione dei i segnali rilevanti per la sicurezza avviene con PROFINET e PROFIsafe. Ciò riduce la complessità e l’onere di cablaggio e rende molto più facile la realizzazione di concetti di sicurezza, che sono nettamente più performanti riguardo a funzionalità e prestazioni. Non per ultimo, le funzioni di sicurezza integrate e certificate semplificano l’attestazione della categoria di sicurezza necessaria per una macchina e impediscono manipolazioni successive di un sistema già collaudato.

Azionamenti con un profilo unitario per tutte le applicazioniIl profilo PROFIdrive definisce diverse classi, alle quali è possibile assegnare la maggior parte delle applicazioni di azionamento: il collegamento di aziona-menti standard per pompe, ventilatori e compressori nonché azionamenti per il controllo del movimento con intelligenza Motion Control decentrata ed integrata nell’azionamento. PROFIdrive è perfetta-mente compatibile inoltre con PROFIsafe e PROFIenergy. I vantaggi risultanti: nessun onere di cablaggio e di implementazione di una comunicazione sicura addizionale nonché lo sfruttamento di azionamenti efficienti da un punto di vista energetico.

Sicurezza integrata per la tecnica di azionamento


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

PROFIdrive

IndustrialEthernet

PROFINET

SIMATIC ET 200S FC

SINAMICS G120

SINAMICS S120

Controller

Controllore fail-safe

PROFIsafe

Periferia decentrata con moduli F

PROFINET

IndustrialEthernet

SINAMICS S120

SINAMICSG120

SINAMICS S120

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Massima performance – indipendentemente dall’architettura di automazionePROFINET supera ancora più nettamente la già grande struttura d’insieme di PROFIBUS. Il numero dei nodi/partner in linea di principio non è limitato, un telegramma può trasportare fino a 1440 byte di dati di processo e i record di dati possono arrivare persino a quattro gigabyte. Si possono così, ad esempio, trasferire immagini di un prodotto al sistema di elaborazione immagini, che calcola le camme a disco per il movi-mento in base al profilo del prodotto. Per diverso tempo le riserve di performance di PROFINET saranno più che sufficienti, come prova in modo convincente il seguente esempio: per la regolazione di assi idraulici si possono ottenere tempi di ciclo di 250 µs, con una apertura illimitata per la comunicazione IT.

Universale per tutti i concetti di automazioneIn impianti strutturati modularmente PROFINET consente la comunicazione con sincronismo di clock tra i controllori nel canale isocrono. Si possono così realiz-zare facilmente, ad esempio, applicazioni con sincronismo distribuito. PROFINET è impiegabile con omogeneità in tutte le strutture di automazione, poiché le soluzioni di automazione distribuita con componenti di automazione modulari sono supportate esattamente come le architetture centrali con controllore sovraordinato.

Topologie flessibili – e quindi il miglior adattamento all’impianto o alla macchina – diventano possibili con la tecnologia Switching integrata nelle apparecchiature PROFINET. Inoltre questa tecnologia consente di commutare tra diversi mezzi trasmissivi.


* 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.

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






decentrate

Processo

Safety

Tempo di ciclo

Jitter

1 ms

50% 50%

272 56128

50%

Numero nodi/partner*

Riserva per comunica-zione aperta con protocolli standard IT


16

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.

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 dina-mici 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.


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.

SINAMICS G120

SINAMICS S120

SIMATIC S7 HMI

SCALANCE X310

SINAMICS S120

IndustrialEthernet

PROFINET

SIMOTION D SIMOTION D SIMOTION D

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

SIMOTION P

SCALANCE X310IndustrialEthernet

PROFINET

SINAMICS S120 SINAMICS S120 SINAMICS S120

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.

17

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

IndustrialEthernet

PROFINET

PROFIBUS

Engineering,HMI

ET 200S S7-300

Progettazione della comunicazione tra macchine di costruttori diversi mediante interconnessione grafica

Intelligenza distribuita con Component Based Automation







decentrate

Processo

Safety

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 com-bi nare come unità modulari in modo flessibile e si possono riutilizzare con estrema semplicità, indipendentemente dalla loro programmazione interna. La comunicazione tra i componenti soft-ware 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.


18

Semplice progettazione grafica della comunicazione con SIMATIC iMap


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.

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.

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

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S7-300SCALANCE W786-2RR

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

Client ModuleSCALANCEW747-1RR

ET 200S

SIMATICMobile Panel277 IWLAN

PROFIBUS

IWLANRCoaxCable

IWLANPB LinkPN IO

Access PointSCALANCEW788-1RR/

SINAMICS ET 200S

IndustrialEthernet

PROFINET

SIMATIC ET 200pro IWLAN



Diverse possibilità d’impiego per la comunicazione senza fili






decentrate

Processo

Safety

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. Con il sistema Fast Connect si possono confezionare in proprio sia cavi in rame che in fibra ottica (FO).

I conduttori 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 switch Industrial Ethernet e

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.


20

AnelloSe si chiudono le estremità di una linea tramite un collegamento aggiuntivo, si ottiene una struttura ad anello. Questa viene impiegata in impianti con elevate esigenze di disponibilità per proteggere da rotture dei cavi o da avarie di un com-ponente di rete. Questa ridondanza dei mezzi si ottiene con l’implementazione del Media Redundancy Protocol (MRP) in controllori, device e componenti di rete e garantisce tempi di riconfigurazione di 200 ms.

Comunicazione senza fili Oltre alle citate topologie di rete, PROFINET supporta anche la comunica-zione senza fili, con Industrial Wireless LAN (IWLAN). E’ così possibile sostituire tecniche che per natura intrinseca sono soggette a usura (ad es. i conduttori a contatti striscianti). Inoltre si possono utilizzare sistemi di trasporto senza con-ducente (AGV) o apparecchiature mobili per compiti di comando e manutenzione. Ulteriori vantaggi di questa tecnologia innovativa: maggiore mobilità e flessi-bilità nella produzione. I prodotti IWLAN SCALANCE W sono basati sull’attuale standard WLAN (IEE 802.11). Si contrad-distinguono per la loro tecnica di costru-zione robusta (grado di protezione IP30 oppure IP65) e per l’integrazione in STEP 7 (diagnostica PROFINET). Per di più offro-no numerose caratteristiche industriali (iFeatures) per soddisfare le esigenze

Media-Converter, così come apparecchia-ture da campo decentrate con interfacce POF/PCF integrate.

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 ap-parecchiature 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 stel-la, 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.

della comunicazione industriale e per consentire la comunicazione PROFINET deterministica anche senza fili.

iPCF e iPCF-MCLa iFeature iPCF (industrial Point Coordination Function) consente l’impie-go di IWLAN anche per la comunicazione IO PROFINET deterministica con molti nodi/partner e tempi di aggiornamento molto rapidi (16 ms). Inoltre è in questo modo possibile il cosiddetto Rapid Roaming (RR), che assicura la comuni-cazione senza interruzioni anche durante il cambio di radiocella (Roaming). iPCF-MC consente la comunicazione PROFINET IO anche su tratti non predefiniti ed è adatta per applicazioni con Mobile Panel. La funzionalità PROFIsafe (in particolare l’arresto di emergenza) è disponibile wire-less tramite IWLAN e iPCF-MC ovunque nello spazio.

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 otti-mamente per applicazioni in ambienti particolarmente difficili per la radio-comunicazione e in veicoli su rotaia.


21



SIMATIC S7-400con CP 443 1 Adv

SCALANCEW747-1RR

SCALANCEXR324-12M

PC PC PC

Web Server

SCALANCE X 408-2

SIMATIC HMI

SCALANCEW784-1RR

SINAMICSG120

Ethernet 1.000 Mbit/s

100 Mbit/s

SCALANCE XF208

SCALANCES612

SIMATICET 200M

SIMATIC HMI

SIMOTIOND410

ET 200pro

1.000 Mbit/s

IndustrialEthernet

PROFINET

Livello di gestione

Livello di controllo

Livello di campo

SIMATICET 200S

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.






decentrate

Processo

Safety

Utilizzo omogeneo di IT-Standards e Security con PROFINET


22


mazione – ed anche il collegamento diretto con reti d’ufficio e Internet.

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-

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. Inoltre si possono integrare le pagine Web standard con pagine specifiche per l’applicazione.

Industrial SecurityLa diffusione di reti Ethernet fino al livello di campo consente un’interconnessione in rete omogenea di tutti i livelli di au to-

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.

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, a livello di controllo e a livello di reti sovraordinate aumenta costantemente 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. i sistemi HMI, SCADA, VISION. In conseguenza di ciò e dell’interazione sempre più stretta del livello di gestione con il mondo dell’automazione, le reti Gigabit devono essere collegate in modo diretto e trasparente dal livello di gestione al livello di campo. Oltre all’infrastruttura 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

Safety

Comunicazione S7 fail-safe

Comunicazione IO-Controller/IO-Device

Comunicazione IO-Controller/IO-Controller

1

2

2

1

2

1

IO-Controller

PN/PN-Coupler

IO-Device

IO-Controller

Mobile Panel277F IWLAN

IO-Device

SINAMICS S120

IndustrialEthernet

SCALANCE W786-2RRAzionamento

SINAMICS

PC con Win AC RTX F

PROFINET PROFIsafe






decentrate

Processo

Safety borato alla stesura di questo standard aperto indipendente dal costruttore.Come componente di Safety Integrated PROFIsafe è certificato a norma IEC 61508 (fino a SIL 3), IEC 62061 (fino a SIL 3), EN ISO 13849-1:2006 (fino a PL e), EN 954 (fino alla categoria 4), NFPA 79-2002, NFPA 85 così come per l’impiego fino a SIL 3 a norma EN 62061. In questo modo vengo-no soddisfatte le esigenze più elevate per l’industria manifatturiera e di processo.

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 esi-stono diverse potenziali fonti di errore: ad esempio errori nell’indirizzamento, perdita di indirizzo, ritardi ecc. PROFIsafe le contrasta utilizzando quattro prov-vedimenti:

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.

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 International numerosi costruttori di componenti di sicurezza e utenti finali della tecnica di sicurezza hanno colla-

Comunicazione fail-safe tramite PROFINET


24

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

1 2

IO-Controller

PROFIBUS

IO-Controller

IE/PB Link PN IO

Slave I-DP Slave DP Master DP

Azionamento SINAMICS

IndustrialEthernet

PROFINETPROFIsafe

PROFIsafe

Safety

Applicazioni basate su PC e soluzioni di azionamenti ora anche per soluzioni SafetyCon il nuovo Software-PLC WinAC RTX F fail-safe SIMATIC S7, i controllori fail-safe e le applicazioni PC girano su una piatta-forma comune. E’ possibile così installare il sistema di sicurezza e il sistema stan-dard su un PC x86 a piacere oppure uti-lizzare prodotti di SIMATIC Embedded Automation già preinstallati. Sia il Software-PLC sia le varianti Embedded Automation dispongono di un’interfaccia integrata PROFINET per il collegamento fail-safe delle apparecchiature da campo decentrate.

Inoltre, con PROFINET tramite PROFIsafe si possono comandare da subito tutte le funzioni orientate alla sicurezza dell’azionamento SINAMICS S120 (come ad es. Safe Torque Off, Safely Limited Speed).

• Numerazione progressiva dei dati PROFIsafe

• Monitoraggio del tempo• Monitoraggio delle autenticazioni

tramite password• Protezione ottimizzata CRC

(Cyclic Redundancy Check)

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

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 o direttamente con convertitori di frequenza.

• Supporto della comunicazione fail-safe tramite LAN wireless. Collegamento economico alle apparecchiature che sono isolate, difficilmente accessibili o situate in ambiente aggressivo.

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

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 nonché i convertitori di frequenza SINAMICS

e SIMATIC 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


Switching

HMI/PC-based

Security

Controllo numerico CNC

Mobile Panel

Periferiadecentrata

Accoppia-mento tra reti

RFID

Accoppia-mento tra reti

HMI

Periferiadecentrata

Azionamentie Motion Controll

Robot

Microbox

PROFINET

IndustrialEthernet


Livello di controllo

Livello di campo

Motion Control

PROFIsafe PROFIsafe

PROFIsafe

Periferiadecentrata

Interruttori di prossimità

IO-Link

Azionamentie MotionControll

Wireless

Periferia decentrata IWLAN

Aziona-mentie MotionControll

SafetyMonitor

31

SIMATIC Box PCs

Apparecchiature di servizio e sup

Descrizione sintetica


Famiglia di prodotti


SIMATIC S7-1200 SIMATIC S7-300



SIMATIC S7-400

Sistemi di automazione

Controllori

SIMATIC Panels

A prova di guasto, longevi e con un design adatto all’impiego industriale – si può scegliere tra due famiglie di display LCD SIMATIC: i monitor Flat Panel o i monitor SCD. I SIMATIC Thin Clients offrono una soluzione molto economica per l’impiego tramite rete di una stazione operatore locale sulla macchina, con un elevato comfort operativo.

Monitor industriali/ Thin Clients

SIMATIC Panel PC

PC industriali

Sistemi d’identificazione

Software / Engineering

Engineering Tools

Per il controllo della correttezza, integrità o posizione di piccoli pezzi, il Vision Sensor VS120 è la scelta migliore. I pacchetti completi comprendono illuminazione, unità di analisi, sensori e cavi. Possono essere installati e messi in servizio velocemente e con facilità e sono utilizzabili come IO-Device in collegamento a PROFINET.

Sensori di visione

Sensori per l’automazione manifatturiera

Sensoristica

L’interfaccia PROFINET integrata in SIMATIC S7-1200 può essere utilizzata con i comprovati standard TCP/IP per programmare e per comunicare con apparecchiature HMI e altri controllori. In futuro sarà possibile collegare tramite PROFINET apparecchiature da campo distribuite con SIMATIC S7-1200. Inoltre il controllore potrà fungere sia da IO-Device PROFINET sia da IO-Controller PROFINET.

Controllori modulari per soluzioni di sistema nell‘automazione manifatturiera nella fascia di potenzialità medio-bassa, a scelta con funzionalità fail-safe.

Controllori modulari per soluzioni di sistema nell‘automazione manifatturiera e di processo nella fascia di potenzialità medio-alta, a scelta con funzionalità fail-safe.

I processori di comunicazione con capacità multiprotocollo per il collegamento diretto di SIMATIC S7-400, S7-300 e/o SINUMERIK 840D powerline a PROFINET / Industrial Ethernet sgravano la CPU del controllo da compiti di comunicazione, possono elaborare più protocolli e consentono l’integrazione verticale.

Connessione di sistema per SIMATIC S7 e SINUMERIK

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

Robusti PC industriali con display di diverse dimensioni e classi di potenza – per il servizio e la supervisione in vicinanza delle macchine in ambiente gravoso. Comando tramite tasti o display tattili. Configurabili con diverse opzioni, ad es. connessione PROFINET. Aperti per altri compiti, come il comando, la regolazione, l’elaborazione dati e il Motion Control. Sistemi pronti all’uso con software preinstallato per la visualizzazione, il comando e la visualizzazione di processo.

SIMATIC Panels per comando e monitoraggio di macchine in diverse dimensioni e classi di potenza. Compatti e robusti per l’utilizzo in vicinanza delle macchine. Opera-tività sicura ed ergonomica tramite touchscreen e/o tasti. Apparec-chiature ampliabili, flessibili per l’integrazione di diversi compiti di automazione su un’apparecchiatura, ad es. comando con Software-PLC. Numerose possibilità di connes-sione, anche per l’integrazione in reti PROFINET.

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 comuni-cazione RF 180C è possibile il col-legamento diretto a PROFINET. Le stazioni di lettura / scrittura di tutti i sistemi RFID possono funzionare in collegamento con i moduli di comunicazione. Sono tutti dotati di PROFINET onboard e di uno switch a 3 porte integrato per la realizzazione di strutture lineari e ad albero

SIMATIC RFID Moduli di comunicazione

I sistemi di lettura a codice intelligenti SIMATIC VS130-2, SIMATIC MV420 e SIMATIC MV440 per la lettura e la verifica di codici 1D / 2D possono funzionare come IO-Device su PROFINET.

Sistemi di lettura a codice

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

SIMOTION SCOUT

pervisione

SIMATIC S7-mEC

Embedded Panel PC SIMATIC HMI IPC477C (senza ventilatore e senza disco rigido) con Windows Embedded Standard 2009 preinstallato, Software-PLC a scelta con funzionalità fail-safe e/o HMI. Anche con protezione su tutti i lati IP65.

SIMATIC WinACSoftware-PLC

Embedded Panel PC Bundles

SINAMICS S120 SINAMICS G130 / G150 / S150 / GM150 / GL150 / SM150

SINAMICS G120 / G120D

Azionamenti

Tecnica di azionamento

SINEMA E

SIMATIC Mobile Panels

SIMATIC iMap SIMATIC STEP 7

Tecnologia

Componenti tecnologici

I SIMATIC IPC427C sono IPC Embedded per montaggio su guida profilata (senza ventilatore e senza disco rigido) con Windows Embedded Standard 2009 preinstallato, Software-PLC a scelta con funzionalità fail-safe e/o HMI.

Embedded Box PC Bundles

SIMATIC Embedded Controller con standard I/O, interfacce PC stan-dard e ampliamenti per PC. Il con-trollore integra diverse funzionali-tà come comando, visualizzazione, compiti tipici di PC e funzionalità fail-safe in un’apparecchiatura.

Controllore SIMATIC S7 come Software-PLC per il PC con sistema operativo Windows e ampliamento per funzionalità Real-Time. Il Software-PLC S7 è disponibile anche come variante fail-safe per applicazioni orientate alla sicurezza fino alle categorie 4/SIL 3/PL e. L’opzione WinAC ODK (Open Development Kit) offre l’opzione versatile di integrare funzioni tecnologiche, come il rilevamento di valori di misura, controlli numerici etc. nel ciclo PLC.

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

Apparecchiature di comando portatili di diverse dimensioni e classi di po-tenza per il servizio e la supervisione in loco, con contatto visivo sul pezzo o sul processo. Ergonomici e compat-ti, dal peso ridotto; struttura robusta per l’impiego industriale. Diverse in-terfacce di serie anche per la connes-sione PROFINET. La variante con Safety Wireless mette a disposizione funzioni di sicurezza (arresto d’emergenza e tasto di consenso) in qualsiasi punto di una macchina o di un impianto – senza fili con Industrial WLAN.

Sistema di azionamento con apparecchiature centrali (IP20 –G120) e decentrate (IP65 – G120D), dotato di più interfacce di comunicazione (RS485, PROFIBUS, PROFINET, CANopen, Modbus RTU), con struttura modulare e funzionalità Safety Integrated. Particolarmente convincente è il recupero in rete dell’energia commutato dalla rete (Efficient Infeed Technology) – la soluzione migliore per risparmiare energia e componenti addizionali.

Sistema di azionamento modulare e flessibile per applicazioni complesse monoasse 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).

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 le appa-recchiature per compiti di azionamento senza recupero di energia in rete, come nel caso di pompe, ventilatori, compressori, estrusori, miscelatori o macinatori. SINAMICS S150 e SM150 sono destinati a compiti di azionamen-to complessi, con recupero di energia in rete, come nel caso di banchi di pro-va, centrifughe, dispositivi di solleva-mento, laminatoi e impianti minerari.

Gli avviatori motore M200D intelli-genti ed estremamente flessibili per PROFINET avviano e proteggono mo-tori e utilizzatori fino a 5,5 kW. Sono disponibili avviatori diretti o avviatori-invertitori, in esecuzione con co-mando meccanico ed elettronico – nell’esecuzione elettronica anche con funzione di avviamento graduale. Le apparecchiature si contraddistinguo-no per la molteplicità di funzioni para-metrizzabili con flessibilità e sono per-tanto predestinate per soluzioni di azionamento complesse e decentrate con un elevato grado di automazione.

Avviatori motore SIRIUS M200D

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

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

Il software di programmazione più conosciuto ed utilizzato in tutto il mondo nell’automazione industriale. Semplice passaggio da PROFIBUS a PROFINET grazie all’engineering e alla diagnostica unitari.

ASIC altamente performante per l’integrazione della comunicazione in tempo reale PROFINET (RT e IRT) nella tipologia ERTEC con switch a 2 porte e ERTEC 400 con switch a 4 porte.

Development Kit per lo sviluppo in proprio di IO-Devices PROFINET su base ERTEC e controllore standard Ethernet.PROFIsafe starter kit inclusa applicazione esemplificativa per ERTEC 200.

ERTEC / Development Kit per ERTEC e PROFINET IO

SIMOTION D

Sistemi Motion Control

Sistema di Motion Control basato su PC in due versioni: box industriale PC SIMOTION P350 con sistema operativo Windows XP Professional ed Embedded PC SIMOTION P320 con Windows Embedded Standard preinstallato.

SIMOTION PSIMOTION C SINUMERIK solution line

Sistemi CNC

Ulteriori informazioni:www.siemens.com/profinet

SCALANCE è la famiglia di switch industriali Ethernet e di Media-Converter per cavi in fibra ottica e in rame con grado di protezione IP20, IP30 e IP65. I Compact Switch Module ora la completano consen-tendo l’integrazione di uno switch in SIMATIC. Grazie alle diverse forme costruttive (ad es. gli XF-200 parti-colarmente sottili e gli switch per rack da 19” ) è sempre disponibile lo switch giusto per ogni caso d’impiego.

SCALANCE X e Compact Switch Modules CSM

Switch Industrial Ethernet e Media-Converter

Comunicazione industriale

Tecnica di cablaggio Accoppiamenti tra reti

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

IM 154-8(F) CPU per SIMATIC ET 200pro: piccolo sistema di periferia multifunzionale con intelligenza locale e grado di protezione IP65 / 67 a scelta con funzionalità fail-safe.

SIMATIC ET 200 Moduli d’interfaccia con CPU

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 di SIMOTION D4x5 a PROFINET tramite Communication Board CBE30 opzionale con switch a 4 porte integrato.

Motion Controller caratterizzato dalla comprovata tecnica costrut-tiva dei S7-300, particolarmente adatto per il collegamento dei più diversi tipi di azionamento. In questo modo si possono coman-dare azionamenti analogici, passo-passo e PROFIBUS. Il C240 PN consente il funzionamento di azionamenti tramite le interfacce PROFIBUS e PROFINET, alle quali si può collegare la periferia rapida PROFINET ET 200S High Speed per applicazioni con tempi di reazione brevissimi.

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

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 anche un’ampia gamma di mezzi trasmissivi ottici.

FastConnect per reti elettriche e ottiche

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

per PROFIBUS

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

Il «PN / PN Coupler» è una unità collegata a 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

SIMATIC ET 200S SIMATIC ET 200M

Periferia decentrata

I Wireless Devices per Industrial Wireless LAN (IWLAN). Con l’interazione di Wireless Devices idonei per l’impiego industriale e di Access Points SCALANCE W, la IWLAN diventa la soluzione IWLAN di Siemens Industry.

Wireless Devices

Industrial Security Industrial Wireless LAN

SIMATIC ET 200proSIMATIC ET 200eco PN SIMATIC Rack PCs

PC industriali

Sistema di periferia multifunzio-nale e a modularità fine con grado di protezione IP20. Moduli d’interfaccia con connessione 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 inte-grata (avviatore motore e converti-tore di frequenza).

Sistema di periferia a struttura modulare con grado di protezione IP20 – la periferia S7-300 con un elevato numero di canali. Moduli d’interfaccia con connessione in rame e switch a 2 porte integrato.

Sistema di periferia modulare, molto robusto e potente, con grado di protezione IP65 / 67, per montaggio fuori quadro elettrico. Modulo d’interfaccia con connessione in rame e switch a 2 porte integrato. Possibilità di utilizzo di comunicazione standard e/o comunicazione fail-safe anche senza fili. Tecnica di azionamento integrata (avviatore motore e convertitore di frequenza).

Periferia a blocco compatta per montaggio fuori quadro elettrico direttamente sulla macchina. La custodia ermetica in zinco pressofuso rende i moduli particolarmente robusti. SIMATIC ET 200eco PN è disponibile con 8 o con 16 ingressi/uscite digitali (anche parametrizzabili) e come IO-Link Master. Sono disponibili due diverse dimensioni (30 x 200 mm e 60 x 175 mm).

I SIMATIC Rack PC sono sistemi di PC industriali flessibili in formato da 19” con elevata disponibilità di sistema. Grazie alla profondità ridotta si prestano perfettamente per la realizzazione di rapidi compiti di calcolo e visualizzazione sfruttando in modo ottimale lo spazio nei quadri elettrici standard (a partire da profondità di 500 mm).Sono dotati di uno switch onboard PROFINET a 3 porte per la realizza-zione di strutture lineari e ad albero.

Security Modules SCALANCE S appositamente per l’automazione industriale: il firewall protegge dagli accessi non autorizzati, il VPN (Virtual Private Network) assicura un’autenticazione 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

Gli Access Points IWLAN, affidabili, robusti e sicuri per il gravoso im-piego industriale, supportano oltre agli standard WLAN con-formemente a IEEE 802.11 anche numerose caratteristiche indu-striali (iFeatures) al fine di consen-tire la comunicazione IO PROFINET deterministica, senza fili persino in applicazioni critiche per la sicurezza.

SCALANCE W-780 Access Points

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

SCALANCE W-740 Client Module

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

Cavo di guida d’onda di fuga

Storie di successo

Strohtmann –Germania

Samsonite –Belgio

EsigenzeL’azienda W. Strothmann GmbH, situata in Westfalia Orientale, ha fornito per la moderna produzione automobilistica della ditta Chery Automobile a Wuhu in Cina la base per il retrofitting di una linea di presse transfer. Il cliente aveva richiesto una soluzione di sistema omogenea, con la gestione più semplice possibile e un controllo centrale per 30 assi su un PC. Per Chery Automobile sono stati creati degli alimentatori per presse tra 5 stazioni di pressatura.

SoluzioneIl produttore di impianti Strothmann, incaricato del retrofitting, ha fornito per gli alimentatori una soluzione di automazione con una SIMATIC S7-317F PN/DP fail-safe per le funzioni orientate alla sicurezza. Questo controllore comunica con un controllore SIMOTION P350 tramite l’unico collegamento PROFIBUS rimasto all’interno dell’impianto. Sul SIMOTION Panel PC gira il software runtime SIMOTION per il controllo di tutte le apparecchiature periferiche ET 200S e ET 200F, nonché degli azionamenti SINAMICS S120con Control Unit CU320. Gli azionamenti inoltrano i comandi di movi-mento ai servomotori 1FT7. Per la comunicazione quasi in tempo reale nell‘impianto e per la sincronizzazione degli alimentatori sui singoli livelli nell’ordine di un millisecondo si utilizza PROFINET IRT (Isochronous Real-Time). Le Communication Board CBE20 con switch ERTEC integrato conferiscono anche ai convertitori SINAMICS una rapida «capacità di comprensione».

VantaggiChery ha ottenuto dei risparmi notevoli grazie alla struttura unitaria di bus dal livello di controllo dell’impianto fino agli azionamenti e ai sistemi di periferia. Poiché l’intero impianto utilizza una piattaforma comune, si riducono i costi relativi ad engineering, messa in servizio, manutenzione e produzione. Importante per questo produttore in crescita dinamica è anche che, impiegando PROFINET come base, può disporre di un sistema aperto estremamente moderno e ampliabile in ogni momento.

EsigenzeSamsonite ha realizzato nel suo centro logistico nella cittadina belga di Oudenaarde un nuovo magazzino per poter gestire meglio il crescente portafoglio di prodotti dell’azienda. In questo magazzino semiautonomo il personale, un carrello elevatore presidiato e diversi sistemi di trasporto senza conducente (AGV) dovevano poter lavorare parallelamente. Inoltre, il magazzino doveva funzionare senza personale assegnato in modo fisso. L’azienda era alla ricerca di una soluzione per l’automazione e la comunicazione con cui poter integrare i sistemi di sicurezza così come i nodi/partner stazionari e fissi in modo flessibile e sicuro per il futuro.

SoluzioneUn controllore fail-safe con una CPU S7-319F SIMATIC comunica con i nodi/partner sul campo tramite PROFINET e Industrial Wireless LAN. Numerosi SCALANCE W Access Points collegano all‘automazione gli AGV, che sono dotati di un’apparecchiatura periferica ET 200S SIMATIC e di una CPU fail-safe. Per il comando sul posto sono stati installati nel magazzino Panel PC SIMATIC con SIMATIC WinCC flexible. I sistemi stazionari a livello di campo sono collegati tramite PROFINET e i sistemi ET 200S SIMATIC con le unità I/O standard e fail-safe. Le zone pericolose sono protette con griglie ottiche SIMATIC.

VantaggiQuesta automazione basata su PROFINET è già la seconda soluzione con PROFINET installata da Samsonite. Già da qualche tempo è stato automatizzato con successo con PROFINET un impianto di cernita. Grazie alla soluzione integrata, Samsonite approfitta di una comunicazione omogenea per la comunicazione standard mobile e stazionaria, nonché rilevante per la sicurezza. In orari di punta PROFINET consente all’azienda, al personale – anche di altri dipartimenti logistici – nonché ai veicoli senza conducente di lavorare in modo sicuro nello stesso magazzino. In questo modo Samsonite può reagire in modo flessibile alle ordinazioni correnti e ottimizzare i costi e il fabbisogno di spazio per la logistica.

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Storie di successo

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 auto-veicoli 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.

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Iaco Agrícola – Brasile

EsigenzeLe fonti di energia rinnovabili sono sempre più importanti e quindi anche i carburanti rigenerabili come il bioetanolo. Per soddisfare la domanda in crescita, Iaco Agrícola ha investito in una nuova fabbrica di zucchero e in un impianto di bioetanolo nella città Chapadão do Sul nello stato federale Mato Grosso do Sul, in Brasile. Nella stagione di raccolta 2010/2011 l’impianto tratterà 2,2 milioni di tonnellate di canna da zucchero. Per garantire un esercizio sicuro e affidabile con una riduzione al minimo dei tempi di fermo, Iaco Agrícola cercava una soluzione di automazione e comunicazione che supportasse efficacemente una diagnostica ed un’eliminazione degli errori rapide.

SoluzionePer incrementare la performance dell’impianto e facilitare la manutenzione Iaco Agrícola scelse i sistemi e i prodotti di automazione più moderni di Siemens con comunicazione PROFINET. PROFINET è un protocollo moderno e versatile, che offre molteplici funzioni di diagnostica, anche tramite accesso al web, e che crea un collegamento diretto tra il livello di processo e il livello IT. Un potente controllore SIMATIC S7-400 comanda i processi nell’impianto. La gestione e l’esercizio dell’impianto sono riunite nell’Integrated Operations Center (IOC) quale sala di controllo centrale. Da qui il sistema di visualizzazione SIMATIC WinCC consente l’accesso al sistema. Tramite il WebNavigator di WinCC basato su web è possibile accedere al sistema da ogni punto dell’impianto. Grazie alla tecnologia SIMATIC WinCC con tecnologia Thin Client il personale può verificare, aprire e chiudere gli ordini di manutenzione anche con PDA.

VantaggiNell’IOC confluiscono la manutenzione e la gestione della produzione e dell’azienda. Tutti i processi sono comandati da qui. All’occorrenza si può intervenire velocemente nell’esercizio in corso. L’architettura di sistema velocizza la diagnostica e la manutenzione. PROFINET consente una comunicazione trasparente, integrata e affidabile nonché una diagnostica di sistema veloce ed efficiente. I tempi di fuori servizio dell’automazione sono appena dello 0,28 % con 3.576 ore di esercizio dalla messa in servizio nella prima fase di produzione. Il sistema è molto robusto, persino nelle condizioni assai gravose dell’industria del bioetanolo. PROFINET supporta così la produzione di carburanti ecologici e contribuisce alla protezione dell’ambiente.

Storie di successo

Berndorf Band GmbH –Austria

EsigenzeBerndorf Band GmbH, filiale del gruppo internazionale Berndorf AG, offre la produzione e l‘assistenza tecnica di nastri trasportatori e di processo per molti settori industriali. Con un’esperienza di più di 80 anni ed esportazioni in tutto il mondo, l’azienda si presenta come specialista per sistemi a nastro così come per nastri trasportatori e di processo continui in acciaio inox. Il nuovo stabilimento produttivo «Great Bear», fino ad ora il più grande, doveva essere dotato di una soluzione di automazione completa. La lunghezza del capannone, il posizionamento flessibile delle sezioni dell’impianto e la funzione di arresto d’emergenza, indipendentemente dalla posizione delle sezioni dell’impianto, costituivano delle esigenze particolari.

SoluzioneNello stabilimento produttivo è stata installata un’applicazione IWLAN con funzionalità Safety. Grazie ai robusti Access Points e Client della serie SCALANCE W si ottiene una radiocomunicazione senza problemi. La trasmissione wireless del protocollo PROFIsafe orientato alla sicurezza avviene tramite PROFINET e segnale video della camera di monitoraggio tramite RCOAX, a scelta nella banda di frequenza a 2,4 o 5 GHz. Inoltre è stata installata a soffitto un’alimentazione elettrica tramite conduttori a contatti striscianti, in questo modo la pavimentazione del capannone rimane libera da catene portacavi.

VantaggiGrazie all’installazione wireless non sono più necessari cavi da trascinamento per lo scambio di dati. Questo riduce l’onere di manutenzione e l’usura. L’installazione garantisce l’affidabilità della trasmissione Ethernet via radio in un campo radio definito, controllato. Non sono più necessarie tratte radio aggiuntive per la trasmissione d’emergenza. Il sistema funziona in modo stabile dalla messa in servizio e i segnali Safety vengono trasmessi in modo affidabile via radio. Questo aumenta notevolmente l‘affidabilità e l‘efficienza dell‘impianto.

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Storie di successo

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.

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Con riserva di modifiche 04/10N. di ordinazione: E20001-A22-M116-X-7200DISPO 06334HOF/25228 GM.016XX.52.0.06 WS 05103.0 Stampato in Germania © Siemens AG 2010

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

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