Wie können Sie industrielle Netzwerkgeräte und -systeme für die Automatisierung mit industriellen Netzwerkprotokollen programmieren?

1 Was sind industrielle Netzwerkprotokolle?

Industrielle Netzwerkprotokolle sind die Sprachen, die Geräte und Systeme verwenden, um über ein physisches oder drahtloses Medium miteinander zu kommunizieren. Sie definieren, wie Daten strukturiert, kodiert, übertragen, empfangen und bestätigt werden. Es gibt viele Arten von industriellen Netzwerkprotokollen, jedes mit seinen eigenen Vor- und Nachteilen und Anwendungen. Einige der am weitesten verbreiteten sind Modbus, Profibus, Profinet, EtherCAT und Ethernet/IP.

2 Wie programmiert man Geräte mit Modbus?

Modbus ist eines der ältesten und einfachsten industriellen Netzwerkprotokolle. Es basiert auf einer Master-Slave-Architektur, bei der ein Gerät (der Meister) Initiiert Anfragen und empfängt Antworten von anderen Geräten (Die Sklaven). Modbus kann serielle oder TCP/IP-Verbindungen verwenden und unterstützt verschiedene Datentypen, wie z. B. Spulen, Register und diskrete Ein- und Ausgänge. Um Geräte mit Modbus zu programmieren, müssen Sie die Geräteadresse, den Funktionscode, die Datenadresse und den Datenwert kennen. Sie können verschiedene Software-Tools wie Modscan, Modbus Poll oder Modbus Slave verwenden, um Ihre Modbus-Kommunikation zu testen und zu debuggen.

3 Wie programmiert man Geräte mit Profibus?

Profibus ist ein beliebtes industrielles Netzwerkprotokoll, das einen zyklischen und deterministischen Datenaustausch zwischen einer Steuerung und mehreren Geräten verwendet. Es unterstützt Hochgeschwindigkeitskommunikation mit bis zu 12 Mbit/s und kann bis zu 126 Geräte in einem einzigen Netzwerk verwalten. Profibus gibt es in zwei Varianten: Profibus DP (Dezentrale Peripherie) für Feldgeräte, wie z.B. Sensoren und Aktoren, und Profibus PA (Prozess-Automatisierung) für Prozessgeräte wie Transmitter und Ventile. Um Geräte über Profibus zu programmieren, müssen Sie die Netzwerkparameter wie Baudrate, Stationsadresse und Datenlänge konfigurieren und die Geräte der Steuerung zuordnen. Mit Software-Tools wie Simatic Manager, Profibus-Tester oder Profibus-Monitor können Sie Ihr Profibus-Netzwerk einrichten und überwachen.

4 Wie programmiert man Geräte mit Profinet?

Profinet ist ein industrielles Netzwerkprotokoll, das auf den Standards Ethernet und TCP/IP basiert. Es ermöglicht eine Echtzeit- und Hochleistungskommunikation zwischen Steuerungen, Geräten und Systemen. Es unterstützt auch die Integration mit anderen Protokollen wie Profibus, Modbus oder EtherCAT über Gateways oder Proxys. Profinet hat drei Klassen: Profinet CBA (Komponentenbasierte Automatisierung) für verteilte Automatisierung, Profinet IO (Eingabe/Ausgabe) für Feldgeräte und Profinet IRT (Isochrone Echtzeit) für die Bewegungssteuerung. Um Geräte mit Profinet zu programmieren, müssen Sie die Geräte über eine Gerätebeschreibungsdatei der Steuerung zuordnen (GSDML) und geben Sie die Kommunikationsparameter an, z. B. IP-Adresse, Subnetzmaske und Portnummer. Sie können Software-Tools wie TIA Portal, Profinet Analyzer oder Profinet Diagnostics verwenden, um Ihr Profinet-Netzwerk zu entwerfen und Fehler zu beheben.

5 Wie programmiert man Geräte mit EtherCAT?

EtherCAT ist ein industrielles Netzwerkprotokoll, das Ethernet als physikalische Schicht und eine Master-Slave-Konfiguration verwendet. Er ist für eine schnelle und präzise Kommunikation mit bis zu 100 Mbit/s ausgelegt und kann bis zu 65.535 Geräte in einem einzigen Netzwerk unterstützen. EtherCAT verwendet ein Scan-basiertes Verfahren, bei dem der Master einen Frame sendet, der alle Geräte durchläuft und deren Daten sammelt. Jedes Gerät liest und schreibt Daten in sehr kurzer Zeit in den Rahmen, ohne die Kommunikation zu verzögern. Um Geräte mit EtherCAT zu programmieren, müssen Sie die Netzwerktopologie, die Geräteparameter und das Datenmapping konfigurieren. Mit Software-Tools wie TwinCAT, EtherCAT Configurator oder EtherCAT Explorer können Sie Ihr EtherCAT-Netzwerk implementieren und diagnostizieren.

6 Wie programmiert man Geräte mit Ethernet/IP?

Ethernet/IP ist ein industrielles Netzwerkprotokoll, das auf den Standards Ethernet und TCP/IP basiert. Es ist mit dem Common Industrial Protocol vereinbar (CIP), die die Datendarstellung, das Objektmodell und die Messaging-Dienste für die industrielle Kommunikation definiert. Ethernet/IP unterstützt sowohl explizites als auch implizites Messaging, wobei explizite Nachrichten für Konfiguration und Diagnose und implizite Nachrichten für den Datenaustausch in Echtzeit verwendet werden. Um Geräte mit Ethernet/IP zu programmieren, müssen Sie die Geräteidentität, den Verbindungstyp und die Datengröße definieren. Sie können Softwaretools wie RSLogix, EtherNet/IP Scanner Simulator oder EtherNet/IP Tool verwenden, um Ihre Ethernet/IP-Kommunikation zu erstellen und zu testen.

7 Hier erfahren Sie, was Sie sonst noch beachten sollten

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