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Thema: Ethernet Powerlink / Profinet Feld Erfahrungen

  1. #1
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    Hallo zusammen,

    hat jemand Erfahrung mit Ethernet Powerlink Systemen (speziell B&R X20 System)? Wie ist die Erfahrung mit dem Support von B&R und der Teileverfügbarkeit (weltweit)?
    Wie sieht es mit der Verbereitung von Powerlink im Vergleich zu Profinet aus? Gibt es eine Empfehlung aus Benutzersicht (Pro und Contra Profinet / Powerlink)?
    Ich würde mich über entsprechendes Feedback sehr freuen.

    MfG

    FG
    Zitieren Zitieren Ethernet Powerlink / Profinet Feld Erfahrungen  

  2. #2
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    Also ich kann über EPL (Ethernet Powerlink) eigentlich nur gutes vermelden. Von der Verbreitung her dürfte EPL derzeit sogar vor Profinet liegen, da EPL doch schon einige Jahre verfügbar ist.

    Lenze, KEB usw. haben auf der Nürnberg-Messe bereits ihr EPL-Anschaltungen präsentiert, SEW will auf der Hannover-Messe (Aussage SEW von letzter Woche) nachziehen.

    EPL hat gegenüber Profinet einige entscheidende Unterschiede:
    - Profinet basiert auf Standard-Ethernet und kann auch mit diesem gemischt werden, für echtzeitfähigen Profinet-Strecken müssen jedoch Switches eingesetzt werden, die Qos (Quality of Servis) unterstützen. Man ist hier also auf einige wenige Typen von Siemens, Phönix und Hirschmann beschränkt; abgesehen sind alle (mir bisher bekannten) Komponenten teurer als die gleichwertigen Profibus-Komponenten.
    - EPL hat nur auf der Physikalischen Seite (Kabel usw.) etwas mit Ethernet zu zun - von Protokoll her ist es eher mit CanOpen und DeviceNet verwandt. Es vereint die Vorteile von diesen Bussystemen mit der Verkabelung und Geschwindigkeit von Ethernet. Eine Mischung mit Standard-Ethernet ist nur mit speziellen Gateways möglich, dafür sind allerdings keine speziellen Switches notwendig.

    Vom Konzept her ist derzeit EPL mein Favorit unter den Ethernet-basierten Bussystemen, da es die Feldebene und die Leitebene klar trennt (B&R-CPUs haben üblicherweise á 1 Standard-Ethernet und 1 EPL-Schnittstelle). EPL ist nicht teurer als z.B. CAN oder Profibus.

    Die entscheidenden Vorteile von EPL gegenüber Profinet sind die kürzere Zykluszeit und die Möglichkeit, EPL+X20 taktsynchron zu SPS-Taskklassen zu betreiben (ohne spezielle Baugruppen).


    Bei uns sind derzeit 2 EPL-Systeme im Einsatz (12 Acopos + 1 X20, 1 x X20 alleine). Bisher sind keine Probleme aufgetreten.
    Das Thema Profinet ist bei uns vorerst vom Tisch, da es gegenüber Profibus kaum Vorteile bringt - und vor die echtzeittaugliche bzw. sicherheitsgerichtete Kopplung zwischen 2 CPUs erst recht wieder PN/PN-Koppler notwendig sind.

    X20 kann im Notfall auch über Profibus (schon verfügbar) bzw. Profinet (ab Mitte/Ende 2007) an eine S7-Steuerung angebunden werden.

    Die Teileverfügbarkeit, vor allem in Asien und Südamerika, ist bei B&R und Siemens gleich schlecht. Ich habe 2 Kunden in China (Nähe Hongkong), die sämtliche Siemens-Ersatzteile bei uns ordern, da die Wartezeiten kürzer sind, als wenn sie bei einer Siemens-Niederlassung in China bestellen.


    Solltest Du noch Fragen haben, nur zu.


    mfg
    Maxl
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  3. #3
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    Hallo FG-HH,

    vielleicht ist noch eine Alternative interessant; welce gerade in Bezug auf Leistung, Verfügbarkeit und Verbreitung beide vorher genannten in den Schatten stellen dürfte...

    www.beckhoff.de/german/ethercat/default.htm

    oder

    http://www.ethercat.org/

    oder

    http://de.wikipedia.org/wiki/EtherCAT

    Viele Grüsse

  4. #4
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    @ FG-HH:
    Für welche Zwecke soll denn das System eingesetzt werden?
    Denn Profinet, Powerlink und EtherCAT haben alle ihre speziellen Anwendungsfällt, wo es Stärken und Schwächen der Systeme gibt.

    Ich habe schon mit EtherCAT und Profinet gearbeitet. Profinet hat mich nicht so sehr überzeugt, mag aber seine Stärken in der unternehmensweiten Vernetzung haben. Die Konfiguration ist für meine Begriffe aber umständlich. Zudem sollen (angeblich) die Anschaltkosten recht hoch sein.
    EtherCAT zeigt seine Stärken, wenn es um schnellen I/O-Datentransfer geht. Da schlägt es Profinet um Längen. Auch, da selbst eine einfache, modulare digitale I/O-Klemme EtherCAT beherrschen kann, also ein Rückwandbus entfällt.
    Für die anderen Systeme braucht man aufgrund der Kommunikationsstruktur immer Koppler mit Rückwandbus (auf der I/O-Ebene).
    EtherCAT arbeitet zudem Tasksynchron.

    Die Updatezeit von Powerlink ist angeblich stark abhängig von der Anzahl der Teilnehmer durch die Kommunikation mit Zeitschlitzen. Hat jemand ein Paar Werte zur Hand ?

  5. #5
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    Zitat Zitat von trinitaucher Beitrag anzeigen
    Profinet hat mich nicht so sehr überzeugt, mag aber seine Stärken in der unternehmensweiten Vernetzung haben. Die Konfiguration ist für meine Begriffe aber umständlich. Zudem sollen (angeblich) die Anschaltkosten recht hoch sein.
    Ich kenne zwar Ethercat zu wenig, aber gegenüber Profibus und EPL ist Profinet definitiv teurer.
    Zitat Zitat von trinitaucher Beitrag anzeigen
    EtherCAT zeigt seine Stärken, wenn es um schnellen I/O-Datentransfer geht. Da schlägt es Profinet um Längen. Auch, da selbst eine einfache, modulare digitale I/O-Klemme EtherCAT beherrschen kann, also ein Rückwandbus entfällt.Für die anderen Systeme braucht man aufgrund der Kommunikationsstruktur immer Koppler mit Rückwandbus (auf der I/O-Ebene).
    Bei den Buskoppler-Preisen für EPL [z.B. €83 für X20) finde ich das nicht tragisch. Zudem bin ich der Meinung, dass sich ein Rückwandbus immer noch günstiger in eine Klemme implementieren lässt, als Ethernet. Von daher gefällt mir das X2X-System von B&R nicht schlecht, welches zu EPL synchron arbeiten kann, und sowohl als X20-Rückwandbus als auch als Feldbus verwenden lässt. Muss aber dazusagen, dass ich mich noch nicht mit EtherCat beschäftigt habe.
    Zitat Zitat von trinitaucher Beitrag anzeigen
    EtherCAT arbeitet zudem Tasksynchron.
    Profinet kann durch den Einsatz von IRT-Switches Taktsynchron arbeiten (teuer -> sehr teuer). EPL arbeitet von vornherein Taktsynchron.

    Zitat Zitat von trinitaucher Beitrag anzeigen
    Die Updatezeit von Powerlink ist angeblich stark abhängig von der Anzahl der Teilnehmer durch die Kommunikation mit Zeitschlitzen. Hat jemand ein Paar Werte zur Hand ?
    Das ist korrekt. Bei EPL teilen sich alle Busteilnehmer die Bandbreite von 100 MBit/s (Token-Bus). Daher wird auch die Reaktionszeit mit zunehmender Anzahl Teilnehmer größer. Für I/Os hab ich keine Werte zur Hand, jedoch gibt B&R bei 50 Acopos-Achsen + 50 I/O-Knoten eine Reaktionszeit von 2.5 ms an. Ich hab ein CNC-System mit 12 Achsen im Haus, dieses Arbeitet mit 800µs Takt - wobei hier aber die CPU an ihre Grenzen stößt - Inwieweit der EPL hier noch Reserven hat, weiß ich nicht.


    Um auf die ursprüngliche Frage zurückzukommen:
    Beim objektiven Vergleich Ethernet Powerlink zu Profinet liegt EPL klar vorne.


    mfg
    Maxl

    PS: Beim objektiven Vergleich von allen Ethernet-basierten Feldbussystemen liegt Profinet klar an letzter Stelle!!
    Geändert von Maxl (15.02.2007 um 20:54 Uhr)
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  6. #6
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    Zitat Zitat von Maxl Beitrag anzeigen
    Zitat Zitat von trinitaucher
    EtherCAT zeigt seine Stärken, wenn es um schnellen I/O-Datentransfer geht. Da schlägt es Profinet um Längen. Auch, da selbst eine einfache, modulare digitale I/O-Klemme EtherCAT beherrschen kann, also ein Rückwandbus entfällt.
    Für die anderen Systeme braucht man aufgrund der Kommunikationsstruktur immer Koppler mit Rückwandbus (auf der I/O-Ebene). EtherCAT arbeitet zudem Tasksynchron.
    Profinet kann durch den Einsatz von IRT-Switches Taktsynchron arbeiten. EPL arbeitet von vornherein Taktsynchron.
    Bei EtherCAT meine ich wirklich Task-Synchron. Also ETC braucht immer eine sog. "Trigger-Task", z.B. ein SPS- oder CNC-Programm. Soll heißen, ein Daten-Zyklus ist praktisch bestenfalls so schnell wie die schnellste Task, zumindest im Rahmen der Nutzung mit TwinCAT. Kann die deterministische Abarbeitung der Task garantiert werden (mit geringem Jitter), arbeitet ETC auch synchron dazu. Zur wirklichen Teilnemersynchronisation gibt's das Konzept der "verteilten Uhren".
    Die Telegramm-Umlaufzeiten sind jedoch um längen schneller. Unsere Teststation (2 Digital-Klemmen (EL1../EL2..) + 2 Analog-Klemmen (EL3../EL4..) + Profibus-Master (EL6731) + Switch-Klemme (EL6601)) kommt auf Latenzzeiten von ca. 10 µs, wobei dieser Wert mit der Anzahl der am Profibus angeschlossenen Slaves steigt (weil dann mehr Prozessdatenwörter zu übertragen sind).
    Allerdings weiß ich nicht, wie's aussieht, wenn T(Telegramm-Latenz) > T(Task-Zyklus) ist.

  7. #7
    FG-HH ist offline Neuer Benutzer
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    [quote=trinitaucher;72087]@ FG-HH:
    Für welche Zwecke soll denn das System eingesetzt werden?
    Denn Profinet, Powerlink und EtherCAT haben alle ihre speziellen Anwendungsfällt, wo es Stärken und Schwächen der Systeme gibt.


    Hallo Trinitaucher,

    danke für die Info bzw. den Anstoß auch in Richtung EtherCat. Auch EtherCat wurde schon in Betracht gezogen und ist noch im Rennen.

    Um auf die Frage zum Einsatz zurück zu kommen. Wir wollen die Steuerung inkl. Bussystem für eine "normal Maschinensteuerung" einsetzen. Kritischster Punkt in der Anwendung ist, an bis zu 60 Analogdatenpunkten (16Bit Messwerte) in einem 0,05 msek. Raster aufzuzeichnen und auszuwerten (0,05 msek Raster stimmt!).

    Frage ist:
    - Welches Bussystem (EPL, Profinet, EtherCat) ist dafür besser oder überhaupt geeignet?
    - Lässt sich die daraus resultierende Datenflut auf einer zentralen CPU bewältigen?

    Die derzeitige Lösung sieht eine dezentrale Datenvorverarbeitung mit einem entsprechenden Controller vor. Die Lösung ist leider teuer und kein Standard.

    Zu dem existiert der Wunsch, in der gesamten Maschine nur ein Bussystem einzusetzen.
    Dieses Bussystem sollte dann auch noch so offen und verbreitet sein, dass Komponenten von verschieden Sensor- und Aktorlieferanten angeschlossen werden können (z.B. Ventilinseln oder Flussregler etc.) J

    Hoffentlich ist dies nicht nur ein Wunsch und lässt sich mit einer entsprechenden Standard Hardware sowie Bussystem realisieren. Der Kostendruck lässt grüßen J


    Welche Empfehlung spricht das Forum wohl aus?

    Gruß FG-HH

  8. #8
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    0,05 msek. Raster

    Das wird wohl nicht alles über einen Bus gehen, würde ich mal vermuten, das sind 50 Mikrosekunden, das haben manche Controller schon Probleme. ICh glaube die externe Lösung läßt sich da nicht umgehen, oder?
    Gruß
    Ralle

    ... there\'re 10 kinds of people ... those who understand binaries and those who don\'t …
    and the third kinds of people … those who love TIA-Portal

  9. #9
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    [quote=FG-HH;72244]
    Zitat Zitat von trinitaucher Beitrag anzeigen
    Um auf die Frage zum Einsatz zurück zu kommen. Wir wollen die Steuerung inkl. Bussystem für eine "normal Maschinensteuerung" einsetzen. Kritischster Punkt in der Anwendung ist, an bis zu 60 Analogdatenpunkten (16Bit Messwerte) in einem 0,05 msek. Raster aufzuzeichnen und auszuwerten (0,05 msek Raster stimmt!).

    Frage ist:
    - Welches Bussystem (EPL, Profinet, EtherCat) ist dafür besser oder überhaupt geeignet?
    - Lässt sich die daraus resultierende Datenflut auf einer zentralen CPU bewältigen?

    Die derzeitige Lösung sieht eine dezentrale Datenvorverarbeitung mit einem entsprechenden Controller vor. Die Lösung ist leider teuer und kein Standard.

    Zu dem existiert der Wunsch, in der gesamten Maschine nur ein Bussystem einzusetzen.
    Dieses Bussystem sollte dann auch noch so offen und verbreitet sein, dass Komponenten von verschieden Sensor- und Aktorlieferanten angeschlossen werden können (z.B. Ventilinseln oder Flussregler etc.)
    Also bei EPL in Kombination mit X20 ist meines Wissens nach bei 200µs Schluss.
    Eine Aufzeichnung von Analogwerten im 50µs-Raster ist bei B&R nur mit Hilfe einer AI-Baugruppe mit integrierter Oszi-Funktion möglich. Die Baugruppe zeichnet dabei eine gewisse Anzahl Messpunkte (bis zu 1000 oder 10.000 - weiß das jetzt nicht auswendig) selbständig auf - die Messwerte werden dann als ganzer Datenblock ausgelesen.
    Die Baugruppen sind sind geringfügig teurer als eine normale AI-Baugruppe, haben 16 bit Auflösung und 2 oder 4 Kanäle (AI2632, AI4632).

    Die Verbreitung von EPL beschränkt sich derzeit in erster Linie auf B&R-Komponenten (Servos, IOs, Ventilinseln) und einige FU-Hersteller (Lenze, KEB, ...).


    mfg
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  10. #10
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    @ FG-HH:
    EtherCAT in Verbindung mit ner Soft-SPS dürfte die 50 µs zu schaffen sein!

    Die Trigger-Task müsste dann mit 50 µs Zykluszeit realisiert werden und die Telegrammverzögerung über den EtherCAT sollte unter 40 µs liegen. Es gibt von Beckhoff EtherCAT-AI-Klemmen, die 50 µs Wandlungszeit haben, z.B. die EL3162 (2-Kanal AI 0..10V, 16 Bit). Zweikanalige Klemmen haben ne höhere Wandlungszeit, aber es kann durch abschalten eines Kanals die Wandlungszeit verringert werden (z.B. auf ~35 µs laut Datenblatt). Die genannte Klemme liefert insgesamt 6 Byte an Prozessdaten (glaub ich), wären bei 60 Kanälen also 180 Byte, sagen wir mal 200 Byte an Prozessdaten pro Frame. Das dürfte locker unter 40 µs über den Bus gehen.

    Würde mal bei Beckhoff nachfragen, was die dazu sagen.
    Werde gleich mal ne Beispielkonfiguration in TwinCAT erstellen und mitteilen, wie groß die vorausberechneten Latenzzeiten sind.
    ... Bis später!

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