Die industrielle Kommunikation hat sich in zwei Jahrzehnten grundlegend verändert. PROFINET (Process Field Network) ist in Europa der bestimmende Industrial-Ethernet-Standard und breitet sich weltweit weiter aus. Wer mit Siemens-Technik arbeitet, kommt daran nicht vorbei.
Was ist PROFINET?
PROFINET ist ein offener Standard, gepflegt von PROFIBUS International (PI). Er nutzt gewöhnliche Ethernet-Infrastruktur, also RJ45-Steckverbinder, Switches und Leitungen, ergänzt sie aber um die Echtzeitfähigkeit, die in der Automatisierung gebraucht wird.
Die drei Leistungsklassen
PROFINET unterscheidet drei Kommunikationsarten:
- TCP/IP (NRT): nicht echtzeitfähig, für Projektierung, Diagnose und die Anbindung an die IT. Nutzt gewöhnliches TCP/IP und UDP
- RT (Echtzeit): Zykluszeiten von 1 bis 10 ms für die übliche E/A-Kommunikation. Für den Großteil der Fertigungsautomatisierung ausreichend
- IRT (taktsynchrone Echtzeit): Zykluszeiten unter 1 ms bei einem Jitter unter einer Mikrosekunde. Erforderlich für anspruchsvolle Antriebsregelung
Vorteile gegenüber klassischen Feldbussen
Gegenüber PROFIBUS DP bringt PROFINET spürbare Vorteile:
- Mehr Bandbreite: 100 Mbit/s oder 1 Gbit/s statt 12 Mbit/s
- Handelsübliche Infrastruktur: Standard-Switches und -Leitungen statt Spezialkomponenten
- IT-Anbindung: direkte Verbindung zu übergeordneten Systemen und in die Cloud
- Diagnose: deutlich mehr Diagnoseinformationen, das verkürzt die Fehlersuche
- Skalierbarkeit: praktisch unbegrenzte Teilnehmerzahl
- Parallelbetrieb: OPC UA, HTTP und SNMP können im selben Netz laufen
Worauf es bei der Planung ankommt
- Managed Switches mit QoS einsetzen, damit Echtzeitverkehr Vorrang bekommt
- Ringtopologie mit MRP (Media Redundancy Protocol) für Ausfallsicherheit vorsehen
- Automatisierungs- und Büronetz trennen, über VLANs oder physisch
- Industrietaugliche Leitungen verwenden, Cat 5e oder Cat 6A, im Feld mit M12-Steckverbindern
- Adresskonzept vorausschauend planen, damit Erweiterungen später nicht am Adressraum scheitern
- Dokumentieren: Netzplan, Adressliste und Switch-Konfiguration gehören zur Anlagendokumentation
Der letzte Punkt wird regelmäßig vernachlässigt und rächt sich bei der ersten Störung außerhalb der Regelarbeitszeit.
Störungen eingrenzen
Häufige Fehlerbilder und ihre Ursachen:
- Verbindungsabbrüche: Steckverbindungen, Switch-Ports und Adresskonflikte prüfen
- Sporadische Ausfälle: Leitungsqualität, Konfektionierung der Stecker und elektromagnetische Störungen untersuchen
- Träge Reaktion: Netzlast, QoS-Einstellungen und Aktualisierungszeiten kontrollieren
- Teilnehmer wird nicht gefunden: PROFINET adressiert über den Gerätenamen, nicht allein über die IP-Adresse
PROFINET bei ED WARTENS Deutschland
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