PROFINET na indústria de manufatura

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PROFINET na indústria de manufatura

Comunique-se rápido, com segurança e de ponta a ponta

Com o PROFINET você gera vantagens competitivas continuamente – desde a engenharia e as fases operacionais até o serviço. Uma das principais bases para isso é o fato de que, com este padrão Ethernet aberto, você tem total liberdade no design – seja para a conectividade de uma grande variedade de dispositivos ou para a topologia de rede. Ao mesmo tempo, você pode implementar uma comunicação consistente do nível de campo para a nuvem e usar esta rede para vários serviços.

Conceitos inovadores de máquinas

Com o PROFINET para construção de máquinas você pode estruturar sua arquitetura de máquina e automação de forma mais flexível e livre – com apenas um único cabo para todas as comunicações de I/O e Ethernet e sem compromissos na segurança da máquina. 

Comunicação aberta com base em padrões estabelecidos

 

O PROFINET permite que você confie em um padrão aberto em suas máquinas que torna possível a comunicação de ponta a ponta entre produtos de diferentes fabricantes usando um padrão unificado (IEC 61158/61784).

 

O PROFINET é baseado no padrão internacional Ethernet (IEEE 802.3) e estabelece padrões do mundo da TI, e suporta totalmente o TCP/IP. Isso significa que os dados de parametrização, configuração e diagnóstico são transmitidos via TCP/IP, enquanto os dados e alarmes do processo são comunicados usando um canal em tempo real. Isso é feito em tempo real através de um único cabo PROFINET. Além disso, o PROFINET permite conectar suas máquinas de forma econômica à rede de TI ou à Internet. Isso permite acesso remoto em todo o mundo e seguro à sua máquina e a possibilidade de serviços remotos. OPC UA na rede PROFINET é usado aqui como padrão de comunicação na produção. As conexões verticais a sistemas de nível superior, bem como a comunicação entre máquinas, são facilitadas pelo uso de especificações de acompanhantes padronizadas e protegidas conforme exigido por mecanismos integrados de segurança. 

 

E há mais: o PROFINET também lhe dá a liberdade de integrar dispositivos móveis usando lan sem fio industrial (IWLAN) e porque o PROFINET é 100% Ethernet, você simplesmente se beneficia das inovações do padrão Ethernet.

PROFINET com PROFIsafe para máquinas seguras

 

Seja exigido por lei ou por razões de responsabilidade – suas máquinas devem satisfazer demandas crescentes de segurança funcional. O PROFINET oferece uma maneira particularmente eficiente de garantir uma comunicação à prova de falhas: os dados de segurança são transmitidos usando o mesmo cabo que os dados do processo, o que reduz substancialmente os custos de fiação e manutenção. Você também não precisa de componentes especiais de rede. A comunicação com segurança contra falhas também pode ser alcançada usando lan sem fio industrial (IWLAN): Em todos os casos, a transferência de sinal é garantida usando o protocolo PROFIsafe integrado na qualidade SIL3 (nível de integridade de segurança 3). Se necessário, a máquina mudará automaticamente para o modo de segurança desejado, por exemplo, Safe Torque Off (STO) ou Safely Limited Speed (SLS) – tudo com certificação TÜV.

 

A função Dispositivo Compartilhado também suporta a segurança: pode ser usada para permitir o controle padrão e o acesso ao controle de segurança contra falhas ao mesmo dispositivo de I/O PROFINET, o que simplifica a integração de funções de segurança contra falhas em um aplicativo que não tem um foco de segurança específico, por exemplo.

Fácil integração de máquinas em instalações

O PROFINET para construção de máquinas permite que suas máquinas se comuniquem perfeitamente com outras máquinas e possam ser perfeitamente integradas à sua planta, e que os dados de suas máquinas também possam ser disponibilizados em um nível da empresa. Isso significa que você pode ter certeza de mais flexibilidade, maior rendimento e aumento de produtividade em toda a linha.

Comunicação de máquina de ponta a ponta

 

O desempenho e a qualidade da produção podem ser melhorados ainda mais – mas apenas se suas máquinas puderem se comunicar perfeitamente com outras unidades em produção. O PROFINET é ideal para a comunicação entre produtos de uma ampla gama de fabricantes e garante que suas máquinas possam ser facilmente integradas às infraestruturas de rede existentes.

 

A comunicação de máquina de ponta a ponta usando o PROFINET também facilita a resposta rápida às novas demandas do mercado, usando uma estrutura modular para suas máquinas que pode ser ajustada ou expandida de forma flexível. Mais especificamente, a função I-Device permite alocar vários controles locais para um controlador de nível superior, e aqueles em nível local se comunicam por sua vez com vários dispositivos periféricos. Os controladores de nível superior também podem compartilhar módulos periféricos (dispositivos compartilhados) e até mesmo ter acesso a entradas e saídas individuais (I/O compartilhado). Essa comunicação de ponta a ponta significa que menos tempo e esforço são necessários para implementar mudanças

Conexão de ponta a ponta ao nível de gerenciamento, tanto quanto a nuvem

 

Disponibilidade, status e utilização da capacidade: os dados da sua máquina também são relevantes para o planejamento de produção. Isso torna a capacidade de conectar suas máquinas ao nível MES um argumento importante para oferecer aos seus clientes. Você pode dizer que o PROFINET disponibiliza dados relevantes para o MES, bem como dados de processo, suportando assim sistemas MES e ERP. Além disso, o PROFINET pode ser perfeitamente integrado às infraestruturas existentes: suas máquinas podem ser conectadas à rede de TI da fábrica e à Internet sem necessidade de gateways, o que significa que elas até satisfarão as condições de acesso a uma solução em nuvem para gerenciar dados da máquina.

 

No entanto, o OPC UA oferece uma vantagem decisiva neste caso. É independente do fabricante e da plataforma, suporta mecanismos de segurança extensivos e pode ser combinado de forma ideal com o PROFINET em uma rede ethernet industrial comum

Tempo de tempo para o mercado rápido

O PROFINET para construção de máquinas permite reduzir seus custos de engenharia para sua máquina e ter certeza de que estará pronto para uso mais rápido. Seja através de gerenciamento de variantes, uma arquitetura modular ou ferramentas de configuração e comissionamento de suporte: o PROFINET economiza custos e reduz o tempo de comercialização para sua máquina.

Realize conceitos de máquina modular

 

Você gostaria de usar conceitos de design modular para adaptar suas máquinas rapidamente às necessidades específicas do cliente? PROFINET lhe dará uma sólida vantagem de tempo. Isso significa que você pode facilmente alterar, estender ou expandir sua rede PROFINET por estações inteiras usando a função de manuseio de opções na rede – sem custo adicional de engenharia. O manuseio de opções centrais e locais também permite configurar estações individuais uma vez no nível máximo de expansão e, em seguida, os níveis de expansão apropriados podem ser simplesmente selecionados para cada máquina individual. A adaptação automática de endereços na rede PROFINET também economiza tempo: quando o endereço IP de destino é dado em um local central, por exemplo, na tela da CPU, um sistema de I/O PROFINET criado genericamente é automaticamente adaptado à faixa de endereço IP alvo.

 

As funções I-Device e Shared Device também permitem criar a arquitetura de automação de suas máquinas de forma mais modular e flexível, e a um preço razoável: o I-Device permite que um controle local se comunique como um dispositivo de I/O com um controle de nível superior, enquanto vários controles de nível superior podem acessar módulos específicos deste controle local ao mesmo tempo usando o Dispositivo Compartilhado.

 

Se você desenvolver seu próprio software de controle, o driver PROFINET lhe dará uma ajuda valiosa na criação de aplicativos PROFINET mais rapidamente. Ele permite que aplicativos individuais que são implementados em PCs padrão por razões de desempenho, flexibilidade e custo sejam simplesmente e confiáveis ligados ao PROFINET, não importa qual sistema operacional esteja sendo usado. O driver PROFINET usa a interface Ethernet PC convencional, por isso não requer hardware especial.

Comissionamento rápido e direto

 

O comissionamento rápido economiza tempo, esforço e custos - e acelera seu tempo de comercialização. Apoiamos você no comissionamento e planejamento de sua rede PROFINET e oferecemos software abrangente desde o planejamento até o serviço.

 

SINETPLAN - O Siemens Network Planner o apoia como planejador de sistemas de automação baseados no PROFINET e facilita o planejamento profissional e futuro de um sistema. Beneficie-se do planejamento e design eficientes das redes PROFINET - especialmente quando a chamada comunicação não em tempo real é adicionada à comunicação em tempo real, por exemplo, dados TCP/IP. O SINETPLAN calcula e simula a carga de rede em uma rede PROFINET e, portanto, garante sua confiabilidade operacional durante a operação.

 

PRONETA - A ferramenta gratuita lê automaticamente em sua topologia de rede e exibe todos os dispositivos PROFINET conectados para permitir que você configurá-los rapidamente, por exemplo, adapte seus endereços IP e nomes de dispositivos. Você pode então testar convenientemente se todos os componentes da sua rede PROFINET estão corretamente conectados usando a verificação do IO PRONETA, e isso pode até ser alcançado antes que a máquina esteja totalmente montada e o sistema de controle instalado.

 

Sinema Server (später SINEC NMS) - Com um software adequado de gerenciamento de rede, como o SINEMA Server da Siemens, problemas podem ser detectados precocemente e medidas apropriadas implementadas em tempo há muito tempo. O SINEMA Server é adequado, por exemplo, para aplicações de fabricação discretas, bem como para a indústria de processos e é capaz de exibir toda a rede industrial – desde os componentes de rede até componentes de automação, como controladores e dispositivos de I/O distribuídos. O SINEMA Server oferece uma gama de opções na área de gestão de rede e diagnósticos. Por exemplo, a função de relatório ca exibe estatísticas por qualquer período de tempo. Dispositivos de terceiros podem ser incluídos como perfis no SINEMA Server, bem como uma série de outros recursos. 

 

Ferramenta de automação SIMATIC - A Ferramenta de Automação SIMATIC permite gerenciar componentes de automação TIA durante tarefas de comissionamento, manutenção ou durante a manutenção. A característica especial da Ferramenta de Automação SIMATIC é que, embora seja baseada em projetos do Portal TIA, as tarefas individuais podem ser executadas independentemente da estrutura de engenharia. Isso permite não apenas atualizações de firmware, mas também downloads de projetos completos (F-) e, portanto, é um suplemento perfeito para comissionamento, manutenção e serviço.

Desempenho máximo da máquina

Com o PROFINET para a construção de máquinas suas máquinas funcionam até o máximo de desempenho – com máxima precisão e salvaguardas contra falhas. Troca rápida de dados, alta velocidade de dados, comunicação determinística com nervosismo mínimo e mecanismos adicionais de redundância formam a base para um excelente desempenho por sua máquina – e sucesso de mercado para você.

Alta produção

 

O PROFINET cria a base ideal para máquinas que devem alcançar um alto rendimento de produto combinado com alta qualidade do produto: o PROFINET permite garantir procedimentos de processamento rápido, parâmetros de tempo reprodutíveis e máxima precisão para todos os processos, mesmo com automação local para suas máquinas. O PROFINET não só usa a tecnologia IRT (capacidade em tempo real) para aplicações de controle de movimento, mas também com sincronicidade de ciclo com precisão de tremor inferior a 1 μs. As redes PROFINET também permitem o uso de conjuntos de I/O baseados no tempo, que podem registrar valores reais ou iniciar ações dentro de um microssegundo com base em informações de tempo adicional. Isso garante precisão absoluta em seus processos de fabricação – independentemente da capacidade do controlador e na velocidade máxima da máquina. Usando o PROFINET, você pode produzir máquinas com aquisição de dados de medição extremamente rápida graças à inovadora tecnologia de supersuagem, uma alta taxa de dados e um protocolo de transferência eficiente.

Disponibilidade máxima da máquina

 

Você precisa de máquinas de alto desempenho com a máxima disponibilidade para lidar com a pressão competitiva e de custos. O PROFINET permite aumentar a disponibilidade da sua máquina mesmo sem hardware redundante adicional: o Media Redundancy Protocol (MRP) permite uma comunicação PROFINET redundante na forma de topologia de anel, tanto usando componentes de rede externas quanto diretamente, através de interfaces PROFINET integradas. Desta forma, você pode ter certeza de que a comunicação não será afetada por uma paralisação envolvendo componentes individuais. Ele também acelera muito a solução de problemas no caso de uma paralisação da rede, permitindo que ela seja remediada mais cedo.

Eficiência energética sustentável

 

A pressão de preços e as regulamentações ambientais e energéticas cada vez mais rigorosas significam que o desempenho da sua máquina também deve vir com argumentos sólidos em termos de eficiência energética. A PROFINET faz uma contribuição importante aqui: seus clientes podem desligar suas máquinas centralmente via PROFIenergy durante os intervalos, nos fins de semana ou enquanto um lote está sendo preparado – juntamente com outros consumidores elétricos que não são temporariamente necessários. Isso ajuda a reduzir o consumo de energia e fornece bons argumentos a favor de suas máquinas.

Serviço de máquina ideal

O PROFINET para construção de máquinas cria a base para um serviço de máquina perfeito que compreende não apenas diagnósticos confiáveis de dispositivos e rede, tanto no local quanto remotos, mas também reduzindo o tempo, os custos e os tempos de baixa para manutenção. O resultado são clientes felizes – a longo prazo. A Siemens também o apoia com serviços para produtos, sistemas e aplicativos durante todo o ciclo de vida de suas máquinas – para uso otimizado de seus recursos, bem como maior produtividade, flexibilidade e eficiência a baixo custo global.

Eliminação rápida de falhas

 

Um alto nível de disponibilidade da máquina é vital para a satisfação do seu cliente. O PROFINET permite que você garanta que você esteja sempre atualizado com o status de suas máquinas e que você possa agir antes que ocorram danos graves: como a rede PROFINET pode ser conectada à Internet, você pode usar o software SIMATIC TeleService via Internet, por exemplo, e um roteador SCALANCE M para acessar suas máquinas e garantir um serviço de diagnóstico em todo o mundo através de mecanismos baseados em Ethernet (TCP/IP, UMTS, etc.) para o campo.

 

Você também pode inspecionar e revisar dados e mensagens de diagnóstico da rede PROFINET através do diagnóstico do sistema de ponta a ponta no portal TIA. Se um dispositivo PROFINET tiver que ser substituído, isso pode ser feito sem necessidade de ferramentas de engenharia: o controlador de I/O associado reconhece o dispositivo de substituição usando informações de topologia e atribui automaticamente o nome e endereço corretos a ele. Isso acelera o processo de substituição do dispositivo e reduz os tempos de inatividade para suas máquinas. A qualidade da rede está certa? Os ciclos projetados são aderidos? Essas e outras perguntas podem ser facilmente respondidas realizando uma análise on-line em tempo real usando o Agente Analisador de Ônibus.

 

Projeto e engenharia

A PROFINET reduz a complexidade na engenharia vegetal e permite a engenharia centralizada para todo o processo. Isso acelera muito a integração. Além disso, a máxima flexibilidade garante a construção simples e a renovação de toda a planta: Dependendo da etapa do processo, os componentes podem ser adicionados ou substituídos, ou projetos inteiros da planta podem ser multiplicados. Também é possível reutilizar seções individuais de plantas. Tudo isso contribui significativamente para uma maior eficiência em design e engenharia.

Padrão aberto

O PROFINET facilita a comunicação suave de produtos de diversos fabricantes com base no padrão PROFINET (IEC 61158/61784). Foca-se em definições claras e funções significativas, como start-up rápida (de dispositivos), PROFIenergy (eficiência energética), parametrização e diagnósticos.

Expansibilidade

Componentes adicionais de rede podem ser facilmente integrados – incluindo seções de plantas mais antigas baseadas no PROFIBUS. Os componentes existentes do sistema podem ser facilmente conectados ao PROFINET: via IE/PB LINK PN IO ou sem fio em combinação com SCALANCE W. Isso permite que os dispositivos de campo (por exemplo, unidades SINAMICS) no PROFIBUS sejam facilmente integrados aos novos sistemas PROFINET – para uma mudança individual e passo a passo: www.siemens.com/pb2pn

Gerenciamento de variantes

É possível expandir ou estender estações em redes PROFINET com muito pouco esforço. Graças à função de manuseio de opções, também é possível expandir ou ajustar componentes dentro das estações – sem alterar o desempenho da rede.

Topologias flexíveis

Profinet pode ser transferido flexívelmente para várias topologias. Além de estruturas lineares, estelares e de árvores, anéis redundantes e tecnologia sem fio também são possíveis – usando conexões feitas de cabos de fibra óptica de cobre, fibra óptica de vidro ou fibra óptica de plástico. É claro que a LAN Industrial Wireless também pode ser integrada para conexão sem fio em tais redes.

Planejamento e simulação

O Siemens Network Planner o suporta como planejador de sistemas de automação baseados no PROFINET e facilita o planejamento profissional e proativo de um sistema.

 

Beneficie-se do planejamento e layout eficientes das redes PROFINET, especialmente se a chamada "comunicação não em tempo real", como dados TCP/IP, for usada, além da comunicação RT em tempo real ou IRT. O SINETPLAN calcula e simula a carga de rede em uma rede PROFINET e garante a segurança operacional durante a operação.

Comissionamento

Um grande desafio do comissionamento das plantas é aderir às janelas de tempo apertados desde o início do projeto até a implementação. O PROFINET permite economizar tempo considerável, já que, por exemplo, você pode testar, encomendar e validar seções individuais de plantas de forma independente. Essas operações parciais de comissionamento podem ser agendadas dependendo do grau de implementação. Com o PROFINET, você se beneficia do comissionamento rápido e flexível e reduz simultaneamente seus custos.

 

A ferramenta gratuita PRONETA suporta você. O PRONETA lê automaticamente a topologia da sua rede e exibe todos os dispositivos PROFINET conectados, para que você possa realizar rapidamente sua configuração, por exemplo, a adaptação de endereços IP e nomes de dispositivos.  

 

Você pode testar convenientemente se todos os componentes da sua rede PROFINET estão corretamente conectados usando o IO-Check do PRONETA -- mesmo antes da máquina ter sido completamente montada e o controlador instalado.

Um cabo para todos os fins

O PROFINET é uma rede universal para a transmissão e transporte de todos os dados de processo necessários, como dados de I/O, segurança e diagnóstico, mas também dados de usuários para registro de dados de energia, garantia de qualidade e outros dados TCP/IP. 

 

Para a integração vertical do nível de automação a sistemas de nível superior (como SCADA- ou MES-systems) ou para comunicação horizontal entre diferentes componentes da planta, o OPC UA pode ser facilmente usado na mesma rede. Não fica muito mais eficiente do que isso.

Cabeamento fácil

O PROFINET permite que você monte facilmente e rapidamente cabos de cobre e fibra óptica no local graças à atribuição de cabos codificados por cores aos plugues. Os custos são reduzidos em todo o ciclo de vida do sistema devido ao contato de escudo confiável, alívio de tensão e boa proteção da EMC para cabos de cobre.

Operação e manutenção

As plantas devem funcionar de forma confiável para máxima eficiência e produtividade. O PROFINET melhora tremendamente essa confiabilidade e garante o monitoramento de toda a planta com diagnósticos consistentes e completos do sistema. Os parâmetros de produção utilizados garantem a segurança dos dados e a Segurança Integrada para a segurança de pessoas e máquinas. O PROFINET também ajuda a aumentar a eficiência energética: Com o perfil PROFIenergy padronizado, os consumidores podem ser desligados em horários ociosos e, posteriormente, ligados novamente.

Robustez/estabilidade

Graças à sua robustez, o PROFINET também pode ser usado sem problemas em áreas críticas em IA. O PROFINET garante a disponibilidade do sistema mesmo em grandes redes. Graças à priorização e altas larguras de banda de dados do padrão Ethernet, não faltam dados críticos do processo.

Altas taxas de transmissão

Você também pode integrar dispositivos PROFINET em redes com taxas de transmissão mais altas – isso protege seus investimentos.

Eficiência energética

O PROFIenergy permite que os dispositivos PROFINET sejam desligados durante os horários ociosos – bem como o registro de valores medidos e informações de status para gerenciamento de energia e carga.

Padrão aberto

O PROFINET baseia-se no padrão Ethernet aberto do IEEE (IEEE 802.3) e combina a abertura desta norma com os requisitos de automação.

 

Perfis padronizados permitem fácil troca de dados entre uma grande variedade de dispositivos PROFINET. Os perfis pa 4.0, PROFIsafe, PROFIdrive e PROFIenergy unificam a comunicação.

 

Com o PROFINET você tem uma rede consistente do nível de campo para a nuvem. Embora o PROFINET represente a base da comunicação no nível de campo, protocolos como o OPC UA podem ser usados para conexão vertical ou comunicação entre componentes da planta na mesma rede.

Acesso protegido

Todas as opções do Ethernet padrão estão disponíveis para você.  Você pode garantir acesso à sua rede de acordo com as necessidades e usar conexões VPN seguras para acessar máquinas e sistemas em todo o mundo – para manutenção remota, por exemplo. A célula de automação e todos os dispositivos sem sua própria função de proteção são protegidos por um módulo de segurança contra acesso não autorizado, como espionagem e manipulação. Para as conexões verticais a sistemas de nível superior, bem como a comunicação entre máquinas são facilitadas pelo uso de Especificações de Acompanhante padronizadas e protegidas por mecanismos integrados de segurança sob demanda – aqui é utilizado o UA OPC.

Segurança

A Safety Integrated oferece proteção confiável de pessoas, máquinas e meio ambiente – e, portanto, é a resposta para o aumento contínuo dos requisitos colocados na segurança funcional. A função é integrada diretamente em engenharia, comunicação e dispositivos e também torna a tecnologia sem fio segura.

Diagnósticos de dispositivo/rede

Hoje, os dados devem ser transmitidos de forma confiável do nível de campo para sistemas baseados em nuvem. Com um software de gerenciamento de rede adequado, como o SINEMA Server da Siemens, os problemas podem ser identificados precocemente e ações podem ser tomadas em tempo há muito tempo. O SINEMA Server, por exemplo, é adequado para fabricação discreta e indústria de processos e pode mapear toda a rede industrial – desde dispositivos de rede até dispositivos de automação, como controladores e periféricos distribuídos. O SINEMA Server oferece muitas opções na área de gestão de rede e diagnósticos. Por exemplo, o recurso de relatórios fornece uma representação de estatísticas durante qualquer período de tempo. Os perfis disponíveis permitem a exibição de componentes de terceiros no SERVIDOR SINEMA e muito mais.

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