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profinet

Automatizacin y comunicacina escala corporativa.PROFINET, el estndar abiertode Industrial Ethernet.

Abril 2006


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Nuevas perspectivasen la automatizacin industrial ...

El aumento de la productividad de una planta tiene la mxima

prioridad. La inversin de capital est destinada a agilizar el ritmo

de produccin para satisfacer las ltimas demandas del mercado y

reducir el tiempo de lanzamiento al mismo. Por eso es necesario

contar con un flujo constante de informacin a escala corporativa

(desde la primera fase de produccin hasta el nivel de gestin

corporativa pasando por el nivel de control de la planta) para tomar

las decisiones estratgicas. Para lograrlo, se requiere eficacia y

continuidad en el propio proceso de diseo de la planta.


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... gracias a PROFINET, el estndar de Industrial Ethernet

La creciente importancia de la integracin vertical demuestra el papel

tan decisivo que desempea la comunicacin industrial en la

tecnologa de automatizacin moderna en su conjunto. PROFINET,

el estndar abierto y no propietario basado en Industrial Ethernet,

permite un acceso directo y transparente desde el nivel de gestin

corporativa hasta el nivel de campo. PROFINET est basado en

estndares de TI establecidos y admite TCP/IP sin restricciones.

Aproveche las sinergias y asegure sus inversiones:

integracin sencilla de sistemas existentes

Desea seguir utilizando o ampliar en el futuro las secciones de planta y

los sistemas existentes que se comunican a travs de PROFIBUS y otros

buses de campo? No hay problema. PROFINET permite la integracin del

parque de equipos existente sin complicaciones y con el mnimo gasto.

PROFINET garantiza un alto grado de proteccin de la inversin para los

sistemas existentes y ofrece las ventajas de un estndar innovador, ahora

y en el futuro.

La base ptima para PROFINET: Industrial Ethernet

Ethernet se ha consolidado como el sistema de bus estndar en el mundo

de la oficina. Gracias a su enorme aceptacin en el mercado, el desarrollo

de Ethernet contina imparable (p. ej., con mejoras en la velocidad detransferencia). Siemens lleva ms de 15 aos ofreciendo Industrial Ethernet

como red basada en estndares para entornos industriales rudos.

PROFINET utiliza esta base para interconectar dispositivos desde el nivel

de campo al de gestin, combinando as el rendimiento industrial con

la uniformidad, continuidad y transparencia de la comunicacin de la

empresa.


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Proceso

Comunen tiemSafety

Estndares de TIy seguridad

Instalacinde la red

Inteligencia

descentralizada

Contmov

D

ddPROFINETEstndares de TI y seguridad

PROFINET ofrece todas las funciones

necesarias para una configuracin y un

diagnstico ptimos. Es posible acceder

en lnea a todos los datos relevantes desde

cualquier parte del mundo. PROFINET

tambin cumple los requisitos ms

estrictos de seguridad de datos y redes.

Safety Integrated

PROFINET tambin cumple todos los requisitos

necesarios para un programa de seguridad

completo para el personal, la maquinaria y

el entorno. El uso de PROFIsafe hace posible

una red para la comunicacin estndar y de

seguridad positiva (todo por un mismo cable).

Inteligencia descentralizada

PROFINET ofrece un nuevo potencial para la imple-

mentacin de estructuras de automatizacin des-

centralizada o distribuida: modularizacin sin con-

cesiones y comunicacin sencilla entre mquinas

con ingeniera global para toda la planta gracias a

Component Based Automation.

Instalacin sencilla de la red

PROFINET est basado de forma coherente

en la tecnologa de conmutacin a 100 Mbits/s

y, adems de ser compatible con las topo-

logas en estrella utilizadas comnmente en

Ethernet, tambin admite topologas de red

de anillo y lineales. Esto minimiza los gastos

generales de cableado y garantiza la mxima

disponibilidad. La comunicacin inalmbrica

abre un nuevo campo de aplicaciones indus-

triales.

Tecnologa de instalacin de estndares de la industria, capacidad

de funcionamiento en tiempo real, integracin de dispositivos de

campo descentralizados, aplicaciones de control de movimiento

iscrono, administracin y diagnstico de redes simples, proteccin

contra el acceso no autorizado, ingeniera eficiente y no propietaria

y alto grado de disponibilidad de la planta y la maquinaria: PROFINET,

el estndar de Industrial Ethernet abierto e independiente del

fabricante, satisface todas estas necesidades.

La solucin para cada necesidad:PROFINET, el estndar completo para la automatizacin


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nal

eto

tivos

potralizadosDispositivos de campo descentralizadosLos dispositivos de campo descentralizados se

pueden acoplar directamente a Industrial

Ethernet a travs de PROFINET. Esto permite

un intercambio de datos de alta velocidad

entre las E/S y el controlador y una mejora

considerable del diagnstico.

Comunicacin en tiempo real

PROFINET cumple todas las necesidades de tiempo

real relevantes para el mundo de la automatizacin,

incluidas las iscronas. PROFINET tambin es

adecuado para aplicaciones exigentes, como las

aplicaciones del mbito del control de movimiento.

Proceso

PROFINET est diseado como estndar completo para

todas las tareas de automatizacin. Actualmente se estn

tramitando complementos especficos para su uso en plantas

industriales y el acoplamiento de analizadores e instrumen-

tacin industrial como parte de los esfuerzos generales de

estandarizacin.

Control de movimiento

PROFINET permite crear sistemas de control de

accionamiento iscronos extremadamente rpi-dos para aplicaciones de control de movimiento

de alto rendimiento, utilizando al mismo tiempo

una comunicacin TCP/IP.

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PROFINET: nuevas posibilidades con Industrial Ethernet

Como parte integrante de la norma IEC 61158, PROFINETest basado en el estndar internacional Ethernet (IEEE 802.3),

en Fast Ethernet (100 Mbits/s) y en la tecnologa de conmu-

tacin. PROFINET ofrece las siguientes prestaciones especiales:

el uso integrado de la comunicacin basada en TCP y en

tiempo real en una lnea, as como una comunicacin

escalable en tiempo real para unidades de control, E/S des-

centralizadas y control de movimiento. De este modo,

PROFINET permite tiempos de respuesta cortos y continuidad

desde el nivel de campo hasta el nivel de gestin corporativa.

PROFINET abarca todo el abanico de aplicaciones de auto-matizacin y distingue entre tres propiedades bsicas de

comunicacin:

No en tiempo real, como la comunicacin TCP/IP y UDP/IP

En tiempo real (RT)

Iscrona en tiempo real (IRT)

Comunicacin TCP/IP y UDP/IP

La transmisin de datos no crtica en cuanto al tiempo

mediante TCP/IP y UDP/IP es la base de comunicacin,

p. ej., para la parametrizacin y la configuracin. En el entorno

de TI, TCP/IP es un estndar de facto.


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Glosario

IP

La transmisin de datos a travs de Internet Protocol (IP) es una transmisin no segura de paquetes

(datagramas) entre un origen IP y un destino IP. La suma de comprobacin de 32 bits del paquete

Ethernet permite detectar con una alta probabilidad si hay errores en el paquete.

Los siguientes protocolos estn basados en IP:

TCP

El protocolo de control de transmisin (TCP) garantiza una transferencia de datos completa, sinerrores y en el orden correcto desde el punto de origen hasta el de destino. El protocolo TCP est

orientado a la conexin, es decir, dos estaciones establecen una conexin antes de la transmisin

de los bloques de datos y la anulan una vez concluida la misma. TCP ofrece mecanismos para la

vigilancia constante de la conexin establecida.

UDP

Al igual que el protocolo TCP, el protocolo de datagramas de usuario (UDP) permite la transferencia

de datos completa y sin errores desde el punto de origen hasta el de destino. Sin embargo, a

diferencia de TCP, con UDP no se establece ninguna conexin, es decir, cada paquete de datos se

trata como una transmisin independiente y no hay confirmacin de transporte. Al suprimirse la

vigilancia del tiempo de espera y el establecimiento y la anulacin de las conexiones, UDP resulta

ms adecuado que TCP para las aplicaciones donde el tiempo es un factor crtico. La divisin en

bloques de datos y la vigilancia de la comunicacin, caractersticas implcitas de TCP, pueden realizarsecon el protocolo UDP en el nivel de aplicacin, por ejemplo, a travs de RPC (llamada de procedimiento

remoto).

PROFINET como estndar para la industria del automvil

Los miembros de la Iniciativa de los fabricantes de automviles alemanes por la automatizacin

(AIDA) disponen de una estrategia conjunta para la implantacin de Industrial Ethernet. En un

futuro se utilizar el estndar PROFINET con funciones para seguridad de personas integradas.

El objetivo es interconectar de forma fcil y uniforme los distintos componentes de automatizacin

utilizados.


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Tiempo real (RT)La funcionalidad de tiempo real se utiliza para datos de proceso

donde el tiempo resulta crtico, es decir, con datos de usuario

cclicos o alarmas controladas por eventos. PROFINET utiliza

un canal de comunicaciones en tiempo real optimizado para

las necesidades de tiempo real de los procesos de automati-

zacin. De este modo se minimizan los tiempos de ciclo y

se mejora el rendimiento a la hora de actualizar los datos de

proceso. Las prestaciones son comparables a las de los buses

de campo, y se permiten unos tiempos de respuesta de entre

1 y 10 ms. Al mismo tiempo se reduce considerablemente

la potencia de procesador necesaria en el dispositivo para la

comunicacin. En esta solucin se pueden utilizar componentes

de red estndar.

Los switches de SIMATIC NET permiten, adems, una transfe-

rencia de datos optimizada. Para ello se establecen prioridades

en los paquetes de datos segn la norma IEE 802.1Q. En

funcin de estas prioridades, los componentes de red controlan

el flujo de datos entre los dispositivos. Para los datos en tiempo

real se utiliza la prioridad 6 (el segundo nivel ms alto) como

la prioridad estndar. Esto garantiza un tratamiento preferente

con respecto a otras aplicaciones que tienen asignados niveles

de prioridad ms bajos.

Tiempo real iscrono (IRT)La comunicacin en tiempo real asistida por hardware, conocida

como Isochronous Real-Time (IRT), est disponible para

aplicaciones especialmente exigentes, como el control de

movimiento, y aplicaciones de alto rendimiento en automatiza-

cin manufacturera. Con IRT se consigue un tiempo de ciclo

inferior a 1 ms con una fluctuacin de menos de 1 s. Para

ello, el ciclo de comunicaciones se divide en una parte deter-

minista y otra abierta. Los telegramas IRT cclicos se transmiten

por el canal determinista; los telegramas RT y TCP/IP, por el

canal abierto. Por lo tanto, los dos tipos de transmisin de

datos coexisten sin interferir entre s. Por ejemplo, los usuarios

pueden conectar un ordenador porttil a cualquier ubicacin

de la planta para acceder a los datos de los dispositivos sin

que esto afecte al control iscrono.

El ASIC ERTEC (controlador Ethernet de tiempo real mejorado)

es compatible con ambos tipos de tiempo real. Las soluciones

de sistema de punto a punto con PROFINET se basan en esta

tecnologa. El ERTEC 400 est integrado en componentes de

red y controladores; el ERTEC 200 est integrado en dispositivos

de campo simples (E/S, accionamientos).

Comunicacin en tiempo real

Comunicacin en tiempo real con PROFINET

PG / PC

< 100 ms

Automatizacin manufacturera Control de movimiento

< 10 ms < 1 ms

Servicios de TI TCP/IP

Tiempo real Tiempo real iscrono


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Proceso

Safety


Instalacinde la red

Inteligenciadescentralizada

Control demovimiento

Dispositivosde campodescentralizados

PROFINET

Comunicacin

en tiempo real

Integracin de PROFIBUS en PROFINET mediante proxy IE/PB Link PC IO.

IE/PB Link PN IO

Programadora(Field PG)

Panel

S7-300

SIMOTION

ET 200S

ET 200S

ET 200pro

Integracin de buses de campo

PROFINET permite integrar redes PROFIBUS y otros sistemas

de bus de campo ya existentes. De esta forma es posible

crear sistemas mixtos compuestos por subsistemas basados

en bus de campo y en Ethernet, as como la conversin paso

a paso a PROFINET.

El esquema con proxy facilita la integracin de sistemas

de bus de campo existentes (con gran transparencia). En

Ethernet, el proxy representa a uno o varios dispositivos

de bus de campo (p. ej., en PROFIBUS). Se encarga de una

transferencia transparente de la comunicacin entre redes

(sin tunelizacin de protocolos) y transmite, por ejemplo,

los datos cclicos a los dispositivos de bus de campo.

Como maestro PROFIBUS, el proxy coordina el intercambio

de datos entre los nodos PROFIBUS. Al mismo tiempo, es un

nodo Ethernet con comunicacin PROFINET. Los proxy pueden

funcionar como controladores o como routers puros.

Adems de los proxy con cable para Industrial Ethernet,

SIMATIC NET tambin ofrece proxy con conexin a redes

inalmbricas IWLAN.


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Para la conexin directa de dispositivos de campo descentra-lizados a Industrial Ethernet, PROFIBUS International ha definido

el estndar PROFINET IO. A travs de este estndar, los dispo-

sitivos de campo transmiten sus datos de forma cclica a la

imagen de proceso de la unidad de control asociada. PROFINET

admite 1.440 bytes/ciclo por dispositivo de campo en este

proceso, superando el volumen de datos que se puede enviar

a travs de un bus de campo. Por otra parte, PROFINET tambin

permite utilizar servicios de TI para los dispositivos de campo,

como la puesta en marcha en lnea o el diagnstico de red a

travs del protocolo SNMP (Simple Network Management

Protocol).

PROFINET admite un modelo proveedor/cliente para la inter-accin entre controladores y E/S descentralizadas. El proveedor

enva sus datos al cliente sin peticin por parte del interlocutor

de comunicacin. El cliente procesa los datos. La asignacin

entre proveedores y clientes se determina durante la configu-

racin.

Adems de las topologas en estrella, rbol o anillo, PROFINET

admite de forma coherente la topologa lineal caracterstica

de los buses de campo establecidos. Mediante la integracin

de las funcionalidades de conmutacin en los dispositivos,

p. ej., en las estaciones de periferia descentralizadas SIMATIC

ET 200S o ET 200pro, el usuario puede configurar como de

costumbre arquitecturas lineales orientadas directamente a

la estructura del sistema o de la maquinaria. Esto reduce eltrabajo de cableado y permite ahorrar componentes, como

switches externos.

Dispositivos de campo descentralizados

En el estndar de PROFIBUS International estn

definidos los siguientes tipos de dispositivos

para PROFINET IO:

IO-Controller: controlador en el que se ejecuta el

programa de automatizacin

IO-Device: dispositivo de campo descentralizado

asignado a un IO-Controller

IO-Supervisor: programadora/PC con puesta enmarcha

El IO-Device lee las seales de E/S y las transmite al

IO-Controller, que procesa estas seales y vuelve a

enviar las seales de salida al IO-Device.

El IO-Device y el IO-Controller se comunican entre s.

La respuesta a un fallo se enva directamente del controlador (PLC) al IO-Device.

ET 200S

Dispositivos de campo IO-Devices

Sensor de visin VS 130-2 ET 200pro

Controlador (PLC)IO-Controller

PG/PCIO-Supervisor

P. ej., S7-300

IE/PB LinkPN IO


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Proceso

Safety


Instalacinde la red




PROFINET

Comunicacin

en tiempo real

Descripcin y configuracin de dispositivosLa configuracin y la programacin de los IO-Devices es

equiparable a la de los dispositivos de E/S descentralizadas

en PROFIBUS DP. Normalmente se realiza con STEP 7. Los

dispositivos se describen de forma inequvoca por medio de

archivos de descripcin GSD. Estos archivos GSD se importan

a la herramienta de configuracin.

Diagnstico

PROFINET IO ofrece un esquema homogneo de diagnstico

para la localizacin y la solucin eficaz de los posibles errores.

Si se produce un fallo, el IO-Device afectado enva una alarma

de diagnstico al IO-Controller. Esta alarma ejecuta la rutina

de programa correspondiente del programa de usuario para

iniciar una reaccin al fallo. Como alternativa, la informacin

de diagnstico se puede leer directamente desde el disposi-

tivo de campo (IO-Device) y se puede visualizar en un IO-

Supervisor (programadora o PC). El IO-Device tambin genera

una alarma de diagnstico si se produce un fallo en un canal.

Un mecanismo de acuse de fallos garantiza el procesamiento

secuencial de fallos en el IO-Controller.

En el marco de la plataforma Totally Integrated Automation,

Siemens ofrece tambin una solucin de sistema integrada

para la tecnologa de redes: SCALANCE. Los switches Industrial

Ethernet se configuran con STEP 7 y se diagnostican en modo

online al igual que los dispositivos de campo. La informacin

de diagnstico se procesa en el programa de usuario del

PLC. Esta funcionalidad integral ofrece ventajas durante la

ingeniera, la puesta en marcha y el funcionamiento de la

planta.


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El uso de PROFINET facilita la aplicacin de mquinas muchoms potentes, que destacan por un rendimiento mximo,

un creciente nmero de accionamientos y menores tiempos

de respuesta. A parte de la comunicacin en tiempo real,

PROFINET dispone siempre de recursos suficientes para la

comunicacin de TI abierta y simultnea. Estos recursos se

pueden utilizar, por ejemplo, para funciones de diagnstico

y mantenimiento, lo que a su vez mejora la disponibilidad.

Para la puesta en marcha, el mantenimiento y las reparacio-

nes, un medio de comunicacin coherente en todo el sistema

supone una simplificacin considerable. Incluso la notificacin

al personal del servicio tcnico a travs de medios de tele-

comunicacin estndar como SMS o correo electrnico sepuede simplificar considerablemente y se puede vincular

con datos topolgicos generados automticamente (el

empleado del servicio tcnico no slo ve qu est mal en

su pantalla, sino tambin dnde). Esto permite ahorrar

gran cantidad de tiempo en sistemas de gran extensin o

para el mantenimiento remoto.

En aplicaciones de control de movimiento con requisitosexigentes en cuanto a sincronizacin y respuesta dinmica

de ejes, la propiedad IRT de PROFINET satisface todos los

deseos por lo que se refiere a tiempo de ciclo, funcionamiento

determinista y cantidad de participantes incluso para sistemas

de gran tamao, como las mquinas de impresin con un

elevado nmero de accionamientos.

En plantas modulares, la comunicacin entre los controladores

de movimiento tambin se puede implementar de forma

iscrona en el canal iscrono utilizando PROFINET. Esto

permite implementar fcilmente aplicaciones con sincroni-

zacin descentralizada, por ejemplo, para reemplazar ejes

centrales mecnicos.

Control de movimiento

Slo PROFINET puede sincronizar sistemas de automatizacin descentralizados en tiempo real sin necesidad de utilizar una segunda red.


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Control de movimiento con tiempo real iscrono: la separacin de los

segmentos de tiempo garantiza que la comunicacin iscrona no se vea

afectada por la comunicacin estndar.

Tiempo de ciclo

Fluctuacin

Nmero de estaciones

Reserva para comunica-cin abierta conprotocolos estndar de TI

1 ms 500 s

50%75%

70

< 1 s < 1 s

70150

50%

PROFIdrive

SIMOTION

Proceso

Safety


Instalacinde la red




PROFINET

Comunicacin

en tiempo real

PROFIdrive: la interfaz de accionamiento probada

La interfaz funcional entre los controladores y los acciona-

mientos conectados a PROFINET y PROFIBUS se define con

el perfil PROFIdrive, especfico para accionamientos, dePROFIBUS International. Los usuarios de PROFINET que ya

trabajen con accionamientos con conectividad va PROFIBUS

disfrutan as de grandes ventajas. No es necesario modificar

el programa de usuario al pasar de PROFIBUS a PROFINET.

Mximo rendimiento

Una vez ms, PROFINET excede claramente la ya elevada

capacidad de PROFIBUS. En principio, el nmero de nodos

o estaciones no est limitado. Un telegrama PROFINET puede

transportar hasta 1.440 bytes de datos de proceso. Los juegos

de datos pueden tener un tamao de hasta 4 GB, p. ej., para

transferir imgenes de un producto en elaboracin a una

sistema de visin artificial que a partir de su contorno calcula

el perfil de leva para el movimiento.

Los recursos disponibles de PROFINET con IRT son ms que

suficientes para el futuro previsto. Esto queda patente con

el siguiente ejemplo: en un ciclo de 500 s se pueden operar

70 accionamientos de forma iscrona a un alto nivel de

rendimiento. Esto deja libre el 50% de los recursos para la

comunicacin abierta con protocolos estndar de TI, por

ejemplo, para ingeniera, diagnstico, mantenimiento remoto

o adquisicin de datos de proceso.CanalIRT Canal estndarCanal

IRT Canal estndarCanal

IRT

P. ej., ciclo de control de posicin de 1 ms

Comunicaciniscrona

Comunicacinen tiempo real

Comunicacinestndar

Datos RT Datos TCP/IPDatos IRT

Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3


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PROFIBUS International ha definido un estndar para laimplantacin de estructuras de planta modulares: PROFINET

CBA (Component Based Automation). Ya se han alcanzado

resultados positivos en ingeniera de plantas y maquinaria:

los componentes que se necesitan con ms frecuencia estn

prefabricados y se pueden ensamblar fcilmente en una

unidad individual cuando se recibe el pedido. PROFINET CBA

permite extender la modularizacin al mbito de la tecnologa

de automatizacin de la planta con la ayuda de componentes

de software. En el modelo de ingeniera estandarizado se

distingue entre la programacin de la lgica de control de

los distintos mdulos inteligentes, la generacin de compo-

nentes y la configuracin de toda la planta mediante la

interconexin de los componentes.

Componentes de software flexiblesLos componentes de software son funciones de software

encapsuladas reutilizables. Puede tratarse de funciones

tecnolgicas, como controladores, o del programa de usuario

de una mquina completa. Al igual que los mdulos, pueden

combinarse con flexibilidad y reutilizarse fcilmente en

funcin de su programacin interna. Los componentes de

software se comunican exclusivamente a travs de interfaces

de componentes. En estas interfaces slo estn accesibles

de forma externa las variables necesarias para la interaccin

con otros componentes.

Inteligencia descentralizada

Lnea de produccin con Component Based Automation: El programa de usuario de los distintos

componentes se ejecuta normalmente de forma descentralizada como componente de software encapsulado.

Sin embargo, varios componentes pueden ejecutarse tambin en un control central.

Ingeniera,HMI

ENCENDIDO

MARCHA

PARADA

ARRANCANDO

LISTO

LIMPIANDO

RETENIDO

Lifestate

Limpieza Llenado

Lifestate

Etiquetado

ENCENDIDO

MARCHA

PARADA

ENCENDIDO

MARCHA

PARADA

ARRANCANDO

LISTO

LIMPIANDO

RETENIDO

Lifestate

ARRANCANDO

LISTO

LIMPIANDO

RETENIDO

S7-300 S7-300 S7-300

IE/PB Link


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Ingeniera de la solucin de automatizacin descentralizada

Claros argumentos a favor de

Component Based Automation

Abrevia la fase de puesta en marcha: el arranque

inicial de varias unidades tecnolgicas se puede

llevar a cabo de forma simultnea.

Planificacin fiable: como la puesta en marcha

requiere poco tiempo y resulta fcil de planificar,

aumenta la fiabilidad de la fase de explotacin.

Mayor flexibilidad: adaptacin y ampliacin sencilla

de las plantas.

Fcil configuracin de la comunicacin entre

mquinas.

Proceso

Safety


Instalacinde la red




PROFINET

Comunicacin

en tiempo real

Programacin de la lgica de control y generacinde componentes

Los ingenieros mecnicos o de planta generan los compo-

nentes y utilizan la herramienta propietaria correspondiente

para programar y configurar el dispositivo; en el entorno de

SIMATIC se trata de STEP 7. A continuacin, el software de

usuario se encapsula en forma de componente PROFINET.

El software debe disponer de la funcin asociada para ello.

Esto es aplicable en STEP 7. Durante el encapsulamiento,

se genera una descripcin de componente PCD (PROFINET

Component Description) y se importa en la librera del editor

de conexiones. Con SIMATIC iMap, Siemens ha lanzado al

mercado el primer editor de conexiones universal para

PROFINET CBA.

Interconexin de componentes

Los componentes PROFINET generados interconectan para

formar una aplicacin con SIMATIC iMap por medio de una

sencilla configuracin grfica. As, la laboriosa programacin

de enlaces de comunicacin ya es cosa del pasado. SIMATIC

iMap combina las aplicaciones distribuidas por toda la planta

y conecta los componentes PROFINET de cualquier fabricante.

De este modo se establecen los enlaces de comunicacin

entre los distintos componentes. No es necesario conocer

al detalle la integracin y ejecucin de las funciones de

comunicacin en el dispositivo.

Integracin de aplicaciones de bus de campo

PROFINET CBA permite mapear toda una aplicacin de bus

de campo como componente PROFINET. Esto es siempre muy

importante a la hora de ampliar una planta ya existente por

medio de PROFINET. El bus de campo utilizado para automa-

tizar el subsistema es irrelevante. Para permitir la comunica-

cin entre la planta existente y PROFINET, el maestro de la

aplicacin de bus de campo que se vaya a integrar debe tener

funcionalidad PROFINET. Los controladores SIMATIC S7-300,

S7-400 o SINUMERIK 840D existentes se pueden ampliar con

la funcionalidad PROFINET mediante procesadores de comu-

nicaciones. Por lo tanto, dentro de los componentes se utilizanlos mecanismos de bus de campo existentes (p. ej., PROFIBUS

DP) y, fuera de ellos, los mecanismos PROFINET. Esta posibi-

lidad de migracin garantiza un alto grado de proteccin de

la inversin en las plantas existentes.


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La norma internacional ISO/IEC 11801 y su equivalenteeuropeo EN 50173 definen una red estndar de TI indepen-diente de la aplicacin. El documento Installation GuidelinePROFINET (Directriz de montaje PROFINET), publicado porPROFIBUS International, ofrece ayuda a los ingenieros deplanta para la instalacin de redes PROFINET. A partir de lasdefiniciones bsicas de la norma IEC 11801, en este docu-mento se define un cableado industrial apropiado para FastEthernet teniendo en cuenta las necesidades especficas dela industria en cuanto a temperatura, compatibilidad electro-magntica (CEM), vibracin de las mquinas, humedad oexposicin a productos qumicos como aceites u otras sustan-cias agresivas.

El documento Installation Guideline PROFINET contienereglas sencillas para la instalacin de Ethernet, lo que permiteque incluso los no expertos construyan una red funcional.Adems, se describe el correcto montaje, almacenamientoy transporte de cables elctricos y de fibra ptica, as como

los valores de traccin y compresin y las longitudes mximasde cable para aplicaciones LAN y WAN. Para obtener estedocumento, visite el sitio www.profibus.com.

Tecnologa de conmutacin

PROFINET se basa en la tecnologa de conmutacin a100 Mbits/s. A diferencia de otros procesos, la tecnologa deconmutacin permite que todos las estaciones transmitandatos en cualquier momento. Siempre hay una conexinpunto a punto abierta con el siguiente switch. La conexinpuede funcionar en ambos sentidos al mismo tiempo (envoy recepcin) y tiene un ancho de banda de 200 Mbits/s.La principal ventaja: los segmentos de red o nodos que no

necesiten el telegrama, no lo recibirn; con lo que se reducela carga.

Instalacin de la red

Diversas posibilidades de aplicacin para la comunicacin inalmbrica

S7-400

MOBIC conCP 1515

S7-300

Field PGconCP 7515

Sistemas de transporte sinconductor (p. ej. filoguiados)

Punto de accesoSCALANCEW788-1PRO



Diagnstico y servicio mviles

ET 200S

ET 200S

Field PG

Punto apunto

PLC inalmbricoRed inalmbrica separada

Mdulo cliente

SCALANCEW746-1PRO


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Comunicacin inalmbrica

Adems de las topologas de red mencionadas, PROFINETtambin permite la comunicacin inalmbrica con IWAN. Estopermite reemplazar las tecnologas que, por su naturaleza, sonsusceptibles al desgaste (p. ej., contactos deslizantes). Adems,se pueden utilizar sistemas de transporte sin conductor odispositivos de servicio y manejo personalizados. Esta tecnologainnovadora tiene otras ventajas, como el aumento significativode movilidad y flexibilidad de produccin.

Los productos para IWLAN SCALANCE W estn basados en losestndares WLAN (IEEE 802.11). Destacan por su diseo robus-to, su alto grado de proteccin IP65 y sus funciones de seguridadintegradas. Adems, SCALANCE W ofrece funciones que per-miten conectar dispositivos de campo a controladores a altosniveles de rendimiento.

Reserva de ancho de banda

Se reserva el ancho de banda entre un punto de acceso y uncliente definido. Esto garantiza un alto grado de rendimientoy fiabilidad para este cliente independientemente del nmerode clientes adicionales que operen en el punto de acceso.

Rapid Roaming

Con la funcionalidad de itinerancia rpida de SCALANCEW700-RR (Rapid Roaming) se puede crear un enlace radio quepermite que los interlocutores de comunicacin implementenla transferencia de alta velocidad (Rapid Roaming) entre clulasde radio. La transferencia es tan rpida que incluso es posible

la comunicacin PROFINET IO sin interrupciones durante laitinerancia (se admiten tiempos de actualizacin de 20 ms).

Cable radiante RCoax

El cable RCoax es un cable radiante que acta como antenaespecial para puntos de acceso SCALANCE W en zonas de difcilcobertura radioelctrica. Su diseo hace que a los largo delmismo se forme un campo radioelctrico definido y cnico.Esto quiere decir que los cables radiantes son ideales paraaplicaciones en zonas de difcil cobertura radioelctrica y entodo tipo de vehculos guiados por carril.

Proceso

Safety


Instalacinde la red



Dispositivosde campodescentralizadosPROFINET

Comunicacinen tiempo real

Topologas de red

Las topologas de red se configuran de acuerdo con lasnecesidades de los equipos que se van a conectar. Entre lasms comunes encontramos la topologa en estrella, lineal,en rbol o en anillo. En una planta se suelen utilizar estructuras

mixtas. Se pueden implementar utilizando cables de cobreo de fibra ptica (FO). Para cubrir grandes distancias seutilizan cables de fibra ptica de vidrio. Los cables de fibraptica de plstico (como POF, fibra ptica de plstico, y PCF,fibra de vidrio con recubrimiento plstico) son una alternativarentable para cubrir distancias cortas. Para PROFINET haydisponibles componentes de red activos y pasivos, as comodispositivos de campo descentralizados con interfaces POF/PCFintegradas. A fin de garantizar un alto grado de disponibilidad,durante la puesta en marcha y el funcionamiento se super-visan los cables para detectar atenuaciones potencialesdebidas al envejecimiento del material.

EstrellaLa topologa en estrella o radial est compuesta por un switchcentral con conexiones individuales a todos los terminalesde datos de la red. Las estructuras en forma de estrella seutilizan en zonas con gran densidad de dispositivos y pocaextensin longitudinal, p. ej., pequeas clulas de produccino una nica mquina.

rbol

La topologa en rbol se crea mediante la conexin de variasestructuras en estrella en una red, dado el caso, combinandocables de fibra ptica y de par trenzado. Esta estructura seutiliza para dividir plantas complejas en subsistemas.

Lineal

La estructura lineal se puede implementar con un switchcerca del terminal de datos que se desee conectar o con unswitch integrado en el propio terminal de datos. La estructuralineal se utiliza preferentemente en plantas de amplia confi-guracin, p. ej., en sistemas de cinta transportadora, o parala conexin de clulas de produccin.

Anillo (redundancia)

Si los extremos de una lnea se unen por medio de unaconexin adicional, se obtiene una estructura en anillo. Seutiliza en plantas con elevados requisitos de disponibilidadpara que la red pueda seguir funcionando si se rompe uncable o si falla un componente de red.


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En PROFINET hay definidas funciones pioneras para la gestiny el diagnstico de redes.

Gestin de redes

A diferencia de los buses de campo, Ethernet ofrece posibi-lidades adicionales para la gestin de redes en combinacincon TCP/IP y UDP/IP. Los aspectos de infraestructura de redes,gestin de IP, diagnstico de red y sincronizacin horariaforman parte de la gestin integral de redes. Con ella, laadministracin y gestin de Ethernet resulta mucho mssencilla gracias a la utilizacin de protocolos estndar delentorno de TI.

Gestin de diagnsticosLa fiabilidad de funcionamiento de la red tiene prioridadabsoluta en la gestin de redes. El protocolo SNMP (SimpleNetwork Management Protocol) se ha impuesto comoestndar de facto en las redes existentes para el manteni-miento y la vigilancia de componentes de red y sus funciones.SNMP permite el acceso en lectura (vigilancia, diagnstico)y escritura (administracin) a los dispositivos.

Servicios web

Tambin es posible acceder a PROFINET a travs de clientesweb. Dicho acceso se basa en tecnologas estndar del mundode Internet, como HTTP, XML, HTML o scripts. Los datos setransfieren en formato estndar (HTML, XML) y se visualizancon programas estandarizados (navegadores como Netscape,MS Internet Explorer, Opera, Firefox, etc.). De esta forma esposible integrar la informacin de los dispositivos PROFINETen sistemas de informacin modernos y con funcionalidadmultimedia.

Estndares de TI y seguridad de datos

La proteccin de las plantas frente al manejo incorrecto, la manipulacin y el espionaje est

basada en estndares de seguridad probados y certificados, escalables y sin efectos negativos.

Acceso no autorizado

SCALANCE S

ET 200S ET 200SET 200pro

S7-300 Panel Field PG

Ingeniera, HMI

SINUMERIK


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Proceso

Safety


Instalacinde la red



Dispositivosde campodescentralizadosPROFINET

Comunicacin

en tiempo real

La integracin web en el mbito de TI ofrece un gran nmerode ventajas evidentes: la utilizacin de navegadores comointerfaz de usuario unificada, el acceso a la informacin encualquier lugar y desde cualquier nmero de clientes, laindependencia de la plataforma del cliente y la reduccin delos trabajos de instalacin y actualizacin del software cliente.Estas ventajas tambin se pueden aprovechar con los dispo-sitivos PROFINET. Y vale la pena, sobre todo para las tareasde comprobacin, puesta en marcha, diagnstico y mante-nimiento.

Seguridad industrial

PROFINET permite acceder a datos del nivel de campo desde

el nivel de gestin. De este modo, es posible detectar yaprovechar oportunidades ocultas de mejora de la producti-vidad. No obstante, se debe garantizar la seguridad de la redy de los datos en todo momento.

La seguridad no slo se ve amenazada por virus, troyanos yotras amenazas, sino que tambin deben evitarse direccio-namientos incorrectos dentro de la empresa. Por ejemplo,el robot de la nave 2 no debe ponerse en marcha accidental-mente mientras se estn realizando trabajos de manteni-miento en la cinta transportadora de la nave 1.

Es necesario encontrar soluciones sencillas y eficaces para

evitar este tipo de situaciones de peligro. Con SCALANCE S,Siemens ofrece componentes de red para proteger los datosen entornos industriales con PROFINET. La interfaz grficade usuario es equiparable a la de los componentes de auto-matizacin y su aprendizaje resulta muy intuitivo.

En el documento PROFINET Security Guideline (Directrizde seguridad PROFINET) se explican fundamentos y conceptossobre la seguridad de datos en entornos industriales.Ejemplos:

Control de acceso y autorizacin

Niveles de acceso

Salvaguarda de datos y estndares de seguridad,como cortafuegos

VPN (redes privadas virtuales)

IPSEC (cifrado de datos)


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Para garantizar una comunicacin segura, PROFINET utiliza elperfil PROFIsafe. PROFIsafe es el primer estndar de comuni-caciones conforme a la norma de seguridad IEC 61508 quepermite la comunicacin estndar y de seguridad por unmismo cable de bus. Algunas de las ventajas que ofrece sonuna reduccin significativa de los trabajos de cableado y unamenor cantidad de componentes. Utilizando el perfil PROFIsafe(de eficacia probada en PROFIBUS) tambin en PROFINET esposible ampliar las plantas con gran facilidad.

Estndar abierto

PROFIsafe es el primer perfil certificado por TV (prestigiosoorganismo de inspeccin tcnica alemn) para la comunicacin

de seguridad positiva a travs de Ethernet estndar. Estoincluso permite la comunicacin inalmbrica en aplicacionesde seguridad positiva con Industrial Wireless LAN. PROFIsafees una solucin abierta para la comunicacin segura a travsde buses de campo estndar. En el marco de PROFIBUS Inter-national, numerosos fabricantes de componentes de seguridady usuarios finales de tecnologa de seguridad han participadoen el desarrollo de este estndar abierto y universal.

Como parte de SIMATIC Safety Integrated, PROFINET conPROFIsafe est certificado segn IEC 61508 (hasta SIL 3),

EN 954 (hasta la categora 4), NFPA 79-2002 y NFPA 85, porlo que cumple los requisitos ms exigentes para la industriamanufacturera y de procesos.

Proteccin frente a posibles fallos

Para la comunicacin de seguridad positiva, PROFIsafe utilizala comunicacin en tiempo real (RT) de PROFINET. Entre unaCPU y un dispositivo de campo de seguridad positiva no slose intercambian datos de usuario, sino tambin informacinde estado y de control. No se requiere hardware adicional.

Durante la transmisin de datos existen diversas fuentes deerror posibles (direcciones no vlidas, prdidas, retrasos, etc.).

PROFIsafe las contrarresta con estas cuatro medidas:

Numeracin consecutiva de los datos de PROFIsafe

Vigilancia de tiempo

Vigilancia de autenticidad mediante contraseas

Seguridad por CRC (comprobacin de redundancia cclica)optimizada

Las soluciones existentes se pueden ampliar sin tener quemodificar el cableado.

Safety

E/S descen-tralizadas Sensores

Otros busesde campo

Controlde

movimiento

Proxy

guridaddatos

HMI Controlador

Conmutacin

Proxy

Comunicacin de seguridadva perfil PROFIsafe

Automatizacin completacon PROFINET

HMI

Safety

Safety

Inalmbrico

E/S descen-tralizadas

Safe

Estndares de Ty seguridad

Instalade la r


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Soporte

21

Proceso

nteligenciascentralizada


Dispositivosde campodescentralizadosROFINET

Comunicacin

en tiempo real

PROFINET est respaldado por PROFIBUS International. Esta organizacin para busesde campo (la mayor del mundo) cuenta con ms de 1.400 miembros. Entre ellos seencuentran los proveedores lderes de tecnologa de automatizacin y los usuarios tantode la industria manufacturera como de los diversos sectores de la industria de procesos.Diez grupos de trabajo con empleados de 50 empresas estn desarrollando la arquitecturade PROFINET.

Para la certificacin de los productos se han construido laboratorios de prueba especiales.Adems, hay disponible una red mundial de 30 Competence Centers de PROFIBUS pararesponder cualquier consulta acerca de PROFINET.

Competence Center de Siemens:

ComDec, Alemania, datos de contacto: [email protected]

PIC, EE. UU., datos de contacto: www.sea.siemens.com/pic

The rapid way to PROFINET

El libro The Rapid Way to PROFINET contiene informacin detalladasobre PROFINET. A lo largo de sus 235 pginas, el lector aprender cmoempezar a desarrollar y planificar una planta formulando preguntasconcretas a un equipo de expertos o a evaluar de forma precisa unsistema PROFINET como ingeniero u operador de planta y a localizar ysolucionar los errores ms comunes interpretando los telegramas.

Puede encargar este libro a PROFIBUS International a travs de la web:www.profibus.com/libraries.html.

Automating with PROFINET

En el libro Automating with PROFINET se ofrece una introduccin aPROFINET para planificadores de sistemas y personas responsables deadoptar decisiones. Aqu, los ingenieros de proyecto, los ingenieros depuesta en marcha y los tcnicos encontrarn informacin detalladasobre la planificacin e implementacin de una aplicacin de automa-tizacin basada en PROFINET. Las distintas relaciones tcnicas y lasaplicaciones prcticas se describen utilizando productos SIMATIC.

Se puede adquirir en libreras (ISBN 3-89578-256-4) o en el sitiowww.publicis-erlangen.de/books


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Siemens ofrece una amplia gama de productos para

PROFINET: desde sistemas de automatizacin SIMATIC,

SIMOTION y SINUMERIK hasta PC y estaciones de trabajo.

Los dispositivos de campo descentralizados de la familia

SIMATIC ET 200 se pueden conectar directamente a

PROFINET. Los dispositivos PROFIBUS existentes tambin

se pueden integrar en una solucin PROFINET. La gama

de productos se completa con un extenso abanico de

componentes de red activos y pasivos, productos de

seguridad para construir redes Industrial Ethernet

seguras y la posibilidad de comunicacin inalmbrica

con Industrial Wireless LAN.

Productos que simplificanlas aplicacionescon PROFINET

Safety

Safety

Seguridaddatos

HMI

Control demovimiento yaccionamientos

HMI

Controlador

Robtica

Conmutacin

Inalmbrico

E/S descen-tralizadas

SensoresE/S descen-tralizadas

Controlnumrico

IE/PB LinkPN IO

IE/AS-iLINK

PN IO


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Componentes de red

Con el sistema de cableado rpido FastConnect (FC)para Industrial Ethernet, el cableadoestructurado del entorno de oficina pasa a ser apto para el uso industrial en fbricas. Loscables FastConnect se pueden ensamblar in situ con gran rapidez y facilidad. De esta forma,la tecnologa de cableado RJ45 tambin est disponible en versin apta para aplicacionesindustriales. Adems, se ofrece una amplia gama de cables de fibra ptica. Dichos cablesde fibra ptica pueden estar compuestos por plsticos fotoconductores como la fibra pticade plstico (POF) o las fibras de vidrio con recubrimiento plstico (PCF) para la creacin deestructuras de redes pticas.

El acoplador PN/PNcon alimentacin redundante es un componente que permite elacoplamiento rpido de datos de E/S determinista y entre sistemas entre dos redes PROFINET.Con ayuda de dos switches integrados de 2 puertos se pueden configurar fcilmenteestructuras lineales sin necesidad de switches externos.

Switches Industrial Ethernet

SCALANCE Xes la familia escalonada de switches Industrial Ethernet (gestionados ono gestionados). La gama de productos SCALANCE X est compuesta por tres lneascomplementarias diseadas a medida de cada tarea de automatizacin. Los switchesSCALANCE X se pueden configurar y diagnosticar en STEP 7. Adems, ofrecen la posibilidadde optimizar la transferencia de telegramas en tiempo real PROFINET mediante priorizacinsegn IEEE 802.1Q. Para los casos en que la transmisin en tiempo real (IRT) es crucial,estn disponibles los switches con ASIC ERTEC integrado y con interfaces de cable de cobrey fibra ptica. Adems de los productos con grado de proteccin IP20, Siemens ofrecedispositivos SCALANCE X con IP65.

Controladores

Para SIMATIC S7-300 estn disponibles la CPU 319-3 PN/DPy la CPU 317-2 PN/DPparala gama alta y la CPU 315-2 PN/DPpara la gama media con interfaz PROFINET integrada.La CPU 315F-2 PN/DPy la CPU 317F-2 PN/DPse pueden utilizar para tareas estndar ypara tareas de automatizacin orientadas a la seguridad. Estas CPU disponen de una interfazcombinada PROFIBUS DP/MPI y de una interfaz Industrial Ethernet/PROFINET. Las unidadescentrales de proceso se pueden manejar como IO-Controllers para dispositivos de campoen PROFINET. Adems, como componente de PROFINET CBA, se puede implementar elintercambio de datos con otros componentes CBA.

Para SIMATIC S7-400 estn disponibles la CPU 414-3 PN/DPy la CPU 416-2 PN/DPpara tareas de automatizacin de gama alta con interfaz PROFINET integrada. LaCPU 416F-3 PN/DPse puede utilizar para tareas estndar y para tareas de automatizacinorientadas a la seguridad. Las nuevas CPU S7-400 facilitan por primera vez dos puertosEthernet, lo que permite configurar topologas lineales adems de arquitecturas jerrquicas.Las tres CPU nuevas ofrecen un servidor web integrado que permite el acceso a la informacinde diagnstico de las CPU desde cualquier ubicacin a travs de la interfaz PROFINETintegrada.

PLC por software WinAC

Con esta opcin PROFINET es posible utilizar SIMATIC WinAC Basis como componente deautomatizacin para PROFINET CBA. De este modo, WinAC Basis permite el intercambio dedatos con otros dispositivos compatibles con PROFINET CBA a travs de Industrial Ethernet.


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Herramientas de ingeniera

SIMATIC STEP 7 y SIMOTION SCOUT

Para la configuracin de dispositivos de campo PROFINET segn el mtodo habitual enPROFIBUS.

SIMATIC iMap

SIMATIC iMap es una herramienta de ingeniera basada en componentes para la configuracinde las comunicaciones en soluciones de automatizacin descentralizadas. Se utiliza parala configuracin grfica y sencilla de las comunicaciones entre mdulos del sistema y parala comunicacin entre mquinas de una lnea de produccin. SIMATIC iMap reduce sustan-cialmente los trabajos de ingeniera por parte del cliente.

Conexin de sistema para SIMATIC S7 y SINUMERIK

Para conectar a PROFINET equipos SIMATIC S7 y SINUMERIK 840D powerline hay disponiblesprocesadores de comunicaciones. Los productos CP 343-1, CP 343-1 Leany CP 343-1Advancedson mdulos de comunicaciones para Industrial Ethernet; sirven para integrarel sistema SIMATIC S7-300 o SINUMERIK 840D powerline en una aplicacin ComponentBased Automation o, como IO-Controller, permite operar dispositivos de campo directamenteen PROFINET. Con CP 443-1 Advanced, todos los controladores SIMATIC S7-400 se puedenintegrar en aplicaciones PROFINET (PROFINET IO y PROFINET CBA).

Conexin de sistema para PG/PC

CP 1616/CP 1604

El CP 1616 es un procesador de comunicaciones para conectar PG/PC a Industrial Ethernet.El CP 1604 es un procesador de comunicaciones PC/104-Plus para conectar sistemas basadosen PC/104 a Industrial Ethernet.

El CP 1616 y el CP 1604 incorporan un ASIC ERTEC 400 con un switch de tiempo real de 4puertos integrado. Los dos mdulos se pueden utilizar como IO-Controller o IO-Device en

aplicaciones PROFINET. Para estas dos tarjetas de PC, Siemens ofrece un kit de desarrollogratuito (DK-CP 16xx PN IO) para migrar el software de los drivers e incorporar los CP enentornos con otros sistemas operativos.

SOFTNET PN IO

Con SOFTNET PN IO, los PC que dispongan de su propia interfaz Ethernet pueden actuarcomo IO-Controllers (RT) y conectar directamente dispositivos PROFINET IO a travs deIndustrial Ethernet.

PN CBA OPC Server

PN CBA OPC Server ofrece la interfaz de aplicacin de PC para la comunicacin a travsde Industrial Ethernet con componentes PROFINET para estructuras de automatizacindescentralizadas.


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Controladores de movimiento y accionamientos (variadores)

SIMOTION D425, D435 y D445

SIMOTION D realiza todas las tareas de movimiento y funciones de cuasicontrol de movimiento

directamente en el variador. La conexin a PROFINET se realiza mediante el mdulo opcionalCBE30, que tiene un switch integrado de 4 puertos con funcionalidad IRT.

SIMOTION P350

Es un sistema de control de movimiento residente en PC. Como sistema operativo se utilizaWindows XP Professional con una mejora de tiempo real para SIMOTION. La conexin aPROFINET se realiza mediante el mdulo opcional MCI-PN, que tiene un switch integradode 4 puertos con funcionalidad IRT.

Sistema SINAMICS S120

El flexible sistema de accionamiento SINAMICS S120 tiene carcter modular, lo que le abreuna amplia gama de aplicaciones industriales. La arquitectura del sistema, con una ControlUnit central, es especialmente idnea para aplicaciones multieje con funcionalidad decontrol vectorial y servocontrol en el rango de 1,6 kW a 1.200 kW. Las mltiples posibili-dades de combinacin y la escalabilidad del rendimiento y las prestaciones de control deSINAMICS S120 impulsan la tendencia hacia la modularizacin y la separacin de ejes y,al mismo tiempo, constituyen la plataforma de la solucin basada en accionamiento deSIMOTION D. La conexin a PROFINET se realiza mediante el mdulo opcional CBE20, quetiene un switch integrado de 4 puertos con funcionalidad IRT.

Periferia descentralizada (E/S remotas)

SIMATIC ET 200S

Con la interfaz PROFINET IM 151-3 PN STANDARD y HIGH FEATURE tambin se puede conectara PROFINET el sistema de E/S remotas multifuncional SIMATIC ET 200S con grado de proteccinIP20. La versin HIGH FEATURE es compatible con aplicaciones PROFIsafe. Gracias al switchde 2 puertos es posible configurar fcilmente redes de topologa lineal.

SIMATIC ET 200S con conexin de cable de fibra ptica

La interfaz PROFINET IM 151-3 PN FO permite conectar la familia de productos SIMATICET 200S a una red PROFINET ptica a travs de las interfaces POF integradas (fibra pticade plstico). Al igual que ocurre con los buses de campo establecidos, el switch de 2 puertosintegrado permite configurar fcilmente estructuras lineales. Por primera vez, los mdulosPROFIsafe de seguridad pueden funcionar en ET 200 con conexin directa por cable de fibraptica.

SIMATIC ET 200pro

SIMATIC ET 200pro es el sistema de E/S remotas multifuncional, modular y con grado deproteccin IP65/67 que se puede instalar directamente en el proceso sin necesidad dearmario elctrico. Con el mdulo de interfaz IM 154-4 PN HF es posible conectar ET 200procomo IO-Device directamente a PROFINET. Los arrancadores de motor ET 200pro integradosponen en marcha y protegen los motores y los consumidores hasta 5,5 kW.

Todos los sistemas ET 200 mencionados admiten comunicacin estndar y comunicacinsegura a travs de PROFIBUS o PROFINET.


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Routers

Se pueden implementar routers entre Industrial Ethernet o PROFINET y PROFIBUS oAS-Interface mediante links, controladores o PC. La configuracin se realiza medianteSTEP 7. Los routers implementados en forma de link transmiten datos con fluidez de unared a otra, permitiendo la conexin transparente de dispositivos PROFIBUS existentes aIndustrial Ethernet. De este modo es posible la conexin transparente de dispositivosPROFIBUS existentes a Industrial Ethernet.

IE/PB Link PN IO

IE/PB Link PN IO permite la conexin transparente de esclavos PROFIBUS DP a IO-Controllersde PROFINET.

IWLAN/PB Link PN IO

El router compacto IWLAN/PB Link PN IO permite la conexin inalmbrica de esclavosPROFIBUS DP a un IO-Controller de PROFINET a travs de Industrial Wireless LAN.

IE/PB Link

IE/PB Link conecta a Industrial Ethernet componentes PROFINET CBA conectados a PROFIBUS.

IE/AS-i LINK PN IO

IE/AS-i LINK PN IO conecta esclavos de AS-Interface a un IO-Controller de PROFINET. Segnlas especificaciones de AS-i V3.0, hay un maestro de AS-Interface simple y doble, una pantallade grficos vectoriales y un servidor web integrado para que la puesta en marcha y eldiagnstico resulten cmodos.

Sensores, tecnologas de medicin y prueba

SIMATIC VS120

El sensor de visin inteligente SIMATIC VS120 tiene la funcin de buscar objetos y comprobarformas. El sensor detecta y comprueba diversos objetos o patrones (p. ej., smbolos impresos,componentes inyectados, elementos cermicos, etc.). Este sensor puede funcionar enPROFINET como IO-Device.

SIMATIC VS130-2

SIMATIC VS130-2 es el sensor de visin inteligente diseado para la lectura de cdigos 2D.El sensor detecta y descodifica, por ejemplo, el cdigo de matriz de datos disponible en unobjeto segn la norma ECC200 y puede funcionar como IO-Device en PROFINET.

Mdulos de comunicaciones SIMATIC RFID

Hay disponibles dos nuevos mdulos de comunicaciones para la conexin a PROFINET:SIMATIC RF170C y RF180C. RF170C es un mdulo de comunicaciones que permite conectarlos sistemas RFID al sistema SIMATIC ET 200pro de E/S descentralizadas. La conexin directaa PROFINET es posible mediante el mdulo de comunicaciones RF180C. Los dispositivos deescritura/lectura de todos los sistemas RFID pueden funcionar en los mdulos de comunica-

ciones.


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Componentes tecnolgicos PROFINET

ERTEC 200, ERTEC 400 y kits de desarrollo

Los controladores Ethernet de alto rendimiento con switch de tiempo real integrado permitenel procesamiento de datos para tiempo real (RT) y tiempo real iscrono (IRT) con PROFINET.Existen dos versiones: ERTEC 400 con switch integrado de 4 puertos, ARM 946 RISC e interfazPCI y ERTEC 200 con switch integrado de 2 puertos, ARM 946 RISC y fsica integrada. Loskits de desarrollo asociados permiten el desarrollo de dispositivos PROFINET IO propios conhardware y software.

Kit de desarrollo PROFINET IO

El kit de desarrollo PROFINET permite a los fabricantes de dispositivos de campo desarrollary ofrecer dispositivos de campo PROFINET (IO-Devices) con mayor rapidez. Incluye un CDy una licencia nica que autoriza el desarrollo y la produccin de una lnea de productos de

dispositivos de campo.

Seguridad industrial

SCALANCE S

La gama de seguridad SCALANCE S constituye una solucin de seguridad especfica parala tecnologa de automatizacin industrial. Los mdulos de seguridad SCALANCE S ofrecenfuncionalidad de seguridad escalable: un cortafuegos protege a los PLC frente al acceso noautorizado, independientemente del tamao de la red. De forma alternativa o complementaria,las redes privadas virtuales (VPN) autentican de forma segura los nodos de comunicaciny codifican la transferencia de datos. SOFTNET Security Client se encarga del acceso segurodesde PC y ordenadores porttiles a PLC protegidos por SCALANCE S.

Comunicacin industrial mvil

SCALANCE W-700

Los productos para IWLAN SCALANCE W estn basados en estndares y ofrecen las funcionesadicionales de reserva de ancho de banda y Rapid Roaming, que permiten p. ej. unaconexin ptima de los dispositivos de campo a los controladores. Adems, los productosSCALANCE W tienen un diseo robusto con alto grado de proteccin (IP65) y funciones de

seguridad integral.IWLAN RCoax Cable

Cable radiante que se puede utilizar como antena especial para los puntos de accesoSCALANCE W en zonas de difcil cobertura radioelctrica.

SINEMA E

SINEMA E (SIMATIC Network Manager Engineering) es una herramienta de software parala planificacin, simulacin y configuracin eficaz de aplicaciones industriales WLAN basadaen la norma 802.11 a/b/g. Se pueden disear y simular redes IWLAN completas en elescritorio. El nuevo software para redes industriales y de oficina, incluidas las zonas externas,es adecuado para planificadores y tcnicos de redes de fbrica.


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HG International: fabricante de productosde limpieza, Pases Bajos

NecesidadesHG International fabrica productos especiales de limpieza,proteccin y pulido. En su planta de Almere, esta empresaholandesa fabrica ms de 250 productos distintos, que seexportan a ms de 45 pases.

Para el llenado de las botellas, en la parte mvil de la mquinase requiere un controlador que abra y cierre las vlvulasrpidamente. La solucin existente no cubra las exigentesnecesidades de disponibilidad. El principal problema residaen los problemas de comunicacin a travs del contactodeslizante.

SolucinHG International ha apostado por Industrial Wireless LANcon PROFINET. El sistema utilizado es el ET 200S. Se hamontado sobre la parte mvil de la mquina junto con uncliente SCALANCE W para controlar las vlvulas.

VentajasHG International se beneficia de una comunicacin fiable yde alto rendimiento entre el controlador S7-300, que utilizala CPU 317-2 PN/DP, y la parte mvil de la mquina, queutiliza SCALANCE W y ET 200S. Esta solucin tambin resultaconvincente desde el punto de vista de la rentabilidad.

Adems, la programacin inalmbrica tambin se puedeaprovechar para el servicio tcnico. Y como en cualquiermomento se puede integrar una bscula con SIWAREX CSen el sistema ET 200S, est claro que la nueva solucin tieneuna enorme aplicabilidad de cara al futuro.

Historias de xito


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NecesidadesEste sector se caracteriza por unas condiciones de trabajoadversas y un alto grado de suciedad. Esta empresa danesadeseaba instalar una red inalmbrica con la que tambin sepudieran realizar funciones de servicio tcnico en elementosmviles en cualquier momento. Adems, la nueva solucintendra que ser econmica y fcilmente ampliable. El inte-grador de sistemas Automatic Syd ofreci la solucin deautomatizacin ptima para este objetivo.

Solucin

Automatic Syd se decidi por una solucin inalmbrica conPROFINET. El montaje se realiz sobre las unidades de trans-porte sin conductor. La comunicacin inalmbrica permitela implementacin de trabajos de ingeniera y de diagnsticodesde cualquier ubicacin. Se utilizan los siguientes compo-nentes:

SIMATIC S7-300 con CPU 315-2 PN/DP SIMATIC ET 200S SCALANCE W SCALANCE X

Ventajas

La nueva solucin ha cumplido todas las expectativas desdeel primer momento. Gracias a la comunicacin IWLAN fiable,

la solucin garantiza la mxima disponibilidad. Adems, haaumentado considerablemente la eficacia del servicio tcnicoen las mquinas.

Otras ventajas del sistema son una mayor flexibilidad yfacilidad de ampliacin. Adems, se puede seguir aprovechan-do el know-how adquirido con PROFIBUS.

NecesidadesEl conocido fabricante de lavadoras Electrolux buscaba unasolucin de automatizacin innovadora para su planta en laciudad de Porcia (al norte de Italia) que le permitiera reaccio-nar siempre de forma flexible a la demanda actual del mercadointernacional. Los requisitos principales consistan en unafcil integracin de distintas mquinas, rapidez en la puestaen marcha y sencillez de mantenimiento.

Solucin

El sistema de diseo modular est basado en la inteligenciadistribuida con PROFINET CBA. Un sistema S7-300 con fun-cionalidad PROFINET sirve como PLC coordinador, controlandotodo el sistema de transporte. Adems, se comunica con elsistema de visualizacin y gestin de la planta, recibe lasrdenes de trabajo del nivel de gestin e informa a ste sobreel desarrollo del trabajo. Otros dos S7-300 controlan las doscabinas de pintura y los dos robots de pintura con sus hornosde secado correspondientes.

Ventajas

Se ha desarrollado un taller de pintura nuevo y muy avanzadotecnolgicamente: el ms moderno de toda la empresa.Gracias a Component Based Automation, Electrolux disfrutade un alto grado de flexibilidad: si es necesario, se puede

adaptar rpidamente la produccin de lavadoras a la situacinactual del mercado y, por ejemplo, utilizar distintos colores.

Gracias a la fcil integracin de diversos mdulos, los costesde configuracin se han reducido al mnimo. No ha sidonecesario invertir mucho tiempo para programar la trans-ferencia de datos completa entre los componentes inteligentesde la planta, sino que se ha configurado rpida y fcilmentecon SIMATIC iMap. Gracias a las extraordinarias funcionesde diagnstico, el mantenimiento tambin se ha simplificadosustancialmente.

Carlsberg MUR: materiales deconstruccin prefabricados,Dinamarca

Electrolux: fabricante delavadoras, Italia


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MAN Roland:fabricante de mquinas de artes grficas, Alemania

NecesidadesEn el mbito de la maquinaria de impresin, los equipos ysistemas de automatizacin y accionamiento debe hacerfrente a exigentes requisitos. Las bandas de papel hmedose deben mover con precisin y suavidad a altas velocidades.Esto implica un control de movimiento coordinado conextrema precisin, una elevada dinmica del accionamiento,unos controladores que reaccionen con rapidez y una sincro-nizacin eficaz de todas las estaciones de la rotativa.

Solucin

En las imprentas orientadas al futuro, las rgidas mquinasmecnicas se estn reemplazando por mquinas innovadorasy modulares. MAN Roland, el segundo mayor fabricante demaquinaria de artes grficas del mundo y lder internacionalen rotativas offset, apuesta por PROFINET con IRT en com-binacin con el innovador sistema de control de movimientoSIMOTION y los variadores del sistema de accionamiento dealto rendimiento SINAMICS S120. El intercambio de datosentre las diversas unidades de las mquinas y los acciona-mientos se realiza de forma determinista y sncrona a travsde IRT. Hasta ahora se han sincronizado 31 ejes (distribuidos

en siete conjuntos de ejes con SIMOTION D y SINAMICSS120). En cualquier momento puede realizarse una amplia-cin a ms de 100 ejes para rotativas offset an mayores.No resulta difcil alcanzar una precisin de 5 m en unalongitud de impresin de 1.000 mm aunque la banda depapel atraviese la unidad de impresin a 900 m/min.

Ventajas

El uso de PROFINET con IRT permite unos tiempos de impre-sin ms cortos y una mayor precisin de las mquinas deartes grficas; todo ello con mayor flexibilidad y productividad.Gracias a la comunicacin TCP/IP abierta simultnea, el nivelde gestin de la empresa puede acceder directamente a los

controladores y accionamientos, con lo cual se asegura latransparencia en la produccin.

Historias de xito


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NecesidadesUna famosa tabacalera americana ha decidido automatizargran parte de su seccin de transporte de materiales. Estaseccin combina tres de las fases principales en la fabricacinde cigarrillos: enrollar el tabaco, envolver con el papel yempaquetar.

Solucin

En colaboracin con el fabricante, Prism Systems (de Mobile,Alabama) perfil un esquema de automatizacin basado enPROFINET y Component Based Automation. Esta solucinpermite el encapsulado de la funcin de todos los compo-nentes del sistema. Los componentes PROFINET creados deeste modo se enlazan grficamente con SIMATIC iMap.

Ventajas

La interconexin grfica de los componentes PROFINETreduce considerablemente el trabajo necesario de ingenieray puesta en marcha. En comparacin con la programacinmediante los mdulos de funcin de sistema correspondientesen STEP 7, Prism Systems calcula una reduccin del 20% enlos trabajos de ingeniera. El integrador de sistemas y latabacalera estn satisfechos con la enorme facilidad con laque van a poderse aadir nuevas mquinas en el futuro.

NecesidadesEste famoso embotellador conect sus dos centros de laSelva Negra con varios acueductos. Desde entonces, el aguamineral de los dos manantiales se puede procesar en ambasubicaciones en funcin de la utilizacin y la demanda. Se haseleccionado la tecnologa ms moderna para el sistema detransporte. La comunicacin entre las dos estaciones princi-pales y las subestaciones intermedias era un factor muyimportante.

Solucin

La solucin de automatizacin se basa en controladoresS7-300 con funcionalidad CBA y compatibles con PROFINET,que estn conectados a los cables de fibra ptica a travs deswitches. Los actuadores y sensores del nivel de campo (esdecir, las islas de vlvulas) estn conectados mediante dis-positivos de E/S descentralizadas ET 200S. stos tambin secomunican con los controladores asociados a travs dePROFINET.

Ventajas

El integrador de sistemas Klotter Elektrotechnik GmbH deRheinau-Freistett ha descrito la configuracin grfica de lascomunicaciones entre los diversos controladores PROFINETcon la herramienta de configuracin SIMATIC iMap, limitada

al trazado de las lneas de conexin, como simplementemaravillosa y sencilla.

Los tiempos de ciclo de 5 a 10 ms (que son viables a travsdel canal en tiempo real de PROFINET) hacen posible porprimera vez unos controles exigentes con comunicacin paralarga distancia.

Prism Solutions: SiemensSolution Partner Automation,Alabama, EE. UU.

Peterstaler Mineralquellen:embotellado de agua mineral,Alemania


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Siemens AG

Automation and Drives

Ms informacin sobre PROFINET:

www.siemens.com/profinet

Ms informacin sobre PROFINET en PROFIBUS International:

www.profinet.com

Ms informacin sobre la tecnologa PROFINET:

www.siemens.com/ertec

Para buscar manuales de SIMATIC en la documentacin tcnica de SIMATIC Guide:

www.siemens.com/simatic-docu

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Este prospecto contiene slo descripciones generales o prestaciones que en el

caso de aplicacin concreto pueden no coincidir exactamente con lo descrito,

o bien haber sido modificadas como consecuencia de un ulterior desarrollo del

producto. Por ello, la presencia de las prestaciones deseadas slo ser vincu-

lante si se ha estipulado expresamente al concluir el contrato.

Todos los nombres de productos pueden ser marcas registradas o nombres

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