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PROFIdrive & Encoder

PROFIdrive ist ein leistungsfähiges und ausgereiftes Antriebssteuerungsprofil für jede Art von Anwendung und industriellem Einsatz. Durch den modularen Aufbau und das herstellerunabhängige Geräteprofil ist PROFIdrive einfach zu handhaben, durch seine sechs Applikationsklassen hoch skalierbar und für maximale Interoperabilität definiert.

       

PROFIdrive ist das Standardprofil für die Antriebstechnik in Verbindung mit den Kommunikationssystemen PROFIBUS und PROFINET. Die Verwendung von offenen „Applikationsprofilen“, die in Applikationsklassen (AC) eingeteilt sind, ist ein bewährter Weg, um Antriebe und Steuerungen unterschiedlicher Hersteller durchgängig und einfach über Kommunikationssysteme zu verbinden. Die Integration von Antrieben in Automatisierungslösungen hängt stark von der Antriebsanwendung ab.

Aus diesem Grund definiert das PROFIdrive-Profil 6 Applikationsklassen (AC), die das gesamte Spektrum der Antriebsanwendungen abdecken.

Je nach Marktsegment und Geräteimplementierung kann ein Antriebsgerät eine oder mehrere Applikationsklassen abdecken. Damit ermöglicht PROFIdrive eine flexible, herstellerspezifische Auslegung von Antriebsprodukten auf die jeweiligen Marktanforderungen.

MinutePROFINET: PROFINET in Motion Control Applications | Drives, Motors, Robots, and More


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Vorteile von PROFIdrive


 

Durch die Flexibilität und die Möglichkeit, nicht nur Drehzahlsollwertbewegungen (AC1) oder Punkt-zu-Punkt-Positionier-, Drehzahl- und Drehmomentaufgaben (AC3), sondern auch synchrone und interpolierte Mehrachsbewegungen (AC4/5) auszuführen, bietet ProfiDrive immer die richtige Lösung für die Konzepte der Maschinenbauer in aller Welt.

Von Ventilatoren und Kompressoren über Pick & Place bis hin zu hochpräzisen Klebeanwendungen - mit ProfiDrive lassen sich diese Herausforderungen meistern.

Die Diagnose ist einfach und leicht in der SPS zu programmieren, aber der eigentliche Vorteil liegt darin, dass jedes ProfiDrive-Gerät auf die gleiche Weise diagnostiziert werden kann.

Das bedeutet, dass der Programmbaustein zur Diagnose eines Gerätes mit geringen Anpassungen immer wieder verwendet werden kann.
 

Dieser Vorteil ist möglich, weil ProfiDrive in der IEC 61800-7 genormt ist und jedes ProfiDrive-Gerät einen Konformitätstest bestehen muss.

Neben der Erfüllung steigender Anforderungen an Achsanzahl und kurzen Zykluszeiten ermöglicht PROFIdrive auch die Unterstützung flexibler Maschinenkonzepte zur schnellen Umsetzung anwenderspezifischer Anforderungen.
 

PROFIdrive wird von einem PI-Arbeitskreis unter Beteiligung verschiedener Maschinenhersteller kontinuierlich weiterentwickelt.
 

Einige Lösungen erfordern jedoch erweiterte Informationen und Parameter. Auch für diese Informationen hat PROFIdrive auf Basis der definierten Funktionen einen Platz definiert.
Umgekehrt wird PROFINET in Kombination mit PROFIdrive zu einem Antriebsbus für höchste Ansprüche, der uneingeschränkt auch für alle anderen Automatisierungsaufgaben geeignet ist.

Antriebsaufgaben jeder Art mit jeweils spezifischen Anforderungen lassen sich dank durchgängiger Technologie, integrierter Applikationsprogramme und skalierbarer Kommunikationsleistung einheitlich und flexibel lösen. Auf dieser Basis lassen sich mit PROFIdrive deutliche Kosteneinsparungen über den gesamten Lebenszyklus einer Anlage oder Maschine erzielen: bei Planung, Installation, Betrieb und Wartung sowie bei Erweiterungen und Upgrades. Die Integration von PROFIdrive wird durch den Einsatz der Standard-Kommunikationsprotokolle PROFIBUS DP und PROFINET IO ermöglicht, die den vielfältigen Anforderungen der Fertigungs- und Prozessautomatisierung sowie Motion Control und Safety-Anwendungen gleichermaßen gerecht werden.

Die Forderung nach einfacher Bedienbarkeit wird durch die Gewährleistung der Interoperabilität und Austauschbarkeit von Geräten verschiedener Hersteller und die Verfügbarkeit standardisierter Programmbibliotheken namhafter SPS-Hersteller voll erfüllt. Der zuverlässige Betrieb der Geräte wird durch die unabhängige Zertifizierung durch akkreditierte Prüflabors gewährleistet.

PROFIdrive - Das führende Profil für die Antriebstechnik
PROFIdrive - Das führende Profil für die Antriebstechnik

Die Forderung nach einfacher Bedienbarkeit wird durch die Gewährleistung der Interoperabilität und Austauschbarkeit von Geräten verschiedener Hersteller und die Verfügbarkeit standardisierter Programmbibliotheken namhafter SPS-Hersteller voll erfüllt. Der zuverlässige Betrieb der Geräte wird durch die unabhängige Zertifizierung durch akkreditierte Prüflabors gewährleistet.

Der PROFIdrive-Parametermanager, der über den azyklischen Kommunikationskanal betrieben wird, bietet dem Anwender umfangreiche Dienste für den Zugriff auf die PROFIdrive-Parameter. Neben dem Lesen und Schreiben von Parameterwerten können auch zusätzliche Parameterattribute, wie z. B. eine Parameterbeschreibung, gelesen werden. Zur Verbesserung der Performance im azyklischen Parameterkanal ist für den Parametermanager zusätzlich ein Multiparameterdienst definiert. Der PROFIdrive-Parameterkanal ist somit die Basis für die vielfältigen Aufgaben in einer Antriebsapplikation, wie z. B:
 

  • Parametrierung und Inbetriebnahme ' Datensicherung bei Gerätetausch
  • Erweiterte Diagnose wie Trace und
  • Diagnosepuffer
PROFIdrive - Das führende Profil für die Antriebstechnik

Die neue PROFINET-Zykluszeit von 31,25 Mikrosekunden ist kaum greifbar und eröffnet viele neue Möglichkeiten.
Egal, was die Zukunft an Entwicklungen bringt, die dafür notwendige Kommunikationstechnik ist schon da.
 

PROFINET ist schon immer ein sehr schnelles Kommunikationssystem gewesen. PROFINET Echtzeitkommunikation (RT) nutzt die Priorisierungsmethoden von Ethernet und kann daher auf Standard-Ethernet-Controllern implementiert werden. Mit einer Datenrate von 100Mbps und Vollduplex-Übertragung sind im Vergleich zu heutigen Feldbussen um ein Vielfaches schnellere Bus-Update-Zeiten möglich. Damit ist RT in der Regel mehr als ausreichend für typische Anwendungen in der Fabrikautomation mehr als ausreichend. Sobald aber die Anforderungen einer Anwendung eine Synchronisation der Teilnehmer auf 10-100us genau erfordern oder ein hochdynamischer Regelkreis über den Bus gebildet werden soll, werden zusätzliche Maßnahmen notwendig. Zu diesem Zweck wurde das hochgenaue isochrone Echtzeit-Synchronisationsverfahren (IRT) entwickelt. Mit diesem Verfahren können unterschiedlich lange und schwankende Ethernet-Übertragungsverzögerungszeiten eliminiert werden.
 

Darüber hinaus gibt es auch spezifische Anwendungen, die in Zukunft noch höhere Anforderungen an die Kommunikationsleistung stellen werden. Deshalb wurden in der PROFINET Spezifikation V2.3 Mechanismen definiert, die die Kommunikation mit PROFINET noch schneller machen. Mit Fast Forwarding, Dynamic Frame Packing und Fragmentation lassen sich kurze Zykluszeiten von bis zu 31,25us und ein hochpräziser isochroner Betrieb erreichen. Damit und mit seiner Offenheit baut PROFINET seine Position als führender Industrial Ethernet-Standard weiter aus.
 

Wie schnell ist nun eine Zykluszeit von 31,25us?
LEDs reagieren zu langsam, um diese Geschwindigkeit darzustellen, und nur ein Oszilloskop ist in der Lage, die Zykluszeit von 31,25us sowie den leichten Jitter über das gesamte System sichtbar zu machen. Diese Zykluszeit macht PROFINET zu einem interessanten Kandidaten für hochdynamische Messgeräteanwendungen, da Abtastraten bis zu 32kHz über das Netzwerk möglich sind.

PROFIdrive bietet die einzigartige Möglichkeit, Programmbausteine nicht nur für ähnliche Projekte/Anwendungen, sondern auch für Geräte verschiedener Hersteller wiederzuverwenden.

So ist es möglich, einen Servoantrieb von Hersteller A, einen Servoantrieb von Hersteller B und einen ServoLite-Antrieb von Hersteller C mit dem gleichen wiederverwendbaren Programmbaustein zu betreiben, da die PROFIdrive-Schnittstelle zwischen SPS und Antrieb standardisiert ist und für die Antriebe der Hersteller A, B und C die gleiche Bedeutung hat.
 

Diese Vorteile sind möglich, weil PROFIdrive in der IEC 61800-7 genormt ist und jedes PROFIdrive-Gerät einen Konformitätstest bestehen muss.

Die PI-Zertifizierung stellt sicher, dass Geräte verschiedener Hersteller mit unterschiedlichem Funktionsumfang der PROFIdrive-Profilspezifikation entsprechen. Grundlage für die Erteilung eines PROFIdrive-Zertifikats ist der Prüfbericht des PITL. Zur Durchführung der Zertifizierungstests verwendet das PITL den PROFIdrive Profile Tester. Mit dem Profile Tester können die Prüfungen weitgehend automatisiert durchgeführt werden.

Der PROFIdrive Profile Tester steht Geräteherstellern zur Entwicklungsunterstützung und für Vorabtests zur Verfügung. Damit hilft er den Herstellern, das PROFIdrive-Profil schnell und systematisch in ihre Produkte zu implementieren.

Da PROFIdrive in der IEC 61800-7 genormt ist, ist die internationale Akzeptanz gewährleistet und die Investitionen sind langfristig abgesichert. Dieser Schutz wird noch dadurch verstärkt, dass PROFIdrive auf den weltweit führenden Technologien PROFIBUS und PROFINET basiert. Die Tatsache, dass PROFIdrive in der IEC 61800-7 genormt ist und von verschiedenen internationalen Institutionen wie der OMAC empfohlen wird, bedeutet, dass seine Zukunft als international akzeptierter Standard gesichert ist.

Interoperable, standardisierte und herstellerunabhängige Schnittstelle

Das PROFIdrive-Profil deckt alle industriell relevanten Anwendungen in den jeweiligen Applikationsklassen (AC) ab.

 

PROFIdrive - Das führende Profil für die Antriebstechnik

Application Class 1

Im einfachsten Fall wird ein Hauptsollwert (z. B. Drehzahlsollwert) zur Steuerung des Antriebs am PROFIBUS DP oder PROFINET IO verwendet. Die Drehzahlregelung erfolgt vollständig im Antrieb. Dieser Anwendungsfall kommt hauptsächlich in der konventionellen Antriebstechnik vor (z. B. Frequenzumrichter für Pumpen, Lüfter, Kompressoren).

Die Applikationsklasse „Standardantrieb mit Technologiefunktion“ bietet ein hohes Maß an Flexibilität bei der Realisierung von Automatisierungsanwendungen. In dieser Klasse wird der gesamte Automatisierungsprozess in mehrere Teilprozesse zerlegt und auf die Antriebe verteilt.

Die Automatisierungsfunktionen laufen dann nicht mehr ausschließlich in der zentralen Steuerung ab und die PROFIBUS DP bzw. PROFINET IO Schnittstellen erhalten den Charakter übergeordneter technologischer Schnittstellen.
 

Die Dezentralisierung der technologischen Prozesse erfordert natürlich die Fähigkeit zur bidirektionalen Kommunikation. Insbesondere ist eine Slave-to-Slave-Kommunikation zwischen den technologischen Prozessen der einzelnen Antriebe möglich. Konkrete Anwendungsbeispiele sind Sollwertkaskaden, Wickler und Anwendungen zur Drehzahlsynchronisation bei kontinuierlichen Prozessen mit durchlaufender Materialbahn.

PROFIdrive – Live Demo for Application Class 1


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Dieses Video einer Live-Demo zeigt die interoperable PROFIdrive-Schnittstelle und eine einfache Diagnose.

Application Class 3

In dieser Klasse verfügt der Antrieb zusätzlich zur Antriebsregelung (Drehzahl- und Lageregelung) über eine Positionierregelung. Der Antrieb arbeitet somit als autarker Einachs-Positionierantrieb, während die übergeordneten technologischen Prozesse auf der Steuerung ablaufen.
 

Positionieraufgaben werden über PROFIBUS DP oder PROFINET IO an den Einachs-Positionierregler und den Antrieb übertragen und dort gestartet. Positionierantriebe haben ein breites Anwendungsspektrum, z. B. das Auf- und Abdrehen von Flaschenverschlüssen bei der Flaschenabfüllung oder die Positionierung von Messern in einer Folienschneidemaschine.
 

Die Programmierung von Positionier-, Drehzahl- und Drehmomentaufgaben in AC3 ist sehr einfach und schnell, indem entweder die vorhandenen Funktionsbausteine für die Positionierung verwendet werden oder die Befehle direkt über die Bits und Bytes der Steuer- und Statusworte der entsprechenden Telegramme gesendet werden.

PROFIdrive – Live Demo for Application Class 3


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Der PROFIdrive-Vorteil des leistungsfähigen Parameterkanals wird im Video einer Live-Demo gezeigt.

Application Class 4 und 5 = AC4/5

Die Anwendungsklasse 4 definiert eine Schnittstelle zwischen der Drehzahlsollwert- und der Positionsistwertschnittstelle, wobei die Drehzahlregelung im Antrieb und die Positionsregelung in der Steuerung erfolgt, wie dies typischerweise bei Roboter- und Werkzeugmaschinenanwendungen der Fall ist. Die Bewegungssteuerung für mehrere Achsen erfolgt zentral, z. B. durch eine numerische Steuerung (NC). Der Lageregelkreis wird mit Hilfe des Busses geschlossen. Zur Synchronisation der Takte für die Lageregelung in der Steuerung und für die Drehzahlregelung in den Antrieben ist eine Taktsynchronisation erforderlich (PROFIBUS DP-V2 oder PROFINET mit IRT).
 

Die Anwendungsklasse 5 ist vergleichbar mit der obigen Beschreibung, mit dem Unterschied, dass anstelle der Drehzahlsollwert-Schnittstelle eine Positionssollwert-Schnittstelle verwendet wird.

Typischerweise als „Motion Control“ bezeichnet, definiert als Servoantrieb mit isochroner Drehzahl- und Lageregelung mit zentraler Bewegungssteuerung. Das System muss die synchronisierte Bewegung durch taktsynchrone Kommunikation, mehrere Achsen, z. B. bei Werkzeugmaschinen oder Robotern oder Druckmaschinen, verarbeiten.

PROFIdrive – Live Demo for Application Class 4


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Dieses Video einer Live-Demo zeigt die standardisierte Applikationsschnittstelle für Motion Control und Drehgeber - PROFIdrive - und die Austauschbarkeit der Geräte.

Make or buy - Hier ein Vorschlag, wie die Umsetzung angegangen werden kann

PROFIdrive - Das führende Profil für die Antriebstechnik
  1. Spezifikation der Anforderungen
     
  2. Anforderungen prüfen und PROFIdrive-Implementierungsleitfaden ausfüllen

  3. Quellcode des PROFIdrive-Profils prüfen

  4. Entscheiden Sie, ob Sie die Implementierung selbst durchführen oder einkaufen wollen: „Do it yourself or buy“

  5. Erstellen einer Testumgebung
    5.1 PROFIdrive-Profil-Tester
    5.2 PROFIdrive-Referenzaufbau mit verfügbaren Geräten

Der Arbeitskreis PROFIdrive hat sich dieser Aufgabe angenommen!
 

Hier finden Sie unter anderem folgende Hilfestellungen:
 

  • Implementierungsleitfaden: Ein Leitfaden für die Dinge, die ich tatsächlich implementieren möchte
     
  • Referenzimplementierung als lizenzfreier Quellcode: Controller & Device, Verwendbar auf verschiedenen Plattformen und Betriebssystemen
     
  • Beispiele: Um den Einstieg zu erleichtern
     
  • Getestet mit dem PROFIdrive Profiltester

Community-Projekt

PROFIdrive - Das führende Profil für die Antriebstechnik
  • PROFIdrive Einführungshandbuch AC1 + AC4
    Aktuelle Version 2
     
  • PROFIdrive Profil Gerät Quellcode
    Antriebsapplikation Klasse 4 & Geber Klasse 3
    Aktuelle Version: 3.0
     
  • PROFIdrive Profil Controller Quellcode
     
  • PROFIdrive-Steuergerät AC1 V1.1.0
     
  • PROFIdrive Steuerung AC4 V3.1.0
     
  • PROFIdrive Steuergerät Isochronbetrieb V2.1.0
     
  • FAQ & Versionsübersicht
    Was wurde in der Software gefunden, ab welcher Version etc.
     
  • Datei-Download
    Software, Handbücher, Sitzungsprotokolle etc.

Zertifizierung

PI unterstützt weltweit autorisierte PITLs bei der Zertifizierung von Produkten mit PROFIBUS/ PROFINET Schnittstelle. Als Einrichtungen von PI sind sie unabhängige Dienstleister und halten sich an gemeinsam vereinbarte Regeln. Die von den PITLs erbrachten Prüfdienstleistungen werden nach einem strengen Autorisierungsverfahren regelmäßig auditiert, um sicherzustellen, dass sie den geforderten Qualitätsanforderungen entsprechen. Eine Liste der aktuellen PITL-Standorte findet sich auf der Website.
 

  • Die PI-Zertifizierung stellt sicher, dass Geräte verschiedener Hersteller mit unterschiedlichem Funktionsumfang der PROFIdrive-Profilspezifikation entsprechen. Der Prüfbericht eines PITL dient als Grundlage für die Ausstellung eines PROFIdrive-Zertifikats. Zur Durchführung der Zertifizierungstests verwendet das PITL den PROFIdrive Profile Tester. Mit dem Profile Tester können die Prüfungen weitgehend automatisiert durchgeführt werden.
     
  • Der PROFIdrive Profile Tester steht Geräteherstellern zur Entwicklungsunterstützung und für Vorabtests zur Verfügung. Damit hilft er den Herstellern, das PROFIdrive-Profil schnell und systematisch in ihre Produkte zu implementieren.

Support

Autorisierte PI Competence Center stehen Ihnen weltweit für technische Fragen und Supportanfragen zur Verfügung. Weitere Informationen zu den Technologien sowie Workshops, technische Dokumente (z.B. Systembeschreibungen) und Produkte finden Sie in unserem Downloadbereich.

Workshops

PI Training Center und zahlreiche Technologieanbieter und Hersteller bieten Workshops zu PROFIBUS und PROFINET und den zugehörigen Profilen an.

PROFIdrive - Das führende Profil für die Antriebstechnik

Die PROFINET IRT Drives Anbieter-Community hat sich im Laufe der Jahre zu einem starken Verbund mit einer enormen Produktvielfalt entwickelt - und wächst weiter rasant.
 

Das zukunftssichere Konzept von PROFINET und PROFIdrive ist nur ein Grund für diesen Aufschwung, der die PROFINET IRT Drives Anbietergemeinschaft weiter zusammenschweißt.
 

Zukünftige Erweiterungen von Standard Ethernet und PROFINET werden beide Standards noch enger miteinander verbinden - sie werden zu zwei Seiten einer Medaille.
 

Hier finden Sie einen Überblick über die Unternehmen, die an diesem starken Wachstum beteiligt sind.

PROFINET IRT - Herstellergemeinschaft Antriebstechnik

Bitte klicken Sie unten auf den Namen eines Anbieters, um direkt zu den entsprechenden Produkkatalog-Seiten zu gelangen.

PROFIdrive - Das führende Profil für die Antriebstechnik

Realisierung

Eine Realisierung von PROFIdrive basiert auf einer bestehenden Implementierung von PROFIBUS und PROFINET. Je nach gewählter Applikationsklasse sind unterschiedliche Funktionalitäten realisierbar.

Zur Unterstützung der Gerätehersteller wird ein getesteter Quellcode von der

PROFIdrive Community kostenlos zur Verfügung gestellt und kann in Geräte integriert werden. So können Gerätehersteller PROFIdrive schnell und effizient in ihre Geräte integrieren.

Um Ihnen einen kurzen Überblick über das Verbundprojekt und die derzeit verfügbaren Technologielieferanten und Dienstleister zu geben, haben wir die wichtigsten Informationen in dem folgenden Flyer zusammengestellt:


                                     

PNO PROFIBUS
PROFIdrive - Das führende Profil für die Antriebstechnik
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