Definition und Fokus:
PROFINET IRT (Isochronous Real-Time) ist die höchste und anspruchsvollste Kommunikationsklasse des PROFINET Industrial Ethernet-Standards. Sie wurde speziell für Anwendungen entwickelt, die höchste Anforderungen an die Echtzeitfähigkeit, Präzision und Synchronisation stellen, wie sie typischerweise in Motion Control und Robotik benötigt werden.
PROFINET IRT garantiert extrem kurze Zykluszeiten und einen minimalen Jitter, was eine hochgenaue Koordination von Bewegungsabläufen über das Netzwerk ermöglicht.
Merkmale und Vorteile:
- Isochronous Real-Time (IRT): Bedeutet „zeitlich gleichlaufend“. Datenpakete werden in festen, reservierten Zeitfenstern übertragen, was eine absolute Determinismus und keinerlei Beeinflussung durch nicht-zeitkritischen Datenverkehr gewährleistet.
- Extrem kurze Zykluszeiten: Ermöglicht Zykluszeiten von unter 1 Millisekunde (typisch 250 µs bis 500 µs) und einen Jitter von unter 1 Mikrosekunde (oft im Nanosekundenbereich).
- Präzise Synchronisation: Ermöglicht die hochgenaue Synchronisation von Achsen und Prozessen im gesamten Netzwerk.
- Dedizierte Bandbreite: Ein Teil der Netzwerkbandbreite wird für IRT-Verkehr reserviert, um eine garantierte Übertragung zu gewährleisten.
- Standard-Ethernet-Basis: Nutzt weiterhin Standard-Ethernet-Hardware, erfordert jedoch spezielle IRT-fähige Switches oder Controller-Ports.
- Topologie-Flexibilität: Unterstützt Linien- und Ringtopologien mit integrierter Redundanz (MRP).
Technologie:
PROFINET IRT nutzt Mechanismen wie Scheduled Traffic (ähnlich IEEE 802.1Qbv aus TSN) und Frame Preemption, um zeitkritische Daten priorisiert und ohne Verzögerung zu übertragen.
Anwendungsbereiche:
PROFINET IRT ist prädestiniert für die anspruchsvollsten Automatisierungsaufgaben:
- Hochdynamische Motion Control: Für die präzise Steuerung von Servomotoren und Achsen in Werkzeugmaschinen, Robotern, Verpackungs- und Druckmaschinen.
- Roboterkoordination: Für die synchrone Steuerung mehrerer Roboterarme.
- Spezialmaschinenbau: Maschinen, die höchste Anforderungen an Geschwindigkeit und Präzision stellen.
- Bildverarbeitung: Wenn die Bilderfassung exakt mit Bewegungen synchronisiert werden muss.
PROFINET IRT ist ein Kernbestandteil von Siemens‘ Automatisierungsportfolio und ein wichtiger Treiber für die Realisierung hochperformanter und präziser Maschinen im Sinne von Industrie 4.0.
→ Siehe auch: PROFINET, Siemens, Echtzeitfähigkeit, Jitter, Motion Control, TSN (Time-Sensitive Networking)
