DE102012211867B3

DE102012211867B3 - PROFIenergy in unterlagerten Kommunikationssystemen

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Publication number: DE102012211867B3
Application number: DE201210211867
Authority: DE
Inventors: Martin Daimer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2012-07-06
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2013-10-02
Anticipated expiration: 2032-07-07
Also published as: KR20140005793A; KR102123941B1; CN103532810A; ITMI20131041A1; CN103532810B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Automatisierungssystem mit einem PROFINET System (1) und einem dem PROFINET System (1) unterlagertem zweiten System (2), wobei das PROFINET System (1) eine PROFINET Steuerung (10) und ein PROFINET Feldgerät (13), welches eine Kommunikationsverbindung zu dem unterlagertem zweiten System (2) herstellen kann, umfasst. Um ein Automatisierungssystem mit einem verbesserten Energiemanagement bereitzustellen wird vorgeschlagen, dass das zweite System (2) ein erstes Gerät (23) umfasst, wobei die PROFINET Steuerung (10) ein PROFIenergy-Kommando an das erste Gerät (23) senden kann, wobei das erste Gerät (23) aufgrund eines empfangenen PROFIenergy-Kommandos einen energetischen Zustandswechsel durchführen und/oder Verbrauchsdaten an die PROFINET Steuerung (10) senden kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Automatisierungssystem mit einem PROFINET System und einem dem PROFINET System unterlagertem zweiten System. Ferner betrifft die Erfindung ein Kommunikationsverfahren des Automatisierungssystems.
PROFINET (Process Field Network) ist ein offener Industrial Ethernet Standard von PROFIBUS & PROFINET International für die Automatisierung. PROFINET nutzt TCP/IP und IT-Standards, ist Echtzeit-Ethernet-fähig und ermöglicht die Integration von Feldbus-Systemen.
Ein PROFINET System umfasst insbesondere einen IO-Controller (PROFINET Steuerung) und mindestens ein IO-Device (PROFINET Feldgerät). Die PROFINET Steuerung ist eine Steuerung, die die Automatisierungsaufgaben innerhalb des PROFINET Systems kontrolliert. Das PROFINET Feldgerät ist ein Feldgerät, das von einem IO-Controller kontrolliert und gesteuert wird. Ein PROFINET Feldgerät kann aus mehreren Modulen und Submodulen bestehen.
Mittels eines PROFINET Systems lassen sich Automatisierungssysteme insbesondere im industriellen Umfeld realisieren (z. B. Produktionsanlagen, Fertigungslinie, Fabrikautomation, Prozessautomation). Mittels der PROFINET Steuerung können derartige Systeme zentral gesteuert und kontrolliert werden.
PROFIenergy ist ein Profil zur Unterstützung von Energiemanagement Aufgaben in PROFINET Automatisierungsanlagen. PROFIenergy setzt auf dem Kommunikationsprotokoll PROFINET auf und nutzt PROFINET Telegramme zur Übertragung von PROFIenergy-Kommandos. Mittels der PROFIenergy-Kommandos kann der Energieverbrauch von Automatisierungsequipment in der Fertigung (wie z. B. Roboter-Montagezellen, Laserschneideanlagen und Teilsystemen wie Lackieranlagen) innerhalb des PROFINET Netzwerks gesteuert werden. Die Steuerung des Energieverbrauchs selbst erfolgt über offene und standardisierte PROFIenergy-Kommandos, die auf geplante und ungeplante Unterbrechungen in der Fertigung angewandt werden. PROFIenergy-Kommandos sind in PROFINET Telegramme eingebettet und werden innerhalb des PROFINET Systems mittels der PROFINET Telegramme seitens der PROFINET Steuerung an PROFINET Feldgeräte verschickt.
Durch das Versenden von PROFIenergy-Kommandos mittels der PROFINET Steuerung können die Energieverbraucher auf Produktionspausen reagieren. Pausen können zu bekannten Zeiten gestartet werden oder als Reaktion auf nicht vorhersehbare Ereignisse bzw. Zusammenbrüche entstehen. Jeder Verbraucher reagiert auf die PROFIenergy-Kommandos in einer für ihn geeigneten Weise. Die spezifizierten PROFIenergy-Kommandos basieren insbesondere auf folgende Anwendungsfälle:

– Kurze Pausen (bis zu einer Stunde): Im Allgemeinen sind solche Pausen geplant, bei welchen die PROFINET Feldgeräte routinemäßig abgeschaltet werden können, z. B. Mittagspause. Sicherheitsbezogene Funktionen werden entsprechend den Sicherheitsvorschriften behandelt. Beim erneuten Einschalten, startet das PROFINET System PROFINET Feldgeräte in einer Einschaltreihenfolge ein und überprüft, dass alle PROFINET Feldgeräte korrekt laufen, so dass z. B. der Fertigungsprozess wieder aufgenommen werden kann.
– Längere Pausen (mehrere Stunden oder Tage): Hier verhält es sich ähnlich wie bei den kurzen Pausen, nur dass hier zusätzliche PROFINET Feldgeräte in den Stand-By Modus geführt oder komplett ausgeschaltet werden, bzw. tiefere 'Sleep' Modi angesteuert werden.
– Ungeplante Pausen (normalerweise Störungen): Hier verhält es sich ebenso ähnlich wie bei den kurzen Pausen. Der Benutzer weiß nur nicht, wann und wie lange die Pause passieren wird. Zuerst werden die PROFINET Feldgeräte in einen 'Stop'-Zustand gefahren, um den Energieverbrauch zu reduzieren. Je nach Dauer werden die PROFINET Feldgeräte falls sinnvoll in weitere energiesparende Zustände geschaltet.
– Messen und Visualisieren der Belastung: Daten der PROFINET Feldgeräte werden gesammelt, entweder direkt (durch Instrumente) oder implizit (durch Kenntnis der elektrischen Parameter).

Das PROFIenergy Profil beschränkt sich allerdings auf den Einsatz mit dem Kommunikationsstandard PROFINET und ist somit nur bei PROFINET Feldgeräten direkt anwendbar.
Aus der EP 2 533 112 A1 ist ein Verfahren zur Überwachung einer Anlage bekannt, welche einen ersten und einen zweiten Energie-Betriebszustand aufweist. Die Anlage weist im ersten und zweiten Energie-Betriebszustand einen unterschiedlichen Energieverbrauch auf.
Aus der EP 2 455 827 A1 ist ein elektrisches Schaltgerät bekannt, welches eine erstes Eingabemittel, zum Anschließen einer übergeordneten Steuerung, und ein zweites Eingabemittel umfasst. Das Schaltgerät kann einen Betriebsmodus und einen Energiesparmodus einnehmen, wobei der Energiesparmoduls sowohl über das erste Eingabemittel als auch mittels des zweiten Eingabemittels aktivierbar und deaktivierbar ist.
Aus der US 2008/0080521 A1 ist ein industrielles Steuerungssystem bekannt. Mittels eines Kommunikationsadapters wird eine Kommunikation zwischen unterschiedlichen Netzwerken (z. B. Feldbus und EtherNet) ermöglicht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Automatisierungssystem mit einem verbesserten Energiemanagement bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 5.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 sowie 6 angegeben.
Das Automatisierungssystem, welches ein PROFINET System und ein dem PROFINET System unterlagertes zweites System umfasst, kann beispielsweise in einer Produktionsanlagen oder einer Fertigungslinie zum Einsatz kommen. Das unterlagerte zweite System kann beispielsweise ein AS-Interface System oder ein IO-Link System sein.
Die PROFINET Steuerung kann gezielt mittels eines PROFIenergy-Kommandos einen Befehl an das erste Gerät des zweiten Systems ausgeben. Hierfür kann die PROFINET Steuerung vorzugsweise das erste Gerät des zweiten Systems adressieren.
Das PROFINET Feldgerät empfängt vorzugsweise das für das erste Gerät gedachte PROFIenergy-Kommando und sendet das empfangene PROFIenergy-Kommando an das erste Gerät des zweiten Systems.
Innerhalb des PROFINET Systems wird das PROFIenergy-Kommando mittels eines PROFINET Telegramms verschickt. Die Kommunikation zum ersten Gerät des zweiten Systems erfolgt jedoch mittels der dort verwendeten Kommunikationsart, so dass lediglich das PROFIenergy-Kommando innerhalb des Telegramms bzw. der Telegramme des zweiten Kommunikationssystems versandt wird.
Die Umwandlung des das PROFIenergy-Kommando beinhaltenden PROFINET Telegramms in das Telegramm des zweiten Kommunikationssystems erfolgt vorzugsweise durch das PROFINET Feldgerät oder durch eine mit dem PROFINET Feldgerät gekoppelte Steuerung des zweiten Kommunikationssystems. Es ist ebenso denkbar, dass das PROFINET Feldgerät als Steuerung des zweiten Kommunikationssystems ausgebildet ist.
Das erste Gerät empfängt das ursprünglich von der PROFINET Steuerung versandte PROFIenergy-Kommando und kann daraufhin entsprechend reagieren. Insbesondere führt das erste Gerät aufgrund eines empfangenen PROFIenergy-Kommandos einen energetischen Zustandswechsel durch. Bei dem herbeigeführten energetischen Zustandswechsel des ersten Geräts werden insbesondere Komponenten des ersten Geräts und/oder Komponenten des Automatisierungssystems, welche durch das erste Gerät überwacht oder gesteuert werden, derart angesteuert, dass eine Reduzierung des Energieverbrauchs innerhalb des Automatisierungssystems erfolgt. Durch die hervorgerufene Reduzierung des Energieverbrauchs des Automatisierungssystems können Kosten bezüglich des Betriebs des Automatisierungssystems eingespart werden.
Ein energetischer Zustandswechsel ist insbesondere ein Wechsel des ersten Geräts in einen energiesparenden Zustand. In Abhängigkeit des ersten Geräts können hierbei beispielsweise energieverbrauchende Komponenten des ersten Geräts abgeschaltet werden.
Durch einen energetischen Zustandswechsel des ersten Geräts wird insbesondere der Energieverbrauch innerhalb des Automatisierungssystems reduziert.
Vorzugsweise steuert das erste Gerät aufgrund eines empfangenen PROFIenergy-Kommandos insbesondere nachgeschaltete Geräte oder Verbraucher derart an, dass eine Reduzierung des Energieverbrauchs innerhalb des Automatisierungssystems erfolgt.
Alternativ zum energetischen Zustandswechsel oder zusätzlich zum energetischen Zustandswechsel kann das erste Gerät aufgrund des empfangenen PROFIenergy-Kommandos Verbrauchsdaten (insbesondere vom ersten Gerät und/oder von der durch das erste Gerät überwachten und/oder gesteuerten Komponente des Automatisierungssystems) an die PROFINET Steuerung senden. Die PROFINET Steuerung empfängt diese Verbrauchsdaten, so dass diese Verbrauchsdaten ausgewertet werden können. Hierdurch kann ein verbessertes Energiemanagement innerhalb des Automatisierungssystems erfolgen.
Durch ein derartiges Automatisierungssystem bzw. Kommunikationsverfahren innerhalb des Automatisierungssystems kann das vollständige Automatisierungssystem oder Teile davon in unproduktiven Zeiten durch ein einheitliches Verfahren, mittels der PROFIenergy-Kommandos, gezielt in einen energetisch günstigen Zustand (z. B. Stand-by Betrieb, Abschalten) versetzt werden. Die Ausgabe der PROFIenergy-Kommandos innerhalb des Automatisierungssystems kann hierbei gezielt lediglich durch die Steuerung erfolgen. Hierdurch kann ein einheitliches Energiemanagement des Automatisierungssystems mittels PROFIenergy-Kommandos erfolgen, ohne dass auf die einzelnen Kommunikationssysteme (PROFINET System, zweites System) geachtet werden muss.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann das PROFINET Feldgerät ein PROFINET Telegramm, welches ein PROFIenergy-Kommando enthält, empfangen und das empfange PROFIenergy-Kommando an das erste Gerät senden.
Das PROFINET Feldgerät sendet vorzugsweise das empfangene PROFIenergy-Kommando mittels eines vom PROFINET Telegramm unterschiedlichen Telegramm an das zweie Gerät. Das PROFINET Feldgerät kommuniziert somit lediglich den Datensatz (das PROFIenergy-Kommando) des empfangenen PROFINET Telegramms an das zweite Gerät.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das erste Gerät ein Feldgerät des zweiten Systems.
Das Feldgerät des zweiten Systems wird somit von einer Steuerung des zweiten Systems gesteuert. Die Steuerung des zweiten Systems kann dezentral zum PROFINET Feldgerät ausgebildet sein und mit dem PROFINET Feldgerät in Kommunikationsverbindung stehen. Es ist ebenso denkbar, dass die Steuerung durch das PROFINET Feldgerät selbst ausgebildet oder mit dem PROFINET Feldgerät gekoppelt (d. h. mechanisch und elektrisch verbunden) ist.
Die Umwandlung des das PROFIenergy-Kommando beinhaltenden PROFINET Telegramms in das Telegramm des zweiten Kommunikationssystems erfolgt vorzugsweise durch das PROFINET Feldgerät oder durch die Steuerung des zweiten Kommunikationssystems.
Das Feldgerät des zweiten Systems ist vorzugsweise ein Sensor zur Erfassung von Energiedaten oder ein Aktor zum Schalten und Regeln von Lasten oder eine Kombination aus beiden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das zweite System ein AS-Interface System oder IO-Link System. Das AS-Interface (abgekürzt AS-i für engl. Actuator-Sensor-Interface; deutsch Aktor-Sensor-Schnittstelle) ist ein Standard für die Feldbus-Kommunikation, der zum Anschluss von Aktoren und Sensoren entwickelt worden ist. Das erste Gerät ist somit ein AS-Interface Gerät (Slave). Die Steuerung des zweiten Systems ist ein AS-i Master. IO-Link ist ein Kommunikationssystem zur Anbindung intelligenter Sensoren und Aktoren an ein Automatisierungssystem. Das erste Gerät ist somit ein IO-Link Gerät.
Das zweite System umfasst eine Steuerung, welche mit dem PROFINET Feldgerät und dem ersten Gerät kommunizieren kann, wobei das PROFINET Feldgerät ein von der PROFINET Steuerung an das erste Gerät des zweiten Systems gesandtes PROFIenergy-Kommando an die Steuerung des zweiten Systems senden kann und die Steuerung des zweiten Systems daraufhin das empfangene PROFIenergy-Kommando mittels mindestens eines Telegramms des zweiten Systems an das erste Gerät des zweiten Systems senden kann.
Die Steuerung des zweiten Systems kann folglich das empfangene PROFIenergy-Kommando in die Telegrammstruktur des zweiten Systems derart einbetten, dass das PROFIenergy-Kommando mittels mindestens eines Telegramms des zweiten Systems an das erste Gerät des zweiten Systems gesandt wird.
Die Steuerung des zweiten Systems kann somit vom PROFINET Feldgerät, welches das an das erste Gerät gesandte PROFIenergy-Kommando der PROFINET Steuerung empfangen hat, das PROFIenergy-Kommando empfangen. Daraufhin bettet die Steuerung des zweiten Systems dieses PROFIenergy-Kommando in die Telegrammstruktur des zweiten Systems derart ein, dass das PROFIenergy-Kommando mittels eines Telegramms oder mehrerer Telegramme des zweiten Systems an das erste Gerät gesandt wird.
Ist das zweite System beispielsweise ein AS-Interface System so wird das an das erste Gerät gesandte PROFIenergy-Kommando innerhalb des PROFINET Systems mittels eines PROFINET Telegramms und innerhalb des zweiten Systems mittels eines AS-Interface Telegramms übertragen. Die Umwandlung des PROFINET Telegramms in das AS-Interface Telegramm erfolgt insbesondere durch die Steuerung des zweiten Systems.
Ist die Steuerung des zweiten Systems direkt mit dem PROFINET System verbunden, so umfasst diese Geräteeinheit ebenso das PROFINET Feldgerät, welches das PROFIenergy-Kommando von der PROFINET Steuerung empfangen kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das unterlagerte Kommunikationssystem entweder als Peripheriestation des PROFINET Feldgerätes an das PROFINET System angebunden oder es ist über das PROFINET Feldgerät dezentral an das PROFINET System angebunden.
Im Folgenden werden die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert.
Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Automatisierungssystems. Das Automatisierungssystem umfasst zwei Kommunikationssysteme. Ein PROFINET System 1 und ein dem PROFINET System 1 unterlagertes zweites System 2. Das zweite System 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein AS-Interface System 2.
Das abgebildete PROFINET System 1 umfasst eine PROFINET Steuerung 10, einen PROFINET Feldbus 11 und ein zweites und erstes PROFINET Feldgerät 12, 13. Das zweite und erste PROFINET Feldgerät 12, 13 ist beispielsweise jeweils ein Frequenzumrichter. Das zweite und erste PROFINET Feldgerät 12, 13 und die PROFINET Steuerung 10 sind jeweils an den PROFINET Feldbus 11 angeschlossen, so dass die PROFINET Steuerung 10 mit den einzelnen PROFINET Feldgeräten 12, 13 kommunizieren kann. Hierfür werden innerhalb des PROFINET Systems 1 PROFINET Telegramme zwischen den Kommunikationsteilnehmern ausgetauscht. Mittels der PROFINET Telegramme werden die zu übertragenen Datensätze zwischen den Kommunikationsteilnehmern übertragen. Ein derartiger Datensatz kann beispielsweise ein PROFIenergy-Kommando sein. Ein PROFIenergy-Kommando wird somit innerhalb des PROFINET Systems 1 mittels eines PROFINET Telegramms übertragen. Mittels des ersten PROFINET Feldgeräts 13 wird die Energieversorgung eines ersten Verbrauchers 15 gesteuert. Mittels des zweiten PROFINET Feldgeräts 12 wird die Energieversorgung eines zweiten Verbrauchers 14 gesteuert. Die Ansteuerung des zweiten und ersten PROFINET Feldgeräts 12, 13 erfolgt über die PROFINET Steuerung 10.
Das abgebildete AS-INTERFACE System 2 umfasst einen AS-INTERFACE Master 20 (Steuerung), einen AS-INTERFACE Feldbus 21 und ein zweites und ein erstes AS-INTERFACE Feldgerät 22, 23 (Slaves). Das zweite und erste AS-INTERFACE Feldgerät 22, 23 und der AS-INTERFACE Master 20 sind jeweils an den AS-INTERFACE Feldbus 21 angeschlossen, so dass der AS-INTERFACE Master 20 mit den einzelnen AS-INTERFACE Feldgeräten 22, 23 (z. B. Schaltgeräte) kommunizieren kann. Hierfür werden innerhalb des AS-INTERFACE Systems 2 AS-INTERFACE Telegramme zwischen den Kommunikationsteilnehmern ausgetauscht. Mittels der AS-INTERFACE Telegramme werden die zu übertragenen Datensätze zwischen den Kommunikationsteilnehmern übertragen. Mittels des ersten AS-INTERFACE Feldgeräts 23 wird die Energieversorgung eines dritten Verbrauchers 25 gesteuert. Mittels des zweiten AS-INTERFACE Feldgeräts 22 wird die Energieversorgung eines vierten Verbrauchers 24 gesteuert. Die Ansteuerung des zweiten und ersten AS-INTERFACE Feldgeräts 22, 23 erfolgt über den AS-INTERFACE Master 20.
Die Verbraucher 14, 15, 24, 25 sind in diesem Ausführungsbeispiel jeweils elektrisch angetriebene Maschinen. Ein Verbraucher kann jedoch ebenso beispielsweise ein Elektromotor, eine pneumatisch angesteuerte Vorrichtung (z. B. Ventilinsel) oder eine Gaszufuhr einer Vorrichtung (z. B. die Gaszufuhr zu einer Heizung) sein.
Der Frequenzumrichter 12 (zweite PROFINET Feldgerät 12) ist direkt an den PROFINET Feldbus 11 angeschlossen und kann somit unmittelbar von der PROFINET Steuerung 10 mittels eines PROFIenergy-Kommandos in einen energiesparenden Zustand (z. B. Stand-by Betrieb) versetzt werden. Hierfür sendet die PROFINET Steuerung 10 ein entsprechendes PROFIenergy-Kommando mittels eines PROFINET Telegramms an den Frequenzumrichter 12.
Da sich das abgebildete Automatisierungssystem nicht auf die alleinige Verwendung von PROFINET Feldgeräten 12, 13 beschränkt ist es wünschenswert, dass zumindest einen Teil der im Automatisierungssystem beteiligten Komponenten des dem PROFINET System 1 unterlagerten Kommunikationssystems (hier AS-INTERFACE System) ebenso in den Kommunikationsprozess des PROFINET System 1 eingebunden werden.
Hierfür ist das erste PROFINET Feldgerät 13 mit dem AS-INTERFACE Master 20 gekoppelt, d. h. zwischen das erste PROFINET Feldgerät 13 und dem AS-INTERFACE Master 20 kann ein Datenaustausch erfolgen. Der AS-INTERFACE Master 20 kann dezentral zum PROFINET Feldgerät 13 angeordnet sein oder wie in diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar mit dem PROFINET Feldgerät 13 mechanisch verbunden sein. Das PROFINET Feldgerät 13 ist somit mit einem AS-INTERFACE Master 20 bestückt.
Die Adressiermechanismen von PROFINET erlauben das Adressieren von Geräten eines dem PROFINET System 1 unterlagertem zweiten Systems 2. Die Geräte 20, 22, 23 des unterlagerten Kommunikationssystems 2 sind somit von der PROFINET Steuerung 10 adressierbar, so dass seitens der PROFINET Steuerung 10 Daten an das adressierte Gerät 20, 21, 22 des zweiten Systems 2 gesandt werden können. Die PROFINET Steuerung 10 kann somit neben den PROFINET Feldgeräten 12, 13 ebenso Feldgeräte 22, 23 sowie die Steuerung 20 des zweiten Systems 2 adressieren und Daten an diese Geräte senden. Der Datenaustausch zwischen dem ersten und zweiten System 1, 2 erfolgt hierbei mittels des ersten PROFINET Feldgerätes 13 und des AS-INTERFACE Masters 20. Die PROFINET Steuerung 10 kann mittels eines oder mehrerer PROFINET Telegramme einen Datensatz an das erste PROFINET Feldgerät 13 senden. Das erste PROFINET Feldgerät 13 überträgt diesen empfangenen Datensatz an den AS-INTERFACE Master 20. Ist der Datensatz beispielsweise für das zweite AS-Interface Feldgerät 22 gedacht, so sendet der AS-INTERFACE Master 20 mittels eines oder mehrerer AS-INTERFACE Telegramme den empfangenen Datensatz an das zweite AS-Interface Feldgerät 22. Das zweite AS-Interface Feldgerät 22 empfängt den Datensatz und wertet diesen entsprechend aus. Auf diese Weise kann eine systemübergreifende Kommunikation zwischen der PROFINET Steuerung 10 und Geräten 20, 22, 23 des AS-INTERFACE Systems 2 erfolgen.
Auch in den dem PROFINET System 1 unterlagerten Systemen 2 gibt es eine Vielzahl von Komponenten 22, 23, bei denen es sinnvoll ist, sie insbesondere bei Pausen in einen energetisch günstigen Zustand (z. B. den Stand-by Betrieb), zu versetzen. Das PROFIenergy-Profil endet jedoch üblicherweise bei den PROFINET Feldgeräten 12, 13.
Die AS-INTERFACE Feldgeräte 22, 23 sowie der AS-INTERFACE Master 20 des AS-INTERFACE Systems 2 sind derart ausgebildet, dass sie PROFIenergy-Kommandos verarbeiten können. In Abhängigkeit des empfangenen PROFIenergy-Kommandos nimmt das entsprechende AS-INTERFACE Gerät 20, 22, 23 einen entsprechenden Energiemodus ein. Die Geräte 20, 22, 23 des zweiten Systems 2 führen somit aufgrund eines empfangenen PROFIenergy-Kommandos einen geräteabhängigen energetischen Zustandswechsel durch.
Der AS-INTERFACE Master 20 kann mit dem PROFINET Feldgerät 13 und den AS-INTERFACE Feldgeräten 22, 23 kommunizieren.
Soll innerhalb des Automatisierungssystems aufgrund einer Pause beispielsweise das erste AS-Interface Feldgerät 23 des AS-Interface Systems 2 in einen energiesparenden Zustand geschaltet werden, so kann dies über das PROFINET System 1 insbesondere mittels eines Befehls der PROFINET Steuerung 10 erfolgen. Die PROFINET Steuerung 1 sendet hierfür ein an das erste AS-INTERFACE Feldgerät 23 adressiertes PROFINET Telegramm, welches ein PROFIenergy-Kommando umfasst. Das PROFINET Feldgerät 13 empfängt das an das erste AS-INTERFACE Feldgerät 23 adressierte PROFINET Telegramm und sendet das PROFIenergy-Kommando des PROFINET Telegramms sowie die Information über den zu adressierenden Slave 23 des AS-INTERFACE Systems 2 an den AS-INTERFACE Master 20. Der AS-INTERFACE Master 20 empfängt und verarbeitet diese Informationen und sendet mittels eines AS-INTERFACE Telegramms das PROFIenergy-Kommando an das erste AS-INTERFACE Feldgerät 23. Das erste AS-INTERFACE Feldgerät 23 empfängt das PROFIenergy-Kommando und führt daraufhin einen energetischen Zustandswechsel durch, so dass der Energieverbrauch innerhalb des Automatisierungssystems reduziert wird.
Das PROFINET Feldgerät 13 empfängt somit die in ein PROFINET Telegramm eingebettete Datenstruktur von PROFIenergy, entfernt die Telegrammhülle von PROFINET und sendet die Nettodatenstruktur von PROFIenergy (das PROFIenergy-Kommando) über den azyklischen Datenkanal des jeweiligen Gateways (hier AS-INTERFACE Master 20) an das adressierte Feldgerät des unterlagerten zweiten Systems 2.
Der energetische Zustandswechsel des ersten AS-INTERFACE Feldgeräts 23 erfolgt in Abhängigkeit des empfangenen PROFIenergy-Kommandos. Im ersten AS-INTERFACE Feldgerät 23 sind für die unterschiedlichen PROFIenergy-Kommandos entsprechende Betriebszustände (z. B. Stand-by Betrieb, Abschalten) hinterlegt. Das Feldgerät 23 des dem PROFINET System 1 nachgeschalteten Systems 2 reagiert folglich auf die PROFIenergy-Kommandos in einer für es geeigneten Weise. Die PROFIenergy-Kommando spezifischen einzelnen Betriebszustände des entsprechenden Feldgeräts 22, 23 können seitens des Kunden eingestellt werden.
Das Feldgerät 23 weist insbesondere eine Logik auf, welche analysiert ob das empfangen PROFIenergy Kommando in Hinblick auf einen energetischen Zustandswechsel umgesetzt werden soll, oder nicht. Beträgt die durch das PROFIenergy Kommando erwünschte herbeizuführende Pause am Feldgerät 23 oder an der durch das Feldgerät 23 gesteuerten Komponente 25 beispielsweise 10 Minuten und das Hochfahren des Feldgeräts 23 bzw. der Komponente 25 dauert 15 Minuten, so wird das empfangene PROFIenergy Kommando nicht umgesetzt. Das Feldgerät 23 wertet somit zunächst ein empfangenes PROFIenergy Kommando mit hinterlegten Referenzwerten aus und entscheidet daraufhin, ob es das empfangene PROFIenergy Kommando umsetzt, oder nicht.
Kommunikationssysteme, wie z. B. AS-INTERFACE oder IO-Link, verfügen über die Möglichkeit azyklische Datenpakete (Datensätze) auszutauschen. Somit könnten alle kommunikationsfähigen Geräte 20, 22, 23 des dem PROFINET System 1 nachgeschalteten zweiten Systems 2 die PROFIenergy-Kommandos implementieren, so dass eine einheitliche Datenstruktur auf allen Geräten 20, 22, 23 des zweiten Systems 2 bzgl. PROFIenergy genutzt werden können. Hierdurch kann innerhalb eines Automatisierungssystems ein systemübergreifendes Nutzen von PROFIenergy erfolgen, so dass innerhalb des Automatisierungssystems ein einheitliches Energiesparmanagement erfolgen kann. Die Vorteile von PROFIenergy sind somit ebenso für das dem PROFINET System 1 unterlagerte System 2 verfügbar.
Das erste Gerät 23 sammelt eigene Verbrauchsdaten und/oder Verbrauchsdaten der durch das erste Gerät 23 überwachten und/oder gesteuerten Komponente 25 des Automatisierungssystems.
Die gesammelten Verbrauchsdaten liefern insbesondere einen Rückschluss auf den Energieverbrauch des Automatisierungssystems insbesondere in Hinblick auf das erste Gerät 23 und/oder der durch das erste Gerät 23 überwachten und/oder gesteuerten Komponente 25.
Zusätzlich oder alternativ zum Herbeiführen des energetischen Zustandswechsels des ersten Gerätes 23 aufgrund des empfangenen PROFIenergy-Kommandos kann das erste Gerät 23 ebenso aufgrund des empfangenen PROFIenergy-Kommandos gesammelte Verbrauchsdaten (insbesondere vom ersten Gerät 23 und/oder von der durch das erste Gerät 23 überwachten und/oder gesteuerten Komponente 25 des Automatisierungssystems) an die PROFINET Steuerung 10 senden. Hierdurch kann ein verbessertes Energiemanagement seitens der PROFINET Steuerung 10 erfolgen.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die PROFINET Steuerung 10 ein PROFIenergy Kommando an ein Gerät eines dem zweiten System 2 unterlagerten Kommunikationssystem (z. B. IO-Link System) sendet. Das PROFIenergy Kommando wird in analoger Weise zum beschrieben Verfahren zwischen dem PROFINET System 1 und dem unterlagerten zweiten System 2 zu dem Gerät des dem zweiten System 2 unterlagerten Kommunikationssystem weitergeleitet, so dass dieses Gerät entsprechend reagieren kann (durchführen eines energetischen Zustandswechsels und/oder übermitteln von Verbrauchsdaten an die PROFINET Steuerung 10).

Claims

Automatisierungssystem mit einem PROFINET System (1) und einem dem PROFINET System (1) unterlagerten zweiten System (2), wobei das PROFINET System (1) eine PROFINET Steuerung (10) und ein PROFINET Feldgerät (13), welches eine Kommunikationsverbindung zu dem unterlagerten zweiten System (2) herstellen kann, umfasst, wobei das zweite System (2) ein erstes Gerät (23) umfasst, wobei die PROFINET Steuerung (10) ein PROFIenergy-Kommando an das erste Gerät (23) senden kann, wobei das erste Gerät (23) aufgrund eines empfangenen PROFIenergy-Kommandos einen energetischen Zustandswechsel durchführen und/oder Verbrauchsdaten an die PROFINET Steuerung (10) senden kann, wobei das zweite System (2) eine Steuerung (20) umfasst, welche mit dem PROFINET Feldgerät (13) und dem ersten Gerät (23) kommunizieren kann, wobei das PROFINET Feldgerät (13) ein von der PROFINET Steuerung (10) an das erste Gerät (23) des zweiten Systems (2) gesandtes PROFIenergy-Kommando an die Steuerung (20) des zweiten Systems (2) senden kann und die Steuerung (20) des zweiten Systems (2) daraufhin das empfangene PROFIenergy-Kommando mittels mindestens eines Telegramms des zweiten Systems (2) an das erste Gerät (23) des zweiten Systems (2) senden kann.
Automatisierungssystem nach Anspruch 1, wobei das PROFINET Feldgerät (13) ein PROFINET Telegramm, welches ein PROFIenergy-Kommando enthält, empfangen und das empfangene PROFIenergy-Kommando an das erste Gerät (23) senden kann.
Automatisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Gerät (23) ein Feldgerät des zweiten Systems (2) ist.
Automatisierungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite System (2) ein AS-Interface System oder IO-Link System ist.
Kommunikationsverfahren eines Automatisierungssystem mit einem PROFINET System (1) und einem dem PROFINET System (1) unterlagerten zweiten System (2), wobei das PROFINET System (1) eine PROFINET Steuerung (10) und ein PROFINET Feldgerät (13), welches eine Kommunikationsverbindung zu dem unterlagerten zweiten System (2) herstellt, umfasst, wobei das zweite System (2) ein erstes Gerät (23) umfasst, wobei die PROFINET Steuerung (1) ein PROFIenergy-Kommando an das erste Gerät (23) sendet und das erste Gerät (23) das PROFIenergy-Kommando empfängt und daraufhin einen energetischen Zustandswechsel durchführt und/oder Verbrauchsdaten an die PROFINET Steuerung (10) sendet, wobei das zweite System (2) eine Steuerung (20) umfasst, welche mit dem PROFINET Feldgerät (13) und dem ersten Gerät (23) kommunizieren kann, wobei das PROFINET Feldgerät (13) das von der PROFINET Steuerung (10) an das erste Gerät (23) des zweiten Systems (2) gesandte PROFIenergy-Kommando an die Steuerung (20) des zweiten Systems (2) sendet und die Steuerung (20) des zweiten Systems (2) daraufhin das empfangene PROFIenergy-Kommando mittels mindestens eines Telegramms des zweiten Systems (2) an das erste Gerät (23) des zweiten Systems (2) sendet.
Kommunikationsverfahren nach Anspruch 5, wobei das PROFINET Feldgerät (13) ein PROFINET Telegramm, welches ein PROFIenergy-Kommando enthält, empfängt und das empfangene PROFIenergy-Kommando an das erste Gerät (23) sendet.