Tìm hiểu về PROFINET

PROFINET là một giải pháp Ethernet công nghiệp mở dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế. Nó là một giao thức truyền thông được thiết kế để trao đổi dữ liệu giữa bộ điều khiển và thiết bị trong một cài đặt tự động hóa. Nó được giới thiệu vào đầu những năm 2000 và là giải pháp Ethernet công nghiệp được chấp nhận tốt nhất.

Vì PROFINET là một tiêu chuẩn mở, hàng trăm nhà sản xuất đã phát triển các sản phẩm của PROFINET, chẳng hạn như PLC, PAC, Ổ đĩa, Robot, Proxy, IO và các công cụ chẩn đoán.

PROFINET xác định giao tiếp tuần hoàn và liên tục giữa các thành phần, bao gồm chẩn đoán, chức năng an toàn, cảnh báo và thông tin bổ sung. Để liên kết tất cả các thành phần đó, PROFINET sử dụng Ethernet tiêu chuẩn cho phương tiện truyền thông của nó. Cáp Ethernet kết nối các thành phần PROFINET trong mạng, cho phép các giao thức Ethernet khác cùng tồn tại trong cùng một cơ sở hạ tầng. Bên cạnh PROFINET, bạn có thể sử dụng các giao thức dựa trên Ethernet khác để bổ sung cho mạng, chẳng hạn như OPC UA, SNMP, MQTT hoặc HTTP.

Cơ chế hoạt động Profinet

Môi trường tự động hóa công nghiệp thường yêu cầu tốc độ cao và giao tiếp xác định. Giao tiếp xác định có nghĩa là cung cấp thông điệp chính xác khi được yêu cầu.

PROFINET phải đảm bảo thông điệp được gửi với tốc độ thích hợp và tính xác định tùy thuộc vào nhiệm vụ không phải tất cả các ứng dụng đều yêu cầu hiệu suất giống nhau,ví dụ: tải dữ liệu cấu hình cho một công cụ quá trình có thể mất vài phút mà không ảnh hưởng đến quá trình sản xuất. Mặt khác, độ trễ giao tiếp chỉ vài mili giây giữa PLC và VFD tốc độ cao có thể ảnh hưởng đáng kể đến quá trình.

Để đảm bảo hiệu suất phù hợp, PROFINET cung cấp dữ liệu thông qua các kênh liên lạc sau:

• TCP / IP (hoặc UDP / IP)
• PROFINET Thời gian thực (RT)
• PROFINET Thời gian thực không liên tục (IRT)

PROFINET là một giao thức truyền thông nằm ở lớp bảy của mô hình ISO / OSI, mô hình bảy lớp mô tả chung các lớp trừu tượng của một hệ thống truyền thông.

PROFINET có thể sử dụng giao tiếp TCP / IP hoặc UDP / IP cho các tác vụ không quan trọng về thời gian, chẳng hạn như cấu hình và tham số hóa . Do tăng thêm độ trễ và rung giật liên quan đến giao tiếp dựa trên IP, phương pháp này không phù hợp cho các tác vụ quan trọng về thời gian.

PROFINET sử dụng kênh thời gian thực để cung cấp dữ liệu nhanh chóng và xác định cho các ứng dụng quan trọng về thời gian.

Ethernet tiêu chuẩn có một trường gọi là EtherType. Đây là cách PROFINET hoạt động trong thời gian thực: Các khung pe, cho biết loại giao thức được sử dụng. Giao tiếp thời gian thực PROFINET được thiết lập để có EtherType là 0 × 8892. Khi đến nút đích, khung sẽ được chuyển đến ứng dụng PROFINET ngay lập tức. Dữ liệu đi trực tiếp từ Ethernet, Lớp 2, đến PROFINET, Lớp 7. Nó bỏ qua các lớp TCP / IP và tránh thời gian có thể thay đổi để xử lý như vậy. Do đó, tốc độ giao tiếp và khả năng xác định được cải thiện đáng kể.

PROFINET thời gian thực đáp ứng các yêu cầu của đại đa số các ứng dụng quan trọng về thời gian. Hiệu suất tổng thể sẽ phụ thuộc vào thiết kế mạng của bạn, nhưng nhìn chung, bạn có thể đạt được thời gian chu kỳ từ 250 µs đến 512 ms.

Bạn không cần thêm phần cứng hoặc cấu hình đặc biệt để sử dụng cơ chế thời gian thực của PROFINET vì tất cả các sản phẩm của PROFINET đều được trang bị khả năng này.

Để tăng hiệu suất, bạn có thể sử dụng PROFINET IRT. PROFINET IRT loại bỏ độ trễ dữ liệu thay đổi bằng cách nâng cao các quy tắc được sử dụng để chuyển đổi lưu lượng Ethernet và tạo các quy tắc đặc biệt cho lưu lượng PROFINET. Nó đáp ứng tất cả các yêu cầu đồng bộ hóa và cho phép giao tiếp xác định với thời gian chu kỳ xuống còn 31,25 µs và độ trễ dự kiến ​​lên đến 1 µs, còn được gọi là jitter. PROFINET IRT là tùy chọn và chỉ được yêu cầu trong các ứng dụng hiệu suất cao cụ thể, chẳng hạn như máy đóng gói và máy in.

Tiêu chuẩn lựa chọn thiết bị PROFINET phù hợp

Tiêu chuẩn Profinet được xác định ba mức hiệu suất khác nhau bao gồm các yêu cầu khác nhau từ các ứng dụng khác nhau.

• PROFINET NRT (Non Real Time): Nó sử dụng các giao thức chuẩn là UDP / IP. Với thời gian đáp ứng khoảng 100 ms mục tiêu NRT PROFINET cho các ứng dụng trong quá trình tự động hóa.
• PROFINET RT (Real Time): Đối với các ứng dụng có yêu cầu cao hơn về thời gian chu kỳ như tự động hóa nhà máy, nó trực tiếp sử dụng giao thức Ethernet để trao đổi dữ liệu I / O, trong khi chẩn đoán và cấu hình sử dụng UDP / IP tiêu chuẩn. PROFINET RT cho phép các ứng dụng có thời gian đáp ứng khoảng 10 ms.
• PROFINET IRT (Isochronous Real Time): Yêu cầu cao nhất đến từ việc kiểm soát các hệ thống truyền động công nghiệp phức tạp, như máy đóng gói hoặc robot. Với các ứng dụng có thời gian chu kỳ <1 ms và jitter <1 ss là có thể.

Các ứng dụng của PROFINET trong công nghiệp

• Tự động trong công nghiệp: các máy móc tự động,….
• Tự động hóa nhà máy: dây chuyền sản xuất tự động, dây chuyền lắp ráp tự dộng, …..
• Tự động hóa quá trình: quá trình từ sản xuất thu thập thông tin và quản lý.
• …

Giới thiệu thiết bị truyền thông công nghiệp PROFINET – ICP DAS

Tính năng

• Giao thức truyền: PROFINET IO
• Hỗ trợ Ethernet gồm : ICMP, IGMP, ARP, DHCP, TELNET, TFTP, SNMP, VLAN Priority Tagging
• Hỗ trợ cho PROFINET : RTC, RTA, CL-RPC, DCP, LLDP, I&M
• Profinet tuân thủ Class B and RT Class 1
• thời gian chu kỳ: 1ms (min)
• Tệp GSDML chung được cung cấp
• Tự động MDI / MDI-X Crossover cho Plug-and-play.

Module đầu vào tương tự Profinet

Module đầu ra tương tự Profinet

 Module đầu ra và đầu vào số Profinet

Bộ chuyển đổi và Gateway Profinet

———————————————————————————————————————————————————————————————————————————-

Công ty MC&TT hoạt động chuyên sâu trong các lĩnh vực Truyền dẫn công nghiệp – Đo lường – Điều khiển – Tự động hóa là nhà phân phối chính thức của hãng ICP DAS tại Việt Nam.