TIA Profinet Subnetting mit IO-Device oder PN/PN-Koppler

[meikelneit]

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Schönen guten Tag,

ich habe eine "kleine" Frage, auf die es bestimmt nicht die kurze Antwort gibt, aber ich würde gerne mal nach den genauen Unterschieden und vor allem Vor- & Nachteilen von IO-Devices und PN/PN-Kopplern sprechen.

Ich befinde mich gerade am Anfang eines Neuprojekts für einen Kunden, der gerade seinen Standard etabliert. Es geht jetzt darum, das Verfahren zum Datenaustausch zwischen den CPUs (5 CPUs) bereitzustellen. Mit der Aussage, dass zu viele Profinet-Teilnehmer vorhanden sind, wird hier das Profinet aufgetrennt und dann per PN/PN-Koppler verbunden. Ein begründendes Argument ist häufig: "Das haben wir immer so gemacht." Da werde ich immer besonders hellhörig. Ich habe allerdings selbst nur wenige Male mit dem PN/PN-Koppler überhaupt zu tun gehabt.

Rein prinzipiell habe ich mit der Lösung kein Problem, aber die Argumente ("Immer schon so..." / zu viele Profinet-Teilnehmer) kann ich im Moment nicht ganz nachvollziehen. Ich habe auch Erfahrungen in Projekten mit mehr als 20 CPUs und ganz eindeutig mehr Profinet-Teilnehmern als hier zum Einsatz kommen. Da haben wir immer das Subnetting mit IO-Devices für logische Kommunikation verwendet, Bauteil-, Prozess- und Auftragsinformationen in der Regel davon getrennt direkt mit dem Leitsystem gehandelt.

Jetzt die Frage: Ist der PN/PN-Koppler unter bestimmten Umständen die bessere Lösung oder eigentlich eine Auslauftechnologie?

 

[DeltaMikeAir]

Datenaustausch zwischen den CPUs (5 CPUs) bereitzustellen.

Zwischen 5 CPU´s eurer Anlage oder zwischen eurer CPU und vier fremden Anlagen?

 

[PN/DP]

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PN/PN-Koppler kann man auch wie eine Firewall ansehen. Der läßt keine Netzwerk-Zugriffe vom Netz der einen Seite zum Netz der anderen Seite zu. Ohne den PN/PN-Koppler könnte jeder im Kunden-Netzwerk auch auf eure CPUs und HMIs und andere Geräte zugreifen und muss extra daran gehindert werden (managed Router).

 

[meikelneit]

Zwischen 5 CPU´s eurer Anlage oder zwischen eurer CPU und vier fremden Anlagen?

Ja es geht um die Kommunikation zwischen den 5 CPUs selbst.

Das heißt ein Teil der Entscheidung hinge dann von dem Anspruch an datensicherheit und Zugriffs möglichkeit, vorallem verhindern von unbefugtem Zugriff. Diesen Punkt zu berücksichtigen ist Nachvollziehbar.

In Bezug auf Probleme wie Kollision, Jitter oder die Bandbreite, kann man sagen ab welcher Teilnehmerlast man round about spührbar Probleme bekommen kann? Ausgehent von Prozessen die duzende Antribe im Einsatz haben?

Und Falls, würde Subnetting zu einer Verbesserung eines überlasteten Profinets führen?

 

[maxder2te]

In Bezug auf Probleme wie Kollision, Jitter oder die Bandbreite, kann man sagen ab welcher Teilnehmerlast man round about spührbar Probleme bekommen kann? Ausgehent von Prozessen die duzende Antribe im Einsatz haben?

Das lässt sich nachrechnen. Sieh dir an welche RT-Datenmengen jeder Teilnehmer produziert und rechne sie mit dem Sendetakt hoch.
Muss jeder Antrieb im 1 ms-Takt versorgt werden werden reichen 4 ms?
Dann sieh dir an wo topologisch die Flaschenhals entstehen.
Alles was nicht RT-Traffic ist hat geringere Priorität - am ehesten wirds bei hoher Betzlast beim Non-RT-Traffic zu Einschränkungen kommen wenn dann für HMI und Engineering nur noch 20% Bandbreite übrig bleiben.

Und Falls, würde Subnetting zu einer Verbesserung eines überlasteten Profinets führen?

Das lässt sich pauschal nicht sagen. Da Profinet kein Bus ist wo jeder den gesamten Traffic mibekommt wird das ganz von deinem Netzaufbau abhängen.

Generell ist zu sagen dass ein Subnetting IMMER zu bevorzugen mehrere CPUs im Einsatz sind. Wenn der Kunde schon den Wunsch nach PN-Kopplern äußert dann sollte man ihm das wegen der paar Euros nicht ausreden.
Die verschenkt man dann schnell bei der Inbetriebnahme weil in einer Beteiligten CPU ie Hardware geladen wird und es Quereffekte auf andere CPUs gibt. Die Frage ist auch ob dann alle CPUs in einem gemeinsamen TIA-Projekt sind um Mehrdeutigkeiten der IP-Adressen wirksam zu verhindern was wiederum eine Programmierung mit Multiuser Engineering erzwingt, .......

 

[KarlMeier]

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IO-Device funktioniert doch, ohne irgendwelche externen Hilfsmittel und extra Routings, standardmäßig doch sowieso nur innerhalb eines gemeinsamen IP-Bereichs. Somit kann man wahrscheinlich pauschal sagen, wenn es um einen Datenaustausch zwischen verschiedenen Netzwerken geht, dann kommt ohnehin nur noch ein PN/PN-Koppler in Frage.
Allerdings ist das auch wieder abhängig davon wie zeitkritisch und wie aufwändig dieser sein soll. Werden nur Zahlen ausgetauscht, dann kann man evtl. auch mit Binärsignalen arbeiten.
Wenn der Datenaustausch nicht zeitkritisch ist, kann man auch mit OPC-UA und verschiedenen Gateways arbeiten. Einen Datenaustausch zu „standardisieren“ finde ich etwas schwierig, da es immer auf die Situation ankommt, was die „beste“, einfachste und günstigste Lösung ist.