Технология Profinet была разработана и опубликована PROFIBUS и PROFINET International в начале 2000 года. PROFINET — это инновационное решение Industrial Ethernet с открытым стандартом, используемое для обмена данными между контроллерами и устройствами в Индустриальная автоматизация . Концепция PROFINET просто удовлетворяет всем требованиям технологии промышленной автоматизации, используя ИТ-стандарты, такие как TCP/IP и XML, для связи, настройки и диагностики полевых устройств/машин. Таким образом, это хорошо зарекомендовавшее себя решение Industrial Ethernet. Итак, в этой статье дается краткая информация о Profibus — работа с приложениями.

Что такое Профинет?

PROFINET (process field Net) — промышленный стандарт связи, основанный на международных стандартах, которые предназначены для обмена данными между устройствами и контроллерами в промышленной системе управления. Здесь контроллеры — это ПЛК, PAC или DCS, тогда как устройства — это системы технического зрения, блоки ввода-вывода, считыватели RFID, технологические инструменты, приводы, прокси-серверы и т. д. Поскольку это открытый стандарт, многие производители разработали продукты PROFINET, такие как PAC, ПЛК, роботы, приводы, устройства ввода-вывода, прокси-серверы и инструменты диагностики.

Используя этот промышленный стандарт связи, мы можем подключить HMI, ПЛК , распределенный ввод/вывод, датчик , другой передатчики , VFD и приводы в одной сети. Profinet обеспечивает более быстрое время отклика, поэтому сбор данных становится еще лучше.

“как проверить электролитический конденсатор цифровым мультиметром ”

Industrial Profinet доступен с экранированием, которое обеспечивает превосходную производительность в среде с электрическим шумом. Для идентификации устройств Profinet оно должно быть определено по имени устройства с IP-адресом. Каждое устройство в сети должно быть выделено по IP-адресу для связи. Profinet используется как удаленный ввод-вывод, аналогичный Profibus-DP, для обеспечения очень высокой скорости связи.

В более крупной сети сетевой коммутатор используется для подключения Profinet для простого распределения. Устройство profinet идентифицируется через допустимые IP-адреса. Например, если устройство profinet имеет IP-адрес 191.127.0.20, где первые три цифры включают информацию о сети, а последняя цифра — это номер устройства.

Архитектура ProfiNet

PROFINET — это коммуникационный протокол, который в основном предназначен для обмена данными между контроллерами, а также устройствами в рамках настройки автоматизации. Таким образом, это наиболее широко используемое промышленное решение Ethernet. Поскольку PROFINET является открытым стандартом, ряд производителей разработали различные продукты PROFINET, такие как ПЛК, роботы, PAC, прокси-серверы, устройства ввода-вывода, диагностические инструменты, приводы и т. д.
PROFINET просто определяет циклическую и ациклическую связь между различными компонентами, такими как диагностика, аварийные сигналы, функциональная безопасность и дополнительная информация. Итак, PROFINET использует стандартную сеть Ethernet в качестве коммуникационной среды для соединения этих компонентов.

Компоненты PROFINET в сети соединяются кабелями Ethernet, что позволяет другим протоколам Ethernet сосуществовать в аналогичной инфраструктуре. В дополнение к PROFINET вы можете использовать другие протоколы на основе Ethernet для балансировки сети, такие как SNMP, OPC UA, HTTP или MQTT.
Архитектура ProfiNet на основе ISO/ Модель OSI показано ниже. PROFINET живет на 7 уровнях режима ISO/OSI, который является прикладным уровнем. Как правило, эта семиуровневая модель ISO/OSI просто определяет уровни абстракции системы связи.

Профинет Архитектура

ProfiNet работает

Промышленная автоматизация часто нуждается в высокоскоростной и детерминированной связи, что означает доставку сообщений именно тогда, когда они ожидаются. Таким образом, PROFINET должен убедиться, что сообщения доставляются с подходящей скоростью и детерминизмом в зависимости от задачи. Но не всем приложениям нужна одинаковая производительность.

PROFINET доставляет данные, используя различные каналы связи, как показано в приведенной выше архитектуре, чтобы обеспечить соответствующую производительность, например TCP/IP или UDP/IP, RT (PROFINET Real-Time), IRT (изохронный режим реального времени) и TSN (Time Sensitive Networking).

PROFINET использует протокол TCP/IP, в противном случае UDP/IP-связь, особенно для некритичных по времени задач, таких как конфигурация и параметризация. Из-за дополнительной задержки и джиттера, связанных с обменом данными на основе IP, этот метод не подходит для срочных задач.

PROFINET использует канал RT для доставки данных очень быстрым и детерминированным способом для использования в приложениях, критичных ко времени. PROFINET RT удовлетворяет потребности большинства критичных ко времени приложений. Таким образом, общая производительность в основном зависит от конструкции сети, однако вы можете достичь времени цикла от 250 мкс до 512 мс. Таким образом, вам не требуется специальная конфигурация или аппаратное обеспечение для использования механизма реального времени PROFINET, поскольку все продукты PROFINET оснащены этой возможностью.

PROFINET IRT используется для повышения производительности, чтобы уменьшить задержки изменяемых данных за счет увеличения правил, используемых для переключения трафика Ethernet, а также создания специальных правил для трафика PROFINET. Этот IRT является необязательным и требуется только в высокопроизводительных приложениях, таких как печатные станки и упаковочные машины.

Самая последняя спецификация PROFINET версии 2.4 запускает четвертый канал связи, такой как PROFINET через TSN. Это новая технология, которая находится на уровне канала передачи данных в модели ISO/OSI. Это набор стандартов IEEE 802, которые по умолчанию используются для того, чтобы сделать Ethernet детерминированным. Вот некоторые из стандартов IEEE; IEEE 802.1AS, IEEE 802.1-2018, IEEE 802.1Q-2018, IEEE 802.1CB и IEEE 802.1Q-2018.

Типы ProfiNet

Profinets доступны в двух типах, основанных на кабелях, используемых как медные кабели и кабели. волоконно-оптические кабели.

Медный кабель Profinet

Это 4-жильный экранированный кабель зеленого цвета, поддерживающий скорость до 100 Мбит/с Fast Ethernet на расстоянии 100 метров. При использовании этого кабеля достигается полнодуплексная передача, что означает, что данные передаются в двух направлениях одновременно. Кроме того, для скорости передачи 1 Гбит/с используются 8-жильные медные кабели.

Медный кабель ProfiNet

Медные кабели PROFINET доступны четырех типов: тип A, тип B, тип R и тип C.

Медные кабели типа А в основном используются для стационарных установок.
Медные кабели типа B используются там, где есть изгибы. Эти типы кабелей могут противостоять вибрациям или случайным движениям.
Медные кабели типа R используются в робототехнике.
Медные кабели типа C используются в специализированных приложениях и могут противостоять движению, а также динамическим средам. Например, роторные машины.
Также существуют другие медные кабели, такие как тянущиеся кабели, используемые для движущихся частей, подземные кабели, используемые в подземных коммуникациях, и огнестойкие некоррозионные кабели, используемые для противопожарной защиты.

Волоконно-оптические кабели Profinet

В этих кабелях используются два параллельных провода, которые используются непосредственно для сборки разъемов. Эти типы кабелей имеют скорость до 100 Мбит/с, а также полнодуплексную связь.

Опто-волоконный кабель

Эти типы кабелей обеспечивают множество преимуществ, например, они могут покрывать километры расстояний и обеспечивают полную электрическую изоляцию между участками предприятия. Кроме того, эти кабели устойчивы к электромагнитным помехам. Эти кабели доступны в двух типах: тип B и тип C, где кабели типа B используются для гибкого или стационарного использования, а кабели типа C используются для специальных приложений, таких как вибрация, постоянное движение и т. д.

ProfiNet против Ethernet

различия между Profinet и Ethernet обсуждаются ниже.

Профинет	Ethernet
PROFINET — это решение Industrial Ethernet, разработанное PROFIBUS & PI (PROFINET International).	Ethernet — очень известная сетевая коммуникационная среда, используемая для создания сетей по всему миру.
Он используется для обмена данными между устройствами и контроллерами.	Он используется для соединения узлов в локальной сети.
PROFINET находится на прикладном уровне модели ISO/OSI, поскольку является приложением.	Ethernet находится на (физическом уровне и уровне канала передачи данных.
По сравнению с Ethernet он работает на очень высоких скоростях передачи.	Его скорость передачи низкая.

ProfiNet против Profibus

различия между Profinet и Profibus обсуждаются ниже.

Профинет	Профибус
Протокол Profinet — это протокол уровня центра управления и уровня контроллера.	Протокол Profibus — это протокол уровня контроллера.
Он использует шинную топологию.	Он использует топологию Token Ring.
Он работает в Ethernet, который является стохастической системой.	Он работает на РС485 это автобусная система.
Кабель, используемый в этом протоколе, представляет собой 4-парный экранированный кабель.	Кабель, используемый в этом протоколе, представляет собой экранированную витую пару.
Максимальная длина кабеля между двумя повторителями составляет 100 метров.	Максимальная длина кабеля между двумя повторителями составляет от 100 до 200 метров в зависимости от используемой скорости передачи данных.
Скорость Profinet составляет 1 Гбит/сек или 100 Мбит/сек.	Скорость Profibus 12 Мбит/сек.
Он имеет регулируемое время цикла для каждого устройства.	Он имеет фиксированное время цикла для каждого устройства.

Соединитель Профинет

Соединители Profinet специально разработаны для подключения кабелей Profinet. Эти соединители очень популярны из-за их доступности, а также простоты использования. Таким образом, они удобны в использовании, быстро подключаются, обеспечивают высокую производительность, их конструкция жесткая, ударопрочная, а также не требует обслуживания.

Топология ProfiNet

При проектировании сети гибкость и компоновка являются основными характеристиками PROFINET. Он поддерживает практически неограниченные возможности комбинирования при использовании всех типичных топологий Ethernet. Существуют различные фундаментальные топологии PROFINET, поэтому правильный выбор топологии важен для проектирования предприятия автоматизации PROFINET. После этого проекта топология должна быть скорректирована. Для настройки топологии profinet могут потребоваться дополнительные коммутаторы. Доступны различные базовые топологии PROFINET, такие как топологии типа «звезда», «дерево» и «линия».

Звездная топология

Топология «звезда» подходит для областей, включающих частичное географическое расширение. Эта топология создается автоматически, если к общему коммутатору подключено несколько узлов связи. Если узел одного PROFINET выйдет из строя или будет отсоединен, другие узлы PROFINET будут работать непрерывно. Но если средний коммутатор выйдет из строя, то связь со всеми подключенными узлами будет прервана.

Звездная топология

Топология дерева

Топология дерева формируется путем соединения различных звездообразных сетей в единую сеть. Функциональная единица образована частями установки автоматизации, объединенными в звезды. Таким образом, они объединены в сеть через соседние коммутаторы. В звезде один переключатель работает как распределитель сигналов.

Топология дерева

Топология линии

Линейная топология широко используется в установках автоматизации конвейерных лент, а также в небольших машинах. Устройства PROFINET оснащены встроенным переключателем, помогающим распознавать топологию линии. Если при использовании линейных топологий происходит прерывание линии, то с устройствами, расположенными после отказавшего устройства, больше нельзя установить контакт. Так что этого можно избежать, расширив линию до кольцевой формы с протоколом резервирования.

Топология линии

Преимущества

Преимущества ProfiNet включая следующее.

PROFINET предоставляет вам лучшие способы повышения производительности благодаря четырем важным преимуществам: гибкость, открытость, производительность и эффективность.
Высокая эксплуатационная готовность и надежность.
Доступность прозрачных данных.
Простая и безошибочная комбинация установленных систем Fieldbus через шлюзы/прокси.
Он имеет содержательные и подробные диагностические возможности.
Используя Profinet, мы можем реализовать различные варианты топологии, такие как звезда, линия, кольцо и дерево.
Он предлагает распознавание топологии и диагностику для быстрого и профессионального ввода сети в эксплуатацию.
Функциональная безопасность Profibus позволяет избежать опасностей из-за ложного функционирования промышленного оборудования.

Приложения

приложения ProfiNe т включают следующее.

PROFINET используется в различных приложениях, таких как автоматизация процессов, производство, безопасность и изохронное управление движением.
PROFINET используется во всех областях техники автоматизации.
Это открытое решение Industrial Ethernet, основанное на международных стандартах, используемое для обмена данными между устройствами и контроллерами в рамках настройки автоматизации.
Поле процесса Net используется Siemens PLC.
PROFINET используется в различных областях для реализации решений по автоматизации, таких как автоматизация процессов, автоматизация зданий и автоматизация заводов.
PROFINET используется для передачи данных через Industrial Ethernet.
Он обычно используется в процессе автоматизации для изменения и управления средами, такими как жидкости и газы.
Они также используются в различных областях, таких как подача топливного газа, автоматизация и контроль для сточных вод или очистки воды.
Он используется для обработки растений в производстве напитков, молочных продуктов и для производства продуктов питания.
Он применим в широком спектре отраслей, таких как газовая, автомобильная, нефтяная, логистика и многие другие.

Таким образом, это все о обзор Profinet технология – работа с приложениями. Это самый важный промышленный стандарт Ethernet на рынке. Это ориентированная на будущее технология, признанная во всем мире и поддерживаемая несколькими поставщиками продуктов для обеспечения защиты инвестиций и долгосрочной доступности. Вот вопрос к вам, что такое Profibus?