Redundant aufgebaute Steuerung ist hoch verfügbar

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Redundanzprotokoll rekonfiguriert Netz innerhalb von 200 ms

Bislang wurden unzählige Redundanzprotokolle zur Standardisierung eingereicht. Allerdings erfüllen viele dieser Protokolle nicht die Anforderungen, die ein hochverfügbares Automatisierungssystem an die Umschaltzeiten stellt. Um den Rahmenbedingungen gerecht zu werden, haben zahlreiche Hersteller in der Vergangenheit proprietäre Ethernet-basierte Redundanzprotokolle entwickelt, die Zeiten bis in den unteren Millisekundenbereich versprechen. Mit dem in der Profinet-Spezifikation beschriebenen MRP (Media Redundancy Protocol) wird ein standardisiertes Redundanzprotokoll angeboten, welches das Netz innerhalb der garantierten 200 ms rekonfiguriert. Außerdem ist MRP in viele industrielle Netz- und I/O-Komponenten integriert, die mindestens zwei Netzanschlüsse umfassen, damit sie in die vorgegebene Ringstruktur eingebunden werden können.

In den Datenblättern zu den unterschiedlichen Redundanzprotokollen werden verschiedene Terminologien wie Fault Recovery Time, Link Lost Recovery Time, Reconfiguration Time oder Failover Time genutzt. Dies macht es schwierig, die angegebenen Werte direkt zu vergleichen, weil ihnen teilweise nicht die gleichen Messkriterien zugrunde liegen.

Bei Ausfall der SPS übernimmt die Back-up-Steuerung die Führung

Durch den Aufbau einer AR (Application Relation) kann die Profinet-fähige Steuerung auf ein Profinet-I/O-Device zugreifen. Über die AR werden dann die I/O- sowie Diagnose- und Parametrierungsdaten ausgetauscht. Handelt es sich um ein redundantes Steuerungspaar, muss das Profinet-I/O-Device die Möglichkeit bieten, gleichzeitig zwei AR – Primary und Back-up – zu zwei unterschiedlichen Profinet-Controllern zu initiieren. Die prozessführende Steuerung sendet auf der Primary-Verbindung. Sollte die SPS wegen eines Fehlers ausfallen, übernimmt die Backup-Steuerung stoßfrei die Führung, weil die erforderliche Kommunikationsverbindung bereits aufgebaut war. Diese Mechanismen sind in der aktuellen Profinet-Spezifikation V 2.3 beschrieben und daher Teil des Standards.

Mit der auf Profinet basierenden Redundanz lassen sich Applikationen umsetzen, die bisher nur am Markt etablierten proprietären Systemen vorbehalten waren. Normalerweise ist in allen modernen Maschinen und Anlagen eine Netzinfrastruktur vorhanden, die als Feldverkabelung verwendet werden kann. Auf diese Weise minimiert der Anwender den Verdrahtungsaufwand und spart Kosten. Durch den Profinet-Standard können die Hersteller Profinet-fähiger I/O-Komponenten ihre Geräte nun in ein hochverfügbares System integrieren.

* Dipl.-Ing. André Brand ist Mitarbeiter im Produktmarketing Control Systems bei der Phoenix Contact Electronics GmbH in 31812 Bad Pyrmont

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