Zmień język :
Czym jest PROFINET? Wszystko, co musisz wiedzieć
PROFINET (Process Field Network) to otwarty protokół komunikacyjny przemysłowej sieci Ethernet, który umożliwia komunikację w czasie rzeczywistym między systemami sterowania a urządzeniami w automatyce przemysłowej. Jest to protokół podobny do PROFIBUS — przy czym PROFIBUS opiera się na protokole fieldbus, podczas gdy PROFINET wykorzystuje sieć Ethernet. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o PROFINET, jego funkcjach oraz o tym, dlaczego jest to tak cenione rozwiązanie w automatyce przemysłowej.
Historia sieci PROFINET
Pierwsza wersja PROFINET, PROFINET CBA (Component Based Automation), została wprowadzona w 2001 roku, a jej obsługa została zakończona w 2014 roku. Ta pierwsza wersja nie zyskała popularności, w przeciwieństwie do jej następcy, PROFINET IO (Input Output).
Sieć PROFINET IO została wprowadzona w 2003 roku i stanowi podstawę dla kolejnych aktualizacji PROFINET. Jedna z najważniejszych aktualizacji miała miejsce w 2019 roku, kiedy to wprowadzono technologię Time-Sensitive Networking (TSN).
Ponieważ PROFINET jest protokołem otwartym, producenci na całym świecie mogli opracować urządzenia obsługujące PROFINET, takie jak roboty, sterowniki PLC, moduły wejść/wyjść i inne.
Jak działa PROFINET?
Systemy PROFINET składają się z trzech elementów: modułów nadrzędnych, systemów sterowania oraz urządzeń.
- Moduły nadzorujące IO: Moduły te służą do konfiguracji systemów PROFINET, definiowania parametrów urządzeń oraz przeprowadzania diagnostyki. Przełożeni nie muszą pozostawać stale podłączeni do sieci, jeśli nie są potrzebni.
- Sterowniki we/wy: Sterowniki we/wy to zazwyczaj programowalne sterowniki logiczne (PLC), które zarządzają programem automatyki. Sterują urządzeniami wejścia/wyjścia i zbierają dane przesyłane przez te urządzenia.
- Urządzenia we/wy: Urządzenia we/wy to urządzenia polowe, które cyklicznie wymieniają dane z jednym lub kilkoma kontrolerami we/wy.
Każdy z powyższych elementów współpracuje z pozostałymi za pośrednictwem sieci Ethernet, umożliwiając niezawodną wymianę danych w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem szerokiej gamy standardów komunikacyjnych.
Sieć PROFINET wymaga co najmniej jednego kontrolera we/wy i jednego urządzenia we/wy. Moduły nadzorujące wejścia/wyjścia mogą być wykorzystywane tymczasowo do konfiguracji i diagnostyki urządzeń wejścia/wyjścia, ale nie są niezbędne do funkcjonowania sieci PROFINET.
Standardy komunikacyjne PROFINET
Jeśli chodzi o standardy komunikacyjne stosowane w sieciach PROFINET, należy zapoznać się z trzema głównymi standardami: TCP/IP lub UDP/IP, PROFINET Real-Time (RT) oraz PROFINET Isochronous Real-Time (IRT).
- TCP/IP lub UDP/IP: Protokoły te są wykorzystywane w aplikacjach, w których czas nie ma kluczowego znaczenia, takich jak diagnostyka, konfiguracja i parametryzacja. Wynika to z dodatkowych wahań i opóźnień występujących w komunikacji opartej na protokole IP.
- PROFINET RT: PROFINET RT jest zdecydowanie najczęściej stosowanym protokołem komunikacyjnym w sieciach PROFINET. Zasadniczo PROFINET RT pomija warstwę sieciową i transportową podczas przesyłania danych, co znacznie skraca czas potrzebny na tę operację. Sieć PROFINET RT pozwala osiągać czasy cyklu w zakresie od 250 µs do 512 ms.
- PROFINET IRT: PROFINET IRT wykracza o krok poza PROFINET RT, minimalizując wahania w aplikacjach o dużym natężeniu ruchu danych. IRT osiąga czasy cyklu wynoszące 31,25 µs i zniekształcenie czasowe na poziomie zaledwie 1 µs. Najczęściej stosuje się go w maszynach do obróbki materiałów (ceramiki, drewna lub szkła), maszynach do formowania wtryskowego tworzyw sztucznych oraz maszynach pakujących.
Zalety korzystania z sieci PROFINET
PROFINET oferuje szereg zalet, które wyróżniają go spośród podobnych protokołów, takich jak PROFIBUS. Należą do nich skalowalność, elastyczność oraz integracja z innymi systemami.
Skalowalność: Dzięki wykorzystaniu warstwy fizycznej sieci Ethernet PROFINET może być stosowany w różnych topologiach, w tym w strukturach gwiaździstych, pierścieniowych i drzewiastych. Możliwa jest również komunikacja typu peer-to-peer oraz komunikacja wejścia/wyjścia, co ułatwia dostosowanie sieci PROFINET do potrzeb Twojej firmy.
Elastyczność: Opcjonalne funkcje, takie jak mechanizmy nadmiarowości, znaczniki czasu, IRT oraz alarmy diagnostyczne, sprawiają, że PROFINET jest niezwykle elastycznym i modułowym systemem. Dzięki PROFINET można spełnić konkretne wymagania przedsiębiorstwa, wykorzystując przy tym standardy przemysłowej sieci Ethernet.
Integracja z innymi systemami: Ponieważ PROFINET wykorzystuje przemysłową sieć Ethernet, jest kompatybilny ze standardową siecią Ethernet i w razie potrzeby może zapewniać funkcje TCP/IP. Integracja ze standardową siecią Ethernet jest prosta i umożliwia połączenie procesów na całym świecie za pośrednictwem sieci PROFINET.
Integracja sieci PROFINET i IIoT
PROFINET to protokół oparty na sieci Ethernet, wykorzystujący otwarte standardy, dzięki czemu idealnie nadaje się do integracji z przemysłowym Internetem rzeczy (IIoT). Wszystkie dane zostały już zebrane; wdrożenie IIoT pozwala po prostu śledzić trendy i wyciągać wnioski na podstawie tych danych.
Włączenie sieci PROFINET do IIoT może wyeliminować nieplanowane przestoje maszyn poprzez wczesne ostrzeganie operatorów o parametrach wydajności wykraczających poza określone wartości referencyjne. Dzięki temu operatorzy mogą z wyprzedzeniem planować prace konserwacyjne i zminimalizować czas przestoju, unikając jednocześnie nieoczekiwanych awarii lub przerw w pracy.
Wniosek
Jeśli chodzi o przyjazne dla użytkownika rozwiązania w zakresie automatyki przemysłowej, PROFINET jest niekwestionowanym liderem rynku. Błyskawiczna prędkość przesyłu danych, wyjątkowa niezawodność i wszechstronna funkcjonalność tworzą razem protokół, który będzie służył przez dziesięciolecia.
Szukasz jeszcze wygodniejszego rozwiązania?
Zalecamy wybór bezobsługowej osi liniowej drylin z silnikiem firmy igus. Wiele parametrów silnika jest ustalanych automatycznie przez urządzenie D1. Dzięki temu nie musisz w ogóle konfigurować silnika.
Dlaczego potrzebuję modelu D1?
System sterowania silnikiem D1 nadaje się między innymi do pracy w trybie elektrycznym:
- w układzie jednoosiowym
- konstrukcji robotów kartezjańskich (robot liniowy / dwuosiowy robot kartezjański / trójosiowy robot kartezjański)
- robota typu delta
