Що таке мережа PROFINET і як вона працює?

На початкових етапах створення розподілених систем управління переважали прості комунікаційні інтерфейси, які були адаптаціями з комп'ютерних систем або застосувань в інших секторах, таких як авіація. Однак з плином часу ці первинні інтерфейси еволюціонували, давши початок новим версіям. На основі їхньої структури були створені більш досконалі протоколи. До таких початкових інтерфейсів належали RS422 / RS485, а серед розвинених протоколів були Modbus RTU, Profibus DP та Genius.

Profinet — це комунікаційний протокол, розроблений спеціально для потреб промисловості, що забезпечує ефективну передачу даних про процеси між різними елементами системи, такими як контролери, модулі IO або приводи. Profinet використовує технологію промислового Ethernet, яка дозволяє інтегрувати різноманітні пристрої - від датчиків і кнопок до сучасних перетворювачів і вихідних модулів. Одним з популярних застосувань Profinet є версія IO, яка призначена для комунікації між контролерами і модулями входів/виходів.

PROFINET і PROFIBUS – чим вони відрізняються?

Profinet і Profibus — це два різних стандарти промислової комунікації, створені однією організацією. Profibus є класичною послідовною польовою мережею, тоді як Profinet є універсальною комунікаційною мережею, заснованою на промисловому стандарті Ethernet. Обидві мережі призначені для роботи в складних промислових умовах, таких як пил, вологість або електромагнітні перешкоди. Однак Profinet пропонує значно вищу швидкість передачі даних, що досягає 100 Мбіт/с, тоді як Profibus обмежений 12 Мбіт/с. Більше того, Profinet може обслуговувати більше пристроїв у мережі порівняно з Profibus. Крім того, максимальна кількість пристроїв у мережі Profinet може становити 256, а в мережі Profibus — 126.

Хоча обидві технології мають багато спільних рис, таких як використання файлів GSD для визначення обладнання, вони відрізняються в багатьох аспектах. Profinet використовує переваги сучасної технології Ethernet, такі як більша пропускна здатність, більший розмір повідомлень і необмежений адресний простір. Завдяки моделі постачальник/одержувач Profinet також є швидшим і ефективнішим. На відміну від Profibus, який використовує підхід « Master-Slave, Profinet дозволяє кожному пристрою обмінюватися даними в будь-який момент, що робить його більш гнучким і масштабованим.

Коротко кажучи, хоча обидві технології мають своє місце в промисловості, Profinet пропонує більше розширених функцій і є більш перспективним завдяки використанню стандартної мережі Ethernet.

Типи пристроїв у мережі PROFINET

У структурі Profinet можна виділити три основні компоненти: центральний блок (IO-Controller, наприклад, контролер ПЛК), модуль (IO-Device, наприклад, острів IO) та моніторингова одиниця (IO-Supervisor, наприклад, комп'ютер із середовищем програмування). Центральний блок працює як головний модуль управління, відповідальний за координацію комунікації та налаштувань у мережі Profinet. Він виконує функцію хаба, збираючи та розподіляючи дані до інших пристроїв, а також отримуючи зворотну інформацію, яка може включати оперативні дані або сигнали тривоги.

Модуль Profinet (IO-Device), також відомий як блок вводу/виводу, відповідає за збір цифрових та аналогових сигналів і передачу їх до центрального блоку. У відповідь він також може відображати дані, надані центральним блоком, у вигляді сигналів.

Натомість IO-Supervisor — це зазвичай робоча станція з спеціальним програмним забезпеченням, яке дозволяє виконувати початкову конфігурацію пристроїв Profinet, а також здійснювати моніторинг і діагностику всієї мережі.

PROFINET у контролерах ПЛК

Profinet, який є стандартом промислової комунікації на основі Ethernet, знайшов широке застосування у світі ПЛК (програмованих логічних контролерів). Ось кілька ключових аспектів використання Profinet у контексті ПЛК:

1. Швидка та детермінована комунікація і обмін даними: Завдяки Profinet, ПЛК можуть обмінюватися даними з іншими пристроями в режимі реального часу, що є ключовим для багатьох промислових процесів, де затримки можуть призвести до серйозних проблем. Детермінованість Profinet гарантує, що дані будуть передані в певний, точно визначений час.

2. Модульність і масштабованість: Profinet дозволяє легко додавати і видаляти пристрої з мережі без необхідності переривати роботу системи. Завдяки цьому системи ПЛК можуть бути легко розширені і адаптовані до мінливих потреб.

3. Розширена діагностика: Profinet пропонує розширені діагностичні інструменти, які дозволяють контролювати стан мережі та підключених до неї пристроїв. У випадку з ПЛК це дозволяє швидко виявляти та вирішувати проблеми, що підвищує надійність всієї системи.

4. Інтеграція з іншими системами: Завдяки Profinet, ПЛК можуть легко комунікувати з іншими системами та пристроями, такими як HMI, приводи, датчики або промислові роботи. Це дозволяє створювати інтегровані системи промислової автоматики.

5. Безпека: Profinet пропонує вдосконалені механізми захисту, які захищають комунікацію від несанкціонованого доступу, атак або перешкод. У контексті ПЛК це забезпечує безпечну та надійну передачу даних.

Підсумовуючи, Profinet став невід'ємною частиною сучасних систем ПЛК, пропонуючи швидку, надійну та безпечну комунікацію в промисловому середовищі. Завдяки йому ПЛК стають більш гнучкими, ефективними та простими в управлінні, що призводить до підвищення ефективності та конкурентоспроможності виробничих підприємств. Разом з EtherCAT Master, Ethernet, RS232/RS485, він є одним із сучасних комунікаційних інтерфейсів ПЛК JUMO variTRON 500.

Застосування PROFINET у промисловості

1. Автоматизація виробництва: Profinet відіграє ключову роль у сучасній автоматизації виробництва. Завдяки швидкій та детермінованій передачі даних, він дозволяє точно керувати машинами та пристроями в режимі реального часу. Це дає змогу оптимізувати процеси, підвищити продуктивність і якість виробництва, а також зменшити витрати. Співпраця з роботами, системами технічного зору або вдосконаленими блоками управління стає простішою та ефективнішою.

2. Моніторинг та контроль промислових процесів: Profinet дозволяє здійснювати постійний моніторинг та контроль промислових процесів. Завдяки здатності передавати великі обсяги даних за короткий час, інженери та оператори можуть в режимі реального часу відстежувати стан машин, рух матеріалів або параметри процесів. У разі будь-яких невідповідностей система може автоматично втручатися або повідомляти відповідних осіб.

3. Інтеграція систем і пристроїв: У багатьох промислових підприємствах існує потреба в інтеграції різних систем і пристроїв в одну цілісну мережу. Profinet, завдяки своїй гнучкості та здатності до взаємодії з іншими стандартами, забезпечує легку інтеграцію різноманітних компонентів – від простих датчиків до складних систем управління.

4. Підтримка технології IoT в промисловості: Інтернет речей (IoT) революціонізує промисловість, дозволяючи збирати, аналізувати та використовувати величезні обсяги даних для оптимізації виробництва. Profinet, як просунутий комунікаційний стандарт, ідеально пристосований для підтримки технології IoT. Він забезпечує безпроблемне підключення пристроїв до хмари або локальних баз даних, що дозволяє краще використовувати інформацію в процесах прийняття рішень.

Згадані застосування показують, наскільки універсальними і важливими для промисловості є можливості, які пропонує Profinet. Завдяки йому виробничі підприємства стають більш інтелектуальними, ефективними і конкурентоспроможними на світовому ринку.

Про авторку

Мене звуть Евеліна Шміт, і я вже кілька років займаюся контент-маркетингом, поєднуючи свої професійні навички з пристрастю до написання текстів. Я переконана, що навіть найбільш технічні теми можна подати цікаво і доступно для всіх. Поза роботою я реалізую свої творчі здібності, створюючи колажі з газетних вирізок. Вільний час люблю проводити активно, вигулюючи собаку або займаючись бігом.

Коментарі

Ми закликаємо вас залишати коментарі через форму нижче. Вони будуть опубліковані онлайн після затвердження в межах нашого процесу перевірки.