iba-Busmonitore für Feld- und Antriebsbusse

Gezielte Datenerfassung im PROFINET

Zur Datenerfassung an PROFINET IO-Netzwerken (PN) unterstützt ibaBM-PN die PROFINET-Spezifikation V2.3. 

Der Busmonitor verfügt über 2 unabhängige, interne PROFINET-Devices, die von PROFINET-Controllern gezielt mit Daten versorgt werden können. Ein Busmonitor kann mit bis zu 8 PN-Controllern kommunizieren. Hierfür muss das Gerät in die PN-Projektierung eingebunden werden. Dabei ist die Integration in Linien- oder Sternstrukturen möglich, sowie die Anbindung an zwei unabhängige PROFINET-Stränge. Die beiden internen PN-Devices des Busmonitors können in ibaPDA unabhängig voneinander konfiguriert werden. Dabei kann jedes interne PN-Device bis zu 1440 Bytes (inkl. Status-Bytes) pro Zyklus erfassen. 

Die Devices können auch dazu genutzt werden, Daten von ibaPDA über PROFINET an einen Controller zu schicken. So lassen sich z. B. bestimmte Signalwerte überwachen und bei Überschreitung eines Grenzwertes eine Warnmeldung ausgeben oder andere Ereignisse signalisieren.

Beispiele Systemintegration als aktives Device

S2-Systemredundanz 

Jedes der beiden PN-Devices unterstützt jeweils unabhängig voneinander S2-Systemredundanz. D. h. Konfigurationen mit Verwendung von einem oder zwei PROFINET-Devices sind möglich. Beispieltopologie siehe Grafik unten links. 

Protokolle bei PROFINET 

PROFINET unterscheidet zwischen Real Time (RT)-Kommunikation und taktsynchroner Isochronous Real Time (IRT)-Kommunikation. ibaBM-PN unterstützt beide Kommunikationsarten, wobei Zykluszeiten bis zu 250 μs möglich sind. Darüber hinaus unter stützt ibaBM-PN als Client das Media Redundancy Protokoll (MRP) und Media Redundancy for Planned Duplication (MRPD), die in Ringstrukturen verwendet werden. Das Gerät entspricht der Netzlastklasse NetLoad Class III.

Sniffer-Funktion 

Für die Funktion als Sniffer lässt sich ibaBM-PN mit der TAP-Schnittstelle (Ethernet) rückwirkungs frei in das PROFINET-Netzwerk einkoppeln. Als Sniffer hört das Gerät den Datenaustausch auf der Leitung mit und kann so die gesendeten Daten mitlesen. Die gesamte Kommunikation über die TAP-Schnittstelle wird zudem auf einen Monitor-Port gespiegelt und kann dort mit Hilfe eines externen Netzwerkanalysetools mitgeschnitten werden. Eine Einbindung in die Konfiguration des PROFINET-Controllers ist nicht erforderlich. 

Sniffer am SINAMICS Link 

Darüber hinaus bietet ibaBM-PN die Funktion, als Sniffer Daten an einem SINAMICS Link zu erfassen und aufzuzeichnen, und ersetzt damit den Busmonitor ibaBM-SiLink funktionskompatibel. SINAMICS Link ist eine spezielle Variante der PROFINET-Kommunikation, um PROFINET IRT-Daten zwischen Siemens SINAMICS Controllern (CU320-2PN und CU320- 2DP bzw. CUD) auszutauschen. SINAMICS Link basiert auf einer strengen, geradlinigen Netzwerktopologie mit maximal 64 PROFINET (PN)-Controllern. Jeder Controller sendet Daten, die ibaBM-PN mitliest und erfassen kann.

Sniffer 

Um Daten eines EtherCAT-Busses mit ibaPDA lesen und aufzeichnen zu können, wird der Busmonitor ibaBM-eCAT direkt nach dem EtherCAT-MainDevice in den EtherCAT-Bus eingebunden. Die Signalkonfiguration kann aus der EtherCAT-Projektdatei des Automatisierungssystems übernommen werden. Hierzu wird die ENI-Export datei der EtherCAT-Konfiguration in ibaPDA importiert. Damit stehen die Signale aller projektierten Klemmen in ibaPDA zur Verfügung. Die Signale lassen sich mittels Symbolbrowser bequem per Mausklick auswählen oder können direkt adressiert werden. 

EtherCAT-SubDevice

ibaBM-eCAT lässt sich zudem als SubDevice im EtherCAT-Bus konfigurieren und kann somit vom EtherCAT-MainDevice gezielt adressiert werden. Damit lassen sich genau die Nutzdaten adressieren, die für eine Aufzeichnung in ibaPDA benötigt werden. Die Signale stellen aus Sicht des EtherCAT-Busses „Ausgänge“ dar. Für ibaBM-eCAT als Sniffer und/ oder EtherCAT-SubDevice gilt: Mit ibaPDA können bis zu 512 analoge und 512 digitale Werte je Signalrichtung mit der auf dem Ether- CAT-Bus eingestellten Zykluszeit erfasst werden1. Dabei werden die Datentypen BYTE, SINT, WORD, INT, DWORD, DINT, REAL, FLOAT und LREAL unterstützt. 

EtherCAT-Browser und -Diagnose 

Steht keine ENI-Exportdatei der EtherCAT-Konfiguration zur Verfügung, kann der Symbolbrowser für die Signalauswahl nicht genutzt werden. Mittels EtherCAT-Browser ist es optional möglich, die Werte für die Erfassung direkt vom EtherCAT-Bus auszuwählen. Der EtherCAT-Browser beinhaltet auch Diagnosefunktionen des Busses. Beispielsweise können die einzelnen Telegramme analysiert sowie Zyklus- und Umlaufzeit angezeigt werden. Eine Vielzahl von Diagnosesignalen, die den EtherCAT-Bus beschreiben, stehen zur Erfassung in ibaPDA zur Verfügung.

Komfortable Request-Technik 

Für eine komfortable Messung über EtherCAT kann das Request-Verfahren von ibaPDA genutzt werden. Mit der Request-Technik können interne Variablen der Steuerung wahlfrei über ibaBM-eCAT angefordert werden. Dabei werden die Messwerte einfach über ihren symbolischen Namen angesprochen und in ibaPDA über einen Browser ausgewählt.

Der EtherNet/IP-Busmonitor ibaBM-ENetIP dient zur Erfassung des zyklischen Datenaustauschs zwischen EtherNet/IPScannern (Master) und Adaptern (Slaves). Das Gerät kann in ein bestehendes EtherNet/IPNetzwerk mit einem oder mehreren EtherNet/IP-Scannern (Master) integriert werden. Der Busmonitor ibaBM-ENetIP lässt sich mit der TAP-Schnittstelle (Ethernet) rückwirkungsfrei in einem EtherNet/IP-Netzwerk betreiben. Als Sniffer hört das Gerät den zyklischen Datenaustausch der IO-Daten (implicit messaging) zwischen EtherNet/IP-Scanner (Master) und Adaptern (Slaves) mit. 

Aufzeichnung mit externem Netzwerkanalysetool

TDie gesamte Kommunikation über die TAP-Schnittstelle wird auf einen Monitor-Port gespiegelt und kann dort von einem externen Netzwerkanalysetool aufgezeichnet werden. 

ibaNet-Protokoll 32Mbit Flex 

Auf der Lichtwellenleiter-Seite arbeitet ibaBM-ENetIP mit dem ibaNet-Protokoll 32Mbit Flex. Damit werden Mess- und Konfigurationsdaten über eine bidirektionale LWL-Verbindung übertragen. Die Abtastrate und Datenformate lassen sich flexibel einstellen.

Passiv mitschreiben und aktiv abfragen 

ibaBM-DDCS bietet Anschlüsse für 3 Lichtwellenleiter-Paare, um folgende Funktionen zu realisieren: 

• Passives Mitschreiben der Signale, die zwischen ABB Controller und Antrieb ausgetauscht werden (Data Set-Messkanal)
• Aktives Abfragen weiterer Messwerte und Parameter aus den Antrieben (Parameter-Messkanal)
• Durchschleifen von Konfigurations- und Messabfragen eines externen Rechners mit DriveWindow 

Automatische Erkennung 

ibaBM-DDCS erkennt die angeschlossenen Antriebe mit den zugehörigen Signalen automatisch und ermöglicht den wahlfreien und rückwirkungsfreien Zugriff sowohl auf die Parameter der Antriebe, als auch auf die Kommunikationstelegramme zwischen Antrieb und Steuerung. Das Gerät unterstützt das ibaNet-Protokoll 32Mbit Flex. Damit kann die Abtastrate bis zu 40 kHz betragen, wobei bis zu 4060 Byte über den Lichtwellenleiter an den ibaPDA-Rechner übertragen werden können. Mit einem ibaBM-DDCS-Gerät können die Daten aller Antriebe gleichzeitig erfasst werden, die an einem gemeinsamen Antriebsstrang angeschlossen sind. Damit lassen sich mit einem Gerät theoretisch über 100 Antriebe überwachen.