Tematy 25 lutego 2022
Profinet

PROFINET IO to oparty na sieci ETHERNET niezależny od producentów otwarty standard sieci obiektowej rozwijany przez PROFIBUS i PROFINET International. Standard ten oferuje rozwiązania dla automatyzacji produkcji i procesów, systemów bezpieczeństwa i całego spektrum techniki napędowej, aż do aplikacji typu Motion Control wymagających synchronizacji czasowej.

Zalety PROFINET w skrócie:

idealne połączenie standardów IT i automatyki
elastyczne struktury sieciowe
rozbudowana diagnostyka
profile
duża międzynarodowa sieć

PROFINET – proste objaśnienie

PROFINET bazuje na sieci ETHERNET i jest rozszerzeniem technologii PROFIBUS dla aplikacji, które wymagają szybkiej transmisji danych poprzez sieć ETHERNET oraz typowo przemysłowych funkcjonalności IT. PROFINET umożliwia łączenie standardowych urządzeń sieci ETHERNET i urządzeń pracujących w czasie rzeczywistym w jednej sieci. Dzięki funkcjonalności PROFINET komunikacja w czasie rzeczywistym nie koliduje ze standardową komunikację TCP/IP, a wymogi dotyczące czasu są zapewnione. Ta elastyczność stanowi ogromną przewagę nad innymi systemami czasu rzeczywistego ETHERNET, w których standardowe urządzenia IT mogą nie być zintegrowane z siecią w ogóle lub tylko w wyznaczonych punktach.

Bezpieczeństwo

PROFINET, jako jeden z niewielu systemów czasu rzeczywistego ETHERNET, definiuje również właściwości urządzeń obiektowych w odniesieniu do odporności sieci. Na przykład klasy obciążenia sieci opisują zachowanie urządzeń w sytuacjach dużego obciążenia, a tym samym umożliwiają planowanie systemu w celu zapobiegania awariom spowodowanym celowo (atak) jak i niezamierzonymi zakłóceniami sieci (usterka). W sieci PROFINET można zaimplementować również funkcje takie jak kontrola dostępu i integralność danych poprzez segmentację sieci i VPN.

Skalowalny czas rzeczywisty

PROFINET pozwala na współistnienie komunikacji zwykłej NRT (Non-Real Time) z komunikacją w czasie rzeczywistym i wykorzystuje dwa zdefiniowane sposoby komunikacji w czasie rzeczywistym:

RT (RT_Class_1)
IRT (RT_Class_3)

Za tymi dwoma pojęciami kryją się klasy zgodności, które między innymi określają zdolność do pracy w czasie rzeczywistym danego urządzenia PROFINET. W zależności od obszaru zastosowania można wybrać odpowiednią implementację z szerokiego zakresu: od zwykłych zastosowań bez twardych wymagań czasu rzeczywistego (np. w systemach bezprzewodowych) do aplikacji z synchronizacją urządzeń i deterministycznymi wymaganiami w zakresie mikrosekund.

Profile PROFINET

Dodatkowe profile PROFIsafe, PROFIdrive i PROFIenergy definiują zachowanie komponentów automatyki w różnych gałęziach przemysłu:

PROFIsafe

Definiuje protokół bezpieczeństwa, który funkcjonuje równolegle z konwencjonalną komunikacją PROFINET i umożliwia integrację sterowników bezpieczeństwa, bezpiecznych modułów I/O i urządzeń obiektowych.

PROFIdrive

Definiuje znormalizowaną integrację techniki napędowej.

PROFIenergy

Definiuje ustandaryzowane funkcje wyłączania i ponownego uruchamiania systemu lub poszczególnych jego komponentów, dzięki czemu można spełnić wymagania zwiększonej efektywności energetycznej. Inne profile obejmują takie zagadnienia, jak wysoka dostępność i redundancja systemu. Istnieją również profile do integracji innych sieci obiektowych, np. dla PROFIBUS, AS-i, IO-Link itp.

Zastosowanie PROFINET

Elastyczne struktury sieci PROFINET pozwalają na przeprowadzenie diagnostyki w sieci automatyki za pomocą komputera PC z dowolnego interfejsu, bez względu na stan pracy systemu automatyki. Umożliwia to optymalne fizyczne dostosowanie struktury sieci do istniejących warunków oraz funkcjonowanie bez ograniczeń wynikających z topologii:

topologia pierścienia (tylko w przypadku korzystania z protokołu redundancji mediów, np. MRP)
topologia liniowa
topologia gwiazdy
topologia drzewa

W wielu przypadkach możliwe jest również przyłączenie wcześniej wyodrębnionych sieci, o ile uwzględni się dopuszczalne obciążenie sieci.

Zalety PROFINET

ogromna elastyczność przy podłączaniu się w celach serwisowych
możliwość uniknięcia projektowania drugiej sieci
optymalne dopasowanie do warunków przestrzennych obiektu, który ma być zautomatyzowany
opcja redundantnej sieci w celu zwiększenia dostępności
rozbudowana diagnostyka sieci i systemu
szeroki zakres dostępnych na rynku czujników/elementów wykonawczych

PROFINET WAGO

Obok typowych cech PROFINET, jak rozpoznawanie topologii poprzez LLDP w celu szybkiej wymiany urządzenia bez użycia programatora czy licznych możliwości diagnostycznych, interfejsy sieciowe są wyposażone w wiele dodatkowych funkcji: standardem jest wbudowany 2-portowy switch. Umożliwia on tworzenie topologii liniowej bez potrzeby stosowania dodatkowych komponentów. Interfejs obsługuje SNMP do odczytywania obciążenia obu portów, statystyk błędów lub rodzaju i liczby transmitowanych telegramów.

Interfejsy sieciowe PROFINET IO advanced i PROFINET IO advanced ECO można ponadto wykorzystać w systemach zarządzania energią: obsługiwany profil PROFIenergy pozwala na redukcję kosztów eksploatacji poprzez automatyczne wyłączanie i włączanie poszczególnych elementów systemu podczas przerw i przestojów.

Bezpieczeństwo przede wszystkim: w aplikacjach ważnych dla bezpieczeństwa do interfejsów można podłączyć moduły safety, wykorzystujące do transmisji danych protokół PROFIsafe V2. Funkcja serwera iPar zapewnia backup parametrów podłączonych modułów w przypadku prowadzenia prac serwisowych. Dane są automatycznie przesłane poprzez standaryzowany serwer iPar do żółtych modułów.

Zalety interfejsu sieciowego PROFINET WAGO

„urządzenie współdzielone (Shared Device)“: umożliwia równoległy dostęp do funkcji standardowych i funkcji zabezpieczeniowych w jednym węźle
PROFIenergy: oszczędne zarządzanie energią
PROFIsafe: zastosowanie w aplikacjach ważnych dla bezpieczeństwa
Wbudowany 2-portowy switch
PROFINET, wersja 2.3
klasa zgodności C