- 100%ige Ethernet-Kompatibilität
- Interoperabilität der PROFINET-konformen Komponenten dank Standardisierung
- Einfache Integration von Feldbus-Systemen
PROFINET ist mehr als nur ein Datenübertragungsprotokoll, das auf der Ethernet-Technik basiert. Es ist ein Standard, der hoch performante Netzwerke aufbaut und infolgedessen effiziente Automation in smarten Fabriken ermöglicht. PROFINET ist in industrieller Umgebung nicht mehr wegzudenken.
Sie wollen erfahren, wie Datenkommunikation mit PROFINET aussieht, welche Anforderungen zu erfüllen sind und was Sie bei der Produktauswahl beachten müssen? Praktischerweise können wir Ihre Fragen direkt im nachstehenden Text beantworten.
Ethernet und PROFINET – einfach erklärt
PROFINET – Entstehung und Normung
Das Industrial-Ethernet-System PROFINET wurde von der Siemens AG in Zusammenarbeit mit der PROFIBUS- & PROFINET- Nutzerorganisation (PNO) entwickelt. Mittlerweile ist diese Nutzerorganisation weltweit tätig und hat Hunderte von Mitgliedern.
Auch LAPP beteiligt sich durch aktive Mitarbeit an den jeweiligen Arbeitsgruppen.
Das PROFINET-System ist international in der IEC 61918 „Industrial communication networks – Installation of communication networks in industrial premises” für die Verkabelung innerhalb und zwischen Automation Islands bzw. Fertigungsinseln spezifiziert. Die spezifische Infrastruktur für PROFINET-Verkabelungs- und Anschlusslösungen ist wiederum in der IEC 61784-5-3 standardisiert. Sie umfasst sowohl die kupferbasierten als auch die optischen Übertragungsmedien sowie die kabellose Übertragung. Die „PROFINET Cabling and Interconnection Technology Guideline“ wird von einer Arbeitsgruppe innerhalb der PNO erstellt. Diese Guideline gibt die IEC 61784-5-3 wieder.
Welche Vorteile bietet PROFINET?
PROFINET bringt die Vorteile vieler anderer Protokollstandards unter einen Hut:
Integration
- Flexibilität im Funktionsumfang dank modularem Aufbau nach Konformitätsklassen
- Leicht erweiterbare Anlagen
- Einfache Integration von Feldbus-Systemen
Sicherheit und Wartung
- Geringer Wartungsbedarf des Netzwerks
- Bewährte Sicherheits- und Diagnosekonzepte
- Skalierbare Echtzeitkommunikation
- Zertifizierungspflichtige Komponenten garantieren eine hohe Zuverlässigkeit des Systems
Welche PROFINET-Varianten gibt es?
Das am meisten favorisierte PROFINET-System ist PROFINET IO (Input/Output) aus dem Jahr 2006. Das Kommunikationssystem PROFINET IO ist modular gestaltet und in verschiedenen Varianten aufbaubar. Die variierenden Funktionsumfänge erlauben es, ein Unternehmensnetzwerk auf vielfältige Weise zu gestalten. Weil jede Automatisierungsanlage eigene Anforderungen an die Datenübertragung stellt, entscheidet der Anlagenbetreiber auf Basis von sogenannten Konformitätsklassen, welche Funktionalität benötigt wird.
Welche unterschiedlichen Conformance Classes bietet PROFINET?
Die möglichen Anwendungen werden in vier Konformitätsklassen eingeteilt, die beispielsweise die einsetzbaren Gerätetypen (Controller, Device, Supervisor), das verwendete Übertragungsmedium und die Art der Kommunikation festlegen. So wird sichergestellt, dass die Komponenten einer Klasse immer kompatibel sind und die nötigen Anforderungen erfüllen. Eine Klasse ergänzt den Funktionsumfang der darunterliegenden Klasse um weitere Funktionalitäten.
Hinweis: Achten Sie bei der Auswahl Ihrer Komponenten darauf, dass diese zur Conformance Class passen, die Sie für Ihre Automatisierungsanlage gewählt haben.
| Conformance Class | Verwendetes Übertragungsmedium | Typische Einsatzmöglichkeiten | Beispiele des Funktionsumfangs |
|---|---|---|---|
| CC-A | Kupferleiter Lichtwellenleiter Wireless | Für Infrastruktur-Netzwerke und Gebäudeautomation |
|
| CC-B | Kupferleiter und Lichtwellenleiter | Für Fertigungs- und Prozessautomatisierung |
|
| CC-C | Für Motion-Control-Anwendungen |
| |
| CC-D | Für diverse Anwendungen |
|
Wie erfolgt die Verkabelung im PROFINET-Netzwerk?
Die Guideline for PROFINET spezifiziert den Aufbau sowie die mechanischen und elektrischen Eigenschaften von Kupferleitungen, Kupfer-Hybridleitungen und Lichtwellenleitern, die in PROFINET-Netzwerken verwendet werden dürfen. Darunter fallen, abhängig von der Leitungsart, auch Anforderungen bezüglich:
- Kabelbeschriftung,
- Aderidentifikationsfarben,
- Schirmungsart,
- Farbe des Außenmantels,
- Widerstandswerte,
- Dämpfungswerte,
- Frequenzbereiche,
- Temperaturbeständigkeit,
- Flammwidrigkeit und vieles mehr.
Welche Kabel sind für PROFINET geeignet?
Spezifikation für Kupferleitungen
Für Kupferleitungen wurden vier Leitungstypen definiert, sowohl für 2- als auch für 4-paarige Leitungen.
Die Anforderungen an Kupferleitungen (nur Signalübertragung) auf einen Blick:
| Leitungstyp | Verlegung | Leiter | Aufbau |
|---|---|---|---|
| Typ-A |
| Massivleiter | 2-paarig: AWG22/1 4-paarig: min. AWG23/1 |
| Typ-B |
| Flexibler Litzenleiter, 7-drähtig | 2-paarig: AWG22/7 4-paarig: min. AWG23/7 |
| Typ-C |
| Massivdraht oder flexibler Litzenleiter, bis 19-drähtig | 2-paarig: AWG22/1 … 19 4-paarig: min. AWG24/1 … 19 |
| Typ-R |
| 2-paarig: AWG22/1 … 19 |
Fast Connect für PROFINET
Viele unserer PROFINET-Datenleitungen besitzen einen “Fast Connect”-Aufbau mit speziellem Innenmantel sowie einem Trennkreuz anstelle von geschirmten Aderpaaren (erkennbar am FC im Produktnamen). Bei der Konfektionierung der Datenleitung mit einem geeigneten Steckverbinder entfällt somit die ansonsten beschwerliche Entfernung der Paarschirmung.
Ein Fast-Connect-System steht für eine ganzheitliche Lösung von der Leitung über die Steckerlösung bis zum passenden Werkzeug.
Mit FC-Produkten gewinnen Sie eine bis zu 50 %ige Zeitersparnis bei der Konfektionierung Ihrer Datenleitung. Das klingt nicht nur toll, sondern ist es auch.
Überzeugen Sie sich, wie UNumständlich das Fast-Connect-System ist und wie viel schneller Sie damit die Leitungskonfektionierung durchführen.
HowTo: Schnellanschlußsystem für Cat. 6a Leitungen und RJ45 Stecker
Spezifikation für Lichtwellenleiter
Für POF-, PCF- und GOF- Lichtwellenleiter wurden jeweils zwei Kabeltypen bestimmt.
Die Anforderungen an Lichtwellenleiter (optische Signalübertragung) auf einen Blick:
| Leitungstyp | Verlegung | Aufbau | Durchmesser Kern/Mantel |
|---|---|---|---|
| Typ B |
|
|
|
| Typ C |
|
Alles im grünen Bereich?
Die Farbe des Außenmantels von PROFINET-Leitungen ist übrigens fest vorgegeben und ein ziemlich eindeutiges Erkennungsmerkmal (zumindest für Typ A- und Typ B-Leitungen): Grün RAL6018.
Für Typ C und Typ R ist sie bevorzugt zu verwenden.
HITRONIC® GOF DUPLEX PNB
Welche Steckverbinder sind für PROFINET geeignet?
Die PROFINET-Guideline spezifiziert für die Anschlusstechnik verschiedene Steckverbindertypen – sowohl für die Verkabelung in geschützten Bereichen wie im Schaltschrank, wo eine niedrige Schutzart verlangt wird, aber auch für die Verkabelung im Feld mit höheren Anforderungen an schmutz- und feuchtigkeitsresistente Steckverbinder.
Spezifikation für Kupfersteckverbinder
Für die Datenübertragung von Industrial Ethernet im PROFINET-System haben sich auf Seiten der Kupfersteckverbinder zwei Standards etabliert – RJ45 und M12.
Die Anforderungen an Steckverbinder für Kupferleitungen auf einen Blick:
| Steckverbindertyp | Steckverbinderklasse | Schutzart | Steckgesicht | Übertragungsrate |
|---|---|---|---|---|
| RJ45 | Für geschützte Umgebungen | IP 20 | Für 2- und 4-paarige Leitungen | bis zu 100 Mbit/s bis zu 10 Gbit/s |
| M12 D-kodiert | Für Anwendungen im Feld | IP 67 | für 2-paarige Leitungen | bis zu 100 Mbit/s |
| M12 X-kodiert | für 4-paarige Leitungen | bis zu 10 Gbit/s |
Spezifikation für LWL-Steckverbinder
Für die Datenübertragung von Industrial Ethernet im PROFINET-System haben sich auf Seiten der optischen Steckverbinder nachfolgende Standards etabliert.
Die Anforderungen an Steckverbinder für Lichtwellenleiter auf einen Blick:
| Steckverbindertyp | Steckverbinderklasse | Schutzart | Fasertyp |
|---|---|---|---|
| SC-RJ | Für geschützte Umgebungen | IP 20 | Für POF, PCF |
| ST | Für POF, PCF, jedoch nur für bestehende Installationen | ||
| LC DUPLEX | Für GOF |
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