Nowe narzędzie testowe F-Host PROFIsafe V2.61

W sierpniu firma ifak wydała w imieniu PROFIBUS/PROFIENT International nową wersję narzędzia testowego F-Host. Teraz F-Host jest zgodny z najnowszą wersją specyfikacji PROFIsafe 2.61 oraz zgodny z poprzednią wersją 2.4. Proces rozwoju został oceniony przez TÜV SÜD Rail GmbH.

Potencjalnie F-Host będzie używany w laboratoriach testowych PI w procesie certyfikacji urządzeń, a producenci będą go używać do wstępnych testów. Zadaniem narzędzia jest pokazanie sposobu prawidłowego funkcjonowania maszyny stanów F-Host. Zatem F-Host symuluje komunikację PROFIBUS lub PROFINET. Architektura systemu testowego F-Host na standard ISO dotyczący metodologii testów ISO 1994. Architekturę pełnej konfiguracji testowej przedstawiono na rysunku.


F-Host wykonuje testy w formie projektów testowych. Na tego typu projekt składają się dedykowane przypadki testowe. Każdy z takich przypadków odwołuje się do oddzielnego skryptu testowego, a także posiada oddzielną instrukcję odnoszącą się do części procesu przesyłania i odbierania danych przez urządzenie testowane (DUT - Device Under Test). Podczas testów zostanie utworzony diagram magistrali w oddzielnym urządzeniu zwanym PROFILgate (rys. 2). To urządzenie zawiera w sobie ogólny interfejs PROFIBUS i PROFINET, łatwy do wykorzystania w platformach, czy narzędziach deweloperskich wyższego poziomu. Projekt testowy zawiera informacje, które magistrala systemowa powinna wykorzystać podczas testów.


F-Host porównuje dane otrzymane z testowanego urządzenia z danymi zdefiniowanymi w skrypcie testowym, po czym zapisuje werdykt. Istotnym do odnotowania jest fakt, że istnieje programowa część systemu testowego, która jest nazywana górnym testerem i musi być przystosowana do każdego z testowanych urządzeń osobno. Pozostaje to w kwestii producentów przygotowujących swoje produkty do testów.

F-Host zapewnia przygotowane zbiory testów zgodne z testami przygotowanymi przez PI. Obejmują one protokół PROFIsafe w wersji BP (Basic Protocol, V2.4), LP (Loop-back extension) oraz XP (Expanded Protocol), jak również warianty z/bez pamięci trwałej i obsługi usterek. Skrypty testowe są generowane z maszyny stanów F-Hosta w trakcie procesu. Oficjalne skrypty testowe używane przez organizację PI do certyfikowania urządzeń są podpisywane w taki sposób, aby pobiec ich modyfikacji. Dodatkowo możliwe jest tworzenie własnych skryptów na swój użytek. Narzędzie zawiera dołączony w tym celu edytor.

Wyniki testów są prezentowane w formie szczegółowego zapisu oraz informacji podsumowującej. Ta informacja może zostać wyeksportowana i zapisana jako raport z testów. Firmy zainteresowane narzędziem powinny skontaktować się z Centrum Wsparcia PI.

Autor: dr Matthias Riedl, Elke Hintze, Institut für Automation und Kommunikation e.V.

Literatura:

[ISO1994] Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna / Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej: ISO / IEC 9646: Informatyka - systemów otwartych - Metodologia testowania zgodności i ramy, Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna, Genf, 1994

[PI2014] PROFIBUS Nutzerorganisation, PROFIsafe - Profil Technologii Bezpieczeństwa PROFIBUS DP i PROFINET IO, część profilu powiązane z IEC 61784-3-3 Ed. 3, Specyfikacja techniczna, wersja 2.6.1, Nr zam. 3,192, sierpień 2014

[Ifak2014] PROFILgate: PROFILgate Handbook v5.0, Data: 13 lutego 2014, info@ifak.eu

Więcej informacji na temat PROFIBUS i PROFINET znajdziecie Państwo w najnowszym numerze Profinews144.

Pomyślnie kończąc pracę nad rozwojem technologii FDI organizacja PI razem z partnerami osiągnęła pewien kamień milowy. Nie tylko dlatego, że ta technologia będzie znacznie ułatwiała integrację urządzeń w przyszłości, ale przede wszystkim dlatego, że powstanie standardu FDI jest efektem wspólnej pracy wielu producentów i organizacji na rzecz rozwoju komunikacji przemysłowej. PI było motywowane silnym zainteresowaniem ze strony użytkowników automatyki przemysłowej. Cel tej pracy był jasny: uproszczenie integracji urządzeń. Warunkami brzegowymi było zachowanie maksymalnej neutralności producentów oraz zastosowanie elementów istniejących technologii.

Zakończenie prac nad technologią FDI jest imponującym dowodem, że ukierunkowana intensywna współpraca różnych organizacji działających na polu automatyki przemysłowej może być skuteczna, a użytkownicy końcowi mogą dostać dzięki temu konkretne rozwiązania. Prace objęły dokumentację FDI, EDDL, a także stworzenie narzędzi i komponentów potrzebnych do rozwoju produktów. Po zakończeniu prac przez FDI Cooperation LLC, następnym krokiem jest wdrożenie technologii na rynku. Kluczowymi elementami przy promocji standardu FDI będą przygotowane narzędzia i komponenty. Kolejnym elementem będzie ustanowienie zasad testowania, certyfikacji i rejestracji urządzeń. Aby to zapewnić, PI i FieldComm Group nadal współpracują w celu zapewnienia wspólnych standardów rozwoju, utrzymania i wdrażania FDI na rynku.

Aby zapewnić wsparcie dla producentów w obszarze integracji FDI zostały przygotowane narzędzia wspomagające rozwój w całym obszarze wykorzystywania protokołu (Integrated Development Environment, IDE). Wspomagają one fazę rozwoju, testów oraz generowanie pakietów FDI Device Packages, jak również przekształcanie istniejących bibliotek EDD w pakiety FDI. To pozwala producentom urządzeń PROFIBUS, PROFINET, Foundation Fieldbus, czy HART tworzyć pakiety urządzeń FDI za pomocą jednolitych procesów. Innym ważnym rezultatem prac nad FDI jest zdefiniowanie architektury dla komponentów typu host FDI, co pozwala na jednolite traktowanie pakietów integracyjnych urządzeń dla różnych hostów FDI. Implementacja tego komponentu będzie służyła producentom hostów jako punkt odniesienia podczas wdrażania FDI w ich urządzeniach.

Środowisko IDE oraz komponenty host można ściągnąć ze strony internetowej PI.

Więcej informacji na temat PROFIBUS i PROFINET znajdziecie Państwo w najnowszym numerze Profinews143.

W ubiegłym roku organizacja PROFIBUS i PROFINET International opublikowała Białą Księgę na temat drogi jaką PROFINET będzie musiał pokonać w kierunku automatyki przemysłowej. (PROFINET - The Solution Platform for Process Automation).



Fascynujące jest to, że dziś, rok później, widzimy że dwa z opisanych wcześniej pomysłów weszły już w życie:

 - urządzenia polowe wykorzystywane w automatyzacji procesów są dostępne w opcji z protokołem PROFINET, np. siłowniki Auma (AC serii 2), rejestratory danych i przepływomierze Endress+Hauser (Memograph RSG45, Proline 100). Ponadto Krohne i Emersons Mircomotion ogłosiły swoje plany uwzględniające wprowadzenie na rynek urządzeń PROFINET w niedalekiej przyszłości.
Dostępność urządzeń polowych PROFINET sprawia, że ta technologia jest bardzo istotna dla instalacji procesowych w sektorach produkcji żywności i napojów, wodnym, czy oczyszczalniach ścieków. Ethernet przemysłowy umożliwia skorzystanie z szybszych procedur wymiany urządzeń, a także jest bardziej elastyczny jeśli chodzi o topologie sieci.

 - z pomocą elementów proxy można bezpośrednio przyłączyć urządzenia PROFIBUS PA. Bramki tego typu są produkowane przez Softing (pnGate PA) oraz Pepperl+Fuchs (PROFINET gateway for FieldConnex® Segment Coupler 3).
Ten fakt znacznie zwiększa przydatność PROFINET nie tylko dla przemysłu przetwórczego, ale także dla każdego obiektu, gdzie wymagana jest automatyzacja procesu, np. w przemyśle chemicznym, czy sektorze górniczym, tam gdzie powszechnie używane są urządzenia PROFIBUS PA.

Najwięksi producenci automatyki przemysłowej zgadają się co do faktu, że PROFIBUS PA jest głównym składnikiem komunikacji cyfrowej ze względu na swoje unikalne cechy: zapewnia ochronę przeciwwybuchową w strefach zagrożonych wybuchem, a komunikacja oparta jest o łatwą do utrzymanie linię dwuprzewodową, gdzie urządzenia są zasilane z tej właśnie z linii. Korzyści płynące z tego rodzaju technologii można zobaczyć na przygotowanym filmiku z serii "PROFIBUS Dialogues" dostępnym na YouTube na kanale organizacji PI.

Bramki proxy PROFINET/PROFIBUS PA są kluczowym elementem zapewniającym bezproblemową integrację rozwiązań dla użytkowników końcowych chcących aby ich "2-przewodowe", lub pracujące w strefach zagrożonych wybuchem urządzenia były w pełni dostępne.

Tekst jest fragmentem artykułu pana Karla Büttnera, prezesa PI Process Automation Marketing Working Group.

Więcej informacji na temat PROFIBUS i PROFINET znajdziecie Państwo w najnowszym numerze Profinews142.

Cztery porady jak przedłużyć życie instalacji PROFIBUS

W ciągu ostatnich kilku lat sieci przemysłowe oparte o Ethernet (głównie PROFINET) ogromnie się rozrosły. Przejście na nowe technologie wymaga ogromnych inwestycji: zakupu szeregu urządzeń, nowego okablowania i procesorów o większej wydajności. Dla wielu firm inwestycje w nowe protokoły nie są koniecznością i mogą być zastąpione przez inwestycje w aktualną instalację.

W jaki sposób przedłużyć więc życie istniejących sieci PROFIBUS? I jakiego rodzaju inwestycje są w tym celu wymagane?

1. Postępuj zgodnie z zasadami opisanymi w przewodniku "PROFIBUS Installation Guideline for Cabling and Assembly" wydanym przez PI International.

Zasadniczo oznacza to:

- sprawdzanie poprawności instalacji aktywnych terminatorów na końcu każdego segmentu oraz sprawdzenie odpowiadającego mu źródła zasilania. Niektóre urządzenia mają własne zintegrowane terminatory, jednak w takich przypadkach zalecamy użycie dodatkowych aktywnych rezystancji w celu uniknięcia problemów przy odłączaniu urządzeń od zasilania, lub odłączaniu od sieci. Cena aktywnych rezystorów jest zależna od producenta i parametrów, jednak jest to stosunkowa niewielka inwestycja.
- przestrzeganie zasad okablowania (tj. reguły jednego metra) oraz używanie certyfikowanych kabli PROFIBUS. Trzeba pamiętać, że kable się zużywają i że nie są położone zbyt blisko obszarów EMC (np. przewodów zasilających czy napędów)
- upewnienie się, że złącza PROFIBUS są poprawnie podłączone.
- w celu uniknięcia interferencji i zakłóceń należy pamiętać o oddzielaniu segmentów, wykorzystaniu wzmacniaczy lub światłowodów. Zakłócenia elektromagnetyczne (EMC) mogą zniszczyć instalację, ograniczyć jej funkcjonalność i niezawodność, tym samym zwiększając koszty związane z utrzymaniem
- sprawdzanie czy nie wystąpiły błędy konfiguracji

2. Odpowiednie szkolenia techniczne.

Każda firma powinna zatrudniać przynamniej jednego inżyniera posiadającego certyfikat Certified PROFIBUS Engineer lub Certified PROFIBUS Installer working. Taki inżynier powinien być na bieżąco z najnowszymi innowacjami i zmianami zachodzącymi w technologii sieci. Dla przykładu w ciągu ostatnich kilku lat niektóre z zasad stały się nieaktualne dla nowych produktów PROFIBUS wprowadzanych na rynek. Czasami tego typu szkolenia mogą być opłacone np. z funduszy publicznych.
Tylko przeszkoleni technicy mogą łatwo zrozumieć przyczyny nieprawidłowego działania sici, lub rozwiązać pojawiający się problem. Inżynierowie nieznający zasad PROFIBUS często starają się rozwiązać problem z pomocą niewłaściwych urządzeń i wydają pieniądze na nieodpowiednie rozwiązania. Na przykład samo sprawdzenie informacji podawanych przez PLC nie wystarcza do rozwiązania problemów, tak samo jak zmiana okablowania, czy urządzenia w przypadku, gdy nie są one przyczyną błędów sieci.

Podstawowe pytanie w tym przypadku jest takie: co jest tańsze? Nie inwestowanie w szkolenia i ryzyko nieodpowiednich decyzji, czy pokrycie kosztów szkoleń i utrzymanie ludzi z odpowiednią wiedzą specjalistyczną pozwalającą zawsze znaleźć najlepsze rozwiązanie.

3. Powtarzanie działań diagnostycznych.
Diagnostyka sieci PROFIBUS wymaga analizatora protokołów i oscyloskopu. ProfiTrace łączy obie te funkcje w jednym urządzeniu. Wiele z centrów kompetencyjnych i ekspertów na całym świecie używa tego narzędzia. Cykliczne sprawdzanie sieci PROFIBUS jest bardzo istotne, pozwala ono na znalezienie występujących błędów czy problemów.
Ważne jest, by na koniec każdego badania wygenerować raport zawierający analizę protokołu oraz przegląd zagadnień i danych w danym momencie. Jeśli jakiś problem pojawia się tylko sporadycznie i jest trudny do wykrycia, zalecamy zainstalowanie narzędzia umożliwiającego ciągłe monitorowanie sieci. Z pomocą takich narzędzi firma może zaoszczędzić pieniądze wydawane zwykle na protokoły bezpieczeństwa i prace konserwacyjne.

4.Zapytaj eksperta PROFIBUS.

Ekspert PROFIBUS może zapewnić pomoc techniczną na miejscu oraz sprawdzić stan sieci, sugerując właściwe rozwiązanie problemu.

Eksperci mają niezbędną wiedzę specjalistyczną i narzędzia do naprawy awarii bezpośrednio na miejscu, zwykle w czasie krótszym niż jeden dzień. Po fazie testów eksperci dostarczają raport z analizą protokołu i podają konkretne zalecenia dotyczące sposobu rozwiązania problemu.

Podsumowując. Zastosowanie się do czterech powyższych porad wymaga umiarkowanych inwestycji, ale zapewnia przedłużenie żywotności instalacji PROFIBUS, pozwala uniknąć przestojów i wysokich kosztów pilnej diagnostyki i konserwacji. Wiele firm doświadczyło przestojów oraz awarii kosztujących tysiące euro za godzinę. Przy umiarkowanych nakładach, stosując się do naszych wskazówek, można w łatwy sposób tego uniknąć.

Więcej informacji na temat PROFIBUS i PROFINET znajdziecie Państwo w najnowszym numerze Profinews141.

Szanowni Państwo,

Pod koniec ubiegłego roku organizacja PI powołała do życia nową grupę roboczą "I4.0", której celem jest przygotowanie przypadków użycia komunikacji przemysłowej w odniesieniu do Industry 4.0. Na tej podstawie istniejące oraz nowe technologie będą oceniane pod kątem przydatności w systemach produkcyjnych Industry 4.0. Podobnie będą analizowane środowiska używane do testów normalizacyjnych. Grupa robocza ma za zadanie zidentyfikować wymagania dotyczące komunikacji, odgrywające ważną rolę w środowisku Industry 4.0 oraz zadbać o ich spójność na etapie dalszego rozwoju, mając na uwadze docelową standaryzację technologii.

Jednym z pierwszych wyników działania grupy jest powstanie TSN_WordCLoudAs - projektu mającego za zadanie zbadanie możliwości połączenia IT (Information Technology) z OT (Operations Technology). Sieci IT i sieci produkcyjne są coraz częściej rosną razem. W przeszłości zawsze były rozróżniane pod kątem parametrów. Na przykład sieci IT miały zwykle większą przepustowość i łączyły różne lokalizacje, podczas gdy sieci produkcyjne charakteryzowały się głównie wysoką wydajnością i krótkimi opóźnieniami. Z pomocą TNS (Time Sensitive Networking) technologie obecnie opracowywane w IEEE będą łączyły w sobie przepustowość sieci IT z opóźnieniem sieci OT.

To czym wyróżnia się PROFINET, to fakt, że jest to standard oparty o sieć IT, a jednocześnie spełnia surowe wymagania komunikacji czasu rzeczywistego. PI widzi dużą szansę, aby połączyć siłę PROFINET i TNS i w ten sposób, poprzez włączenie PROFINET w przyszłościowy standard Industry 4.0, wygenerować wartość dodaną dla swoich klientów. Połączenie będzie owocowało także możliwością wykorzystania nowych bloków komunikacyjnych zgodnych z TSN przez producentów urządzeń PROFINET.Dotychczasowe usługi PROFINET, profile, interfejsy użytkownika, diagnostyka, alarmy, PROFIsafe i PROFIdrive pozostaną niezmienione. PROFINET po prostu zapewnia sobie bardzo dobrą pozycję startową do wykorzystania w przyszłości mechanizmów TSN. Połączenie komunikacji czasu rzeczywistego z ruchem opartym o protokół IP, co będzie miało większe znaczenie w Industry 4.0, jest już mocno zakotwiczone w architekturze PROFINET. Ponadto nowe pomysły dyskutowane w IEEE, takie jak ustanawianie dynamicznych połączeń ad hoc czasu rzeczywistego mogą zostać włączone do PROFINET. Standard PROFINET jest zatem spójny z dalszymi pomysłami na rozwój branymi pod uwagę przez IEEE.

Z tego powodu PI będzie aktywnie rozwijać funkcjonalności TSN i wskazywać w jaki sposób ta technologia może zostać wykorzystana w sieciach PROFINET. Czyniąc to, szczególna uwaga będzie zwrócona na jak najłatwiejsze połączenie z istniejącymi instalacjami, tak aby użytkownicy w łatwy sposób mogli skorzystać z sieci opartych o TSN. Pierwsze wyniki prac grupy roboczej mają być przedstawione w czasie targów SPS/IPC/Drives 2016.

Do implementacji Industry 4.0 niezbędna jest także praca nad innymi tematami, takimi jak wykorzystanie OPC UA, czy szerszy dostęp do danych dotyczących zarządzeniem aktywami. Grupa robocza pracuje także aktywnie nad tymi tematami.

Więcej informacji na temat PROFIBUS i PROFINET znajdziecie Państwo w najnowszym numerze Profinews140.