Profinet-Systemredundanz (SR)

Dieses Thema enthält die folgenden Abschnitte:

Weitere Infos
Informationen zur Konfiguration der Profinet-Systemredundanz mit zwei RFC 4072R finden Sie im Thema "Redundantes Steuerungssystem konfigurieren".

Allgemeine Informationen zu Profinet-Systemredundanz (SR)

Profinet-Systemredundanz (SR) bedeutet, dass in einem Netzwerk zwei redundante Steuerungen vorhanden sind. Auf beiden Steuerungen werden identische Applikationsprogramme (Projekte) ausgeführt. Eine der Steuerungen ist die aktive (primäre) Steuerung, die andere die Standby-Steuerung (die als Backup dient). Die primäre Steuerung steuert den Prozess. Die Redundanzrolle (primäre Rolle oder Backup-Rolle) wird durch das Applikationsprogramm festgelegt. Fällt die primäre Steuerung aus, übernimmt die Backup-Steuerung die Steuerung des Prozesses.

Im Normalbetrieb (d.h. solange beide Steuerungen verfügbar sind) synchronisieren beide Steuerungen ihre Daten kontinuierlich. Durch das Halten und Verarbeiten identischer Anwendungsdaten wird im Fall einer Fehlfunktion der primären Steuerung ein nahtloser Übergang zwischen der primären und der Backup-Steuerung mit einer kurzen Übergangszeit möglich. Die Datensynchronisierung sowie das Umschalten der Redundanzrolle (von primär auf Backup) usw. müssen im Applikationsprogramm der Steuerung, d.h. in Ihrem Projekt implementiert sein.

Der Profinet-Standard beschreibt mehrere Arten von Systemredundanz (siehe einschlägige Profinet-Literatur). Das PLCnext Technology-Steuerungssystem unterstützt aktuell die Systemredundanz (SR S2) gemäß Profinet-Spezifikation.

SR S2 erfordert zwei Profinet Controller sowie Profinet-Geräte, die über mindestens einen Network Access Point (Single NAP) verfügen. Beide Steuerungen nutzen für den Zugriff auf die Profinet-Geräte die gleichen Konfigurationsdaten. Sie verbinden sich mit denselben Submodulen der angeschlossenen Geräte. Das bedeutet, dass zwar der Controller redundant ist, nicht aber der Access Point der Geräte.

Weitere, im Profinet-Standard beschriebene Ausbaustufen sind SR R1 und R2. Sie erfordern redundante NAPs in den Geräten und bis zu vier Application Relations (Applikationsbeziehungen). Diese Arten werden in einer zukünftigen Version von PLCnext Technology unterstützt werden.

Profinet-Redundanz konfigurieren und Profinet-Geräte hinzufügen

Die folgenden Schritte beschreiben, wie Sie die Profinet-Redundanz für Ihre Steuerung in der ANLAGE aktivieren, die Netzwerkeinstellungen der redundanten Steuerung konfigurieren und wie Sie über die ANLAGE Ihr Profinet-Netzwerk bzw. Ihre Hardware konfigurieren.
Beachten Sie, dass die ANLAGE nur eine Steuerung enthält (im Folgenden als ANLAGE-Steuerung bezeichnet), für die die Profinet-Redundanz eingeschaltet werden muss. Die Netzwerkeinstellungen der redundanten Steuerung können Sie konfigurieren, sobald Sie für die ANLAGE-Steuerung Profinet-Redundanz eingeschaltet haben.

Hinweis
Beide Steuerungen im Netzwerk müssen vom selben Typ sein und dieselbe Hardware-Konfiguration besitzen.

Doppelklicken Sie in der ANLAGE auf die Steuerung und öffnen Sie den Editor 'Einstellungen' im Editorenbereich.

Wählen Sie im 'Einstellungen'-Editor die Kategorie 'Redundanz' und stellen Sie im Listenfeld 'Redundanztyp' 'S2' ein. (Die Kategorie 'Redundanz' ist nur verfügbar, wenn Ihre Steuerung Profinet-Redundanz unterstützt.)

Hinweis
Wenn Sie auf den Redundanztyp 'S2' umschalten, wird der Parameter 'AR starten bei Anlauf' für alle in der ANLAGE instanziierten Profinet-Geräte auf 'Nein' voreingestellt. Der Parameter 'AR starten bei Anlauf' definiert, ob der Profinet Controller eine Applikationsbeziehungen (Application Relationship, AR) herstellt sobald das Profinet-Gerät gestartet wird. Nähere Informationen hierzu finden Sie im Abschnitt "Applikative Systemredundanz (ASR)" unten.

Bei eingeschalteter Redundanz erscheinen im 'Einstellungen'-Editor weitere Parametergruppen für die zweite Steuerung (wie im obigen Beispiel gezeigt). Wie viele Parametergruppen vorhanden sind, hängt von der Hardware-Konfiguration der Steuerungen in Ihrem Netzwerk ab. Falls Ihre Steuerung beispielsweise mit zusätzlichen Erweiterungsmodulen ausgestattet ist, ist eine zusätzliche Parametergruppe vorhanden (wie im folgenden Beispiel gezeigt).

Beispiel: Steuerung mit Erweiterungsmodul

Stellen Sie unter den Parametergruppen für die zweite Steuerung die Netzwerkparameter ein. Die zweite Steuerung verfügt über dieselben Parameter wie die ANLAGE-Steuerung, da beide Steuerungen vom selben Typ sind und dieselbe Hardware-Konfiguration besitzen.
Mit den konfigurierten Netzwerkeinstellungen wird beim Ausführen des Cockpit-Befehls 'Projekt schreiben und starten' das Projekt erzeugt, auf die Steuerungen geschrieben und ausgeführt. (Der Befehl 'Schreiben und Starten' muss für die beiden Steuerungen separat ausgeführt werden.)

Profinet-Geräte hinzufügen und parametrieren

Doppelklicken Sie in der ANLAGE auf den 'Profinet'-Knoten und wählen Sie im Editorenbereich den Editor 'Geräteliste' aus. Linksklicken Sie in das Listenfeld 'Typ' und verwenden Sie die Rollenauswahl, um das gewünschte Gerät zu wählen.

Hinweis
Jedes Profinet-Gerät, das Profinet-Systemredundanz S2, unterstützt muss in seiner GSDML-Datei das Schlüsselwort RT_InputOnBackupAR_Supported enthalten.

Hinweis
In der 'Geräteliste' lassen sich Profinet-Geräte hinzufügen, die S2-Profinet-Systemredundanz unterstützen oder nicht unterstützen. Per Voreinstellung wird der Parameter 'AR starten bei Anlauf' für alle in der ANLAGE instanziierten Profinet-Geräte auf 'Nein' eingestellt (siehe auch Abschnitt "Applikative Systemredundanz (ASR)" unten).

Parametrieren Sie die Geräte über den jeweiligen 'Einstellungen'-Editor.

Applikative Systemredundanz (ASR) verwenden

Applikative Systemredundanz (ASR) beruht auf den Mechanismen der Profinet-Systemredundanz. Bei ASR wird die Redundanz zweier Steuerungen über Applikations-Funktionsbausteine in PLCnext Engineer gehandhabt, statt über die Firmware der beteiligten Steuerungen.

Hintergrund: In einem Profinet-System startet der Profinet Controller unmittelbar nach dem Anlauf oder einer Neukonfiguration der übergeordneten Steuerung, bevor das Applikationsprogramm ausgeführt wird. Folglich sind die Rollen der beiden Controller beim Anlauf bzw. bei der Neukonfiguration nicht definiert, d.h. es steht nicht fest, welche Steuerung die primäre und welche das Backup ist. Der Zugriff auf die Profinet-Geräte im Netzwerk setzt jedoch eine definierte Rolle für jeden Profinet Controller voraus (der primäre Controller ist beispielsweise für die Parametrierung der Profinet-Geräte verantwortlich).

Um sicherzustellen, dass die Profinet-Geräte nicht anlaufen bevor das Applikationsprogramm vollständig und erfolgreich initialisiert ist, wird der Parameter 'AR starten bei Anlauf' per Voreinstellung für alle in der ANLAGE instanziierten Profinet-Geräte auf 'Nein' gesetzt. (Der Anlauf-Parameter definiert, ob der Profinet Controller eine Applikationsbeziehung (Application Relationship, AR) herstellt sobald das Profinet-Gerät gestartet wird.) Nachdem die Initialisierung des Applikationsprogramms fertig ist, können die Profinet-Geräte mit Hilfe des Funktionsbausteins AR_MGT aus dem Applikationsprogramm heraus gestartet werden.