Industrial Ethernet

Überblick

Der Begriff Industrial Ethernet dient zur Beschreibung der industriellen Protokolle, die die standardmäßige physische Ethernet-Schicht und die standardmäßigen Ethernet-Protokolle verwenden.

Sie können an ein Industrial Ethernet-Netzwerk folgende Geräte anschließen:

  • Industrielle Geräte (industrielle Protokolle)

  • Nicht-industrielle Geräte (andere Ethernet-Protokolle)

Weitere Informationen finden Sie im Industrial Ethernet Benutzerhandbuch.

Architektur des Industrial Ethernet

Diese Abbildung zeigt eine typische Industrial Ethernet-Architektur:

A

Steuerungsnetzwerk

B

Gerätenetzwerk

1

Logic Controller

2

Daisy-Chain-Geräte (Prioritätsverkettung)

3

Ethernet-Switch

4

E/A-Island (Modbus TCP)

5

Sichtsensor (EtherNet/IP)

6

PC und HMI (TCP/UDP)

2, 4 und 5

Industrial Ethernet-Slave-Geräte (EtherNet/IP / Modbus TCP)

Diese Architektur kann mit EcoStruxure Machine Expert konfiguriert werden.

Der M241 Logic Controllerkann gleichzeitig mit dem Steuerungs- und dem Gerätenetzwerk verbunden werden. Um diese Funktion nutzen zu können, müssen Sie einen zweiten Ethernet-Port verfügbar machen, indem Sie in Ihrer Konfiguration ein TM4ES4-Erweiterungsmodul hinzufügen. Über den im Logic Controller integrierten Ethernet-Port wird dann eine Verbindung zum Gerätenetzwerk, über den Ethernet-Port am TM4ES4-Modul eine Verbindung zum Steuerungsnetzwerk hergestellt.

Wenn kein TM4ES4-Erweiterungsmodul hinzugefügt wird, kann der Ethernet-Port am M241 Logic Controller entweder mit dem Steuerungs- oder mit dem Gerätenetzwerk verbunden werden.

Beschreibung von Industrial Ethernet

M241 Logic Controller

Funktionen

Beschreibung

Topologie

Reihenschaltung und Sternschaltung mittels Switches

Bandbreite

10/100 Mbit/s

EtherNet/IP-Scanner

Leistung

Bis zu 16 EtherNet/IP-Zielgeräte, die vom Logic Controller verwaltet und in einem Intervall von 10 ms überwacht werden.

Anzahl der Verbindungen

0...16

Anzahl der Eingangswörter

0 bis 1024

Anzahl der Ausgangswörter

0 bis 1024

E/A-Kommunikation

EtherNet/IP-Scannerdienst

Funktionsbaustein für Konfiguration und Datenübermittlung

Urheber/Ziel

Modbus TCP-E/A-Scanner

Leistung

Bis zu 64 Modbus TCP-Servergeräte, die vom Logic Controller verwaltet und in einem Intervall von 35 ms überwacht werden.

Anzahl der Verbindungen

0...64

Anzahl der Eingangswörter

0...2048

Anzahl der Ausgangsworte

0 bis 2048

E/A-Kommunikationen

Modbus TCP-E/A-Scannerdienst

Funktionsbaustein für Datenübermittlung

Client/Server

Andere Dienste

Management von FDT/DTM/EDS

FDR (Schneller Geräteaustausch)

DHCP-Server

Sicherheitsmanagement (siehe Sicherheitsparameter und Firewall-Konfiguration)

Modbus TCP-Server

Modbus-TCP-Client

Webserver

FTP-Server (FTP- und TFTP-Protokoll)

OPC UA

SNMP

EtherNet/IP adapter (Steuerung als EtherNet/IP-Ziel)(1)

Ethernet/IP-Ursprung

Modbus TCP-Server (Steuerung als Slave auf Modbus TCP)(1)

IEC VAR ACCESS

Zusätzliche Funktionen

Möglichkeit der kombinierten Nutzung von bis zu 16 EtherNet/IP- und Modbus TCP-Servergeräten.

Zum Zweck der Konfiguration, Überwachung und Verwaltung kann direkt auf die Geräte zugegriffen werden.

Netzwerktransparenz zwischen dem Steuerungs- und dem Gerätenetzwerk (der Logic Controller kann als Gateway verwendet werden).

HINWEIS: Der Einsatz des Logic Controller als Gateway kann die Leistung des Controllers beeinträchtigen.

(1) Sie müssen Ihrem Logic Controller ein TM4ES4-Erweiterungsmodul hinzufügen, um diesen Dienst zusätzlich zu den EtherNet/IP-Scanner- oder Modbus TCP-E/A-Scanner-Funktionen nutzen zu können.

EtherNet/IP - Überblick

EtherNet/IP ist die Implementierung des CIP-Protokolls in einem Standard-Ethernet.

Das EtherNet/IP-Protokoll verwendet eine Urheber/Ziel-Architektur für den Datenaustausch.

Urheber sind Geräte, die den Datenaustausch mit Zielgeräten im Netzwerk initiieren. Dies gilt für die E/A-Kommunikation und den Nachrichtenaustauschdienst. Dies entspricht der Rolle des Clients in einem Modbus-Netzwerk.

Zielgeräte sind Geräte, die auf Datenanfragen reagieren, die von Urhebergeräten ausgegeben werden. Dies gilt für die E/A-Kommunikation und den Nachrichtenaustauschdienst. Dies entspricht der Rolle eines Servers in einem Modbus-Netzwerk.

Ein EtherNet/IP-Adapter ist ein Endgerät in einem EtherNet/IP-Netzwerk. E/A-Bausteine und Antriebe können EtherNet/IP-Adaptergeräte sein.

Die Kommunikation zwischen einem EtherNet/IP-Urheber und -Ziel wird durch die Verwendung einer EtherNet/IP-Verbindung erreicht.

Modbus TCP- Übersicht

Das Modbus TCP-Protokoll verwendet eine Client/Server-Architektur für den Datenaustausch.

Der explizite (nicht-zyklische) Modbus TCP-Datenaustausch wird von der Anwendung verwaltet.

Der implizite (zyklische) Modbus TCP-Datenaustausch wird vom Modbus TCP-E/A-Scanner verwaltet. Der Modbus TCP-E/A-Scanner ist ein auf Ethernet basierender Dienst, der kontinuierlich Slavegeräte abfragt, um Daten sowie Status- und Diagnoseinformationen auszutauschen. Bei diesem Vorgang werden bei den Slavegeräten die Eingänge überwacht und die Ausgänge gesteuert.

Urheber sind Geräte, die den Datenaustausch zwischen anderen Geräten im Netzwerk initiieren. Dies trifft sowohl auf die E/A-Kommunikation als auch auf den Nachrichtenaustauschdienst zu.

Server sind Geräte, die auf Datenanfragen reagieren, die von einem Client gesendet werden. Dies trifft sowohl auf die E/A-Kommunikation als auch auf den Nachrichtenaustauschdienst zu.

Die Kommunikation zwischen dem Modbus TCP-E/A-Scanner und dem Slavegerät wird durch die Verwendung von Modbus TCP-Kanälen erreicht.

Hinzufügen des Industrial Ethernet-Managers

Der Industrial_Ethernet_Manager muss auf dem Knoten Ethernet_1 (Ethernet-Netzwerk) der Gerätebaumstruktur vorhanden sein, damit diese Funktionen und Dienste aktiviert werden können:

  • EtherNet/IP-Scanner

  • Modbus TCP-E/A-Scanner

Wenn Ethernet_1 (Ethernet-Netzwerk) bereits verwendet wird, müssen Sie Ihrer Steuerung ein TM4ES4-Erweiterungsmodul hinzufügen und den Knoten EthernetIP oder Modbus TCP-Slave-Gerät vom Knoten Ethernet_1 (Ethernet-Netzwerk) in den Knoten TM4ES4 verschieben.

Der Knoten Industrial_Ethernet_Manager wird automatisch hinzugefügt, wenn ein Slave-Gerät im Knoten Ethernet_1 (Ethernet-Netzwerk) hinzugefügt wird.

Gehen Sie vor wie folgt, um den Industrial_Ethernet_Manager manuell zu Ethernet_1 (Ethernet-Netzwerk) hinzuzufügen:

Schritt

Aktion

1

Wählen Sie in der Gerätebaumstruktur den Knoten Ethernet_1 (Ethernet-Netzwerk) aus und klicken Sie auf die grüne ‚Plus‘-Schaltfläche des Knotens oder klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Ethernet_1 (Ethernet-Netzwerk) und führen Sie den Befehl Gerät hinzufügen im Kontextmenü aus.

Ergebnis: Das Dialogfeld Gerät hinzufügen wird geöffnet.

2

Wählen Sie im Dialogfeld Gerät hinzufügen... die Option Protokollmanager > Industrial Ethernet Manager aus.

3

Klicken Sie auf die Schaltfläche Gerät hinzufügen.

4

Klicken Sie auf die Schaltfläche Schließen.

Weitere Informationen finden Sie unter Konfiguration des Industrial Ethernet Managers, EtherNet/IP-Zieleinstellungen und Modbus TCP-Einstellungen.