پروتکل پروفی نت

چکیده

اکثر افراد پشت میز نشین، اصطلاح «اترنت» را با کابل فیزیکی پشت میز کار خود مرتبط می‌دانند. این کابل، کامپیوتر اداری آن‌ها را به پرینترها، سرورهای شبکه محلی و وب سایت‌های متعددی در اینترنت متصل می‌کند.

این کابل فقط قسمت فیزیکی اترنت است. قسمتی که پیام‌های اترنت را به کامپیوتر شما انتقال می‌دهد. روی این سیم یک سریِ کامل از پروتکل‌های ارتباطی مانندIP، پروتکل اینترنت (TCP)، پروتکل کنترل انتقال و پروتکل‌های مختلف مایکروسافت مانند NetBEUI وجود دارد. این مجموعه پروتکل‌ها در محیط اداره خوب کار می‌کنند.

این موضوع به کاربران این امکان را می‌دهد که فایل‌ها را به اشتراک بگذارند، به پرینترها دسترسی پیدا کنند، ایمیل ارسال کنند، در اینترنت جستجو کنند و سایر ارتباطات مورد استفاده در محیط اداره را انجام دهند.

PROFINET IO یکی از دو دیدگاه اتوماسیونِ استانداردِ اترنت از Profibus International است. در حالی که PROFINET IO بر مبادله داده‌های کنترلر قابل برنامه‌ریزی تمرکز می‌کند، PROFInet CBA (اتوماسیون مبتنی بر اجزا) بر سیستم‌های اتوماسیون توزیع شده تمرکز دارد.

PROFINET CBA یک سیستم مبتنی بر DCOM برای سازماندهی سیستم‌های اتوماسیون در شبکه‌هایِ دستگاه‌ها فراهم می‌آورد که می‌تواند به طور خودکار داده‌ها را با استفاده از روابط از پیش تعیین شده بین رابط اجزای اتوماسیون مبادله کند.

توصیه می‌شود قبل از خواندن ادامه مقاله، برای درک بهتر ابتدا کلیپ زیر را مشاهده بفرمایید:

PROFINET IO شباهت زیادی به Profibus در اترنت دارد. در حالی که Profibus از ارتباطات چرخه‌ای برای تبادل داده با کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی و با حداکثر سرعت 12 مگابایت استفاده می‌کند، PROFINET IO از انتقال داده‌های چرخه‌ای برای تبادل داده با کنترلرهای قابل برنامه‌ریزی از طریق اترنت استفاده می‌کند.

پروفی نت و پروفی باس
استفاده همزمان از پروفی‌نت و پروفی‌باس در کنترلر

همانند Profibus، یک کنترلر قابل برنامه‌ریزی و یک دستگاه، هر دو باید درک قبلی از ساختار درست را داشته باشند.

نیازهای کارخانه با برخی از نیاز‌های بسیار خاص متفاوت است. به جای دسترسی به فایل‌ها و پرینترها، کنترلرهای یک کارخانه باید به داده‌های تعبیه شده در سیستم‌های درایو، ایستگاه‌های کاری اپراتور و دستگاه های ورودی/خروجی، دسترسی داشته باشد.

نیازهای ارتباطی داده‌های کارخانه در زمان واقعی یا بسیار نزدیک به زمان واقعی است که این موضوع از منتظر گذاشتن کاربر در حین کار جلوگیری می‌کند.

به طور مرسوم استفاده از اترنت، محدود به اتوماسیون صنعتی بود. تا همین اواخر هزینه بالا، کمبود سوئیچ‌ها و روترهای پیچیده و تسلط فروشندگان بزرگ بر پروتکل‌های اختصاصی مانع از پذیرش گسترده اترنت در کارخانه‌ها می‌شد.

اصطلاحات مهم PROFINET

PROFINET IO، مانند بسیاری دیگر از سیستم‌های شبکه دارای مجموعه‌ای از اصطلاحات منحصر به فرد است. در زیر تعدادی از اصطلاحاتی را می‌بینیم که معمولا هنگام بحث درباره PROFINET IO به کار می‌روند.

سیستم پروفی نت
نمایی از پروتکل پروفی‌نت در یک کارخانه و اتصالات آن

AR: رابط برنامه – رابطه بین یک کنترلر PROFINET IO و یک دستگاه ورودی/خروجی. یک دستگاه PROFINET IO می‌تواند بیش از یک رابط برنامه را پشتیبانی کند.

AP: فرآیند برنامه -PROFINET از فرآیندهای برنامه پیش‌فرض و فرآیندهای برنامه اضافی و یک پروفایل خاص پشتیبانی می‌کند.

Channel: یک نقطه ورودی/خروجی؛ یک کانال می‌تواند گسسته یا آنالوگ باشد.

Subslot: گروهی از یک یا چند کانال که می‌تواند واقعی یا مجازی باشد.

Slot: گروهی از یک یا چند کانال زیرمجموعه؛ اسلات‌ها می‌توانند واقعی یا مجازی باشند.

Module: ماژول‌ها اجزای تعریف شده توسط کاربر هستند که به اسلات‌ها متصل می‌شوند؛ ماژول‌ها می‌توانند واقعی یا مجازی باشند.

Submodule: یک جزء از یک ماژول که به یک اسلات متصل شده است؛ یک ماژول زیر مجموعه می‌تواند واقعی یا مجازی است.

Cyclic Communications: ارتباطات برنامه‌ریزی شده و تکراری؛ داده‌های ورودی و خروجی و انتقال هشدار به صورت چرخه‌ای هستند.

Acyclic Communications: ارتباطات برنامه‌ریزی نشده، در صورت تقاضا؛ پیام‌های تشخیصی از یک IO-Supervisor به یک دستگاه ورودی/خروجی غیرچرخه‌ای است.

GSD: توضیحات در یک ایستگاه عمومی

GSDML: زبان نشانه‌گذاری توضیحات ایستگاه عمومی – فایل XML حاوی توضیحاتِ دستگاه PROFINET IO.

Provider Status: وضعیتی است که یک دستگاه ورودی/خروجی داده‌های منتقل شده به کنترلر را در اختیار IO قرار می‌دهد.

Consumer Status: وضعیتی که یک دستگاه ورودی/خروجی داده‌های مصرفی یک کنترلر را در اختیارIO‌ها قرار می‌دهد.

RT: کانال Real Time PROFINET IO، I/O و Alarm Data از طریق کانال RT منتقل می‌شوند.

مزایای PROFINET IO

PROFINET IO یک لایه کاربردی اترنت صنعتی منحصر به فرد است که مزایای زیادی نسبت به لایه‌های رقیب دارد، از جمله:

  • عملکرد سریع – کانال ارتباطی زمان حقیقی با دور زدن زمان مورد نیاز برای پردازش TCP/IP، قابلیت تبادل پیام با سرعت بالا را فراهم می‌آورد.
  • اتصال راحت‌تر به پی ال سی‌های زیمنس نسبت به پروفی‌باس.
  • پشتیبانی از برنامه‌های کنترلِ حرکتیِ حساس به زمان.
  • دارای زمان راه‌اندازی کوتاه.
  • آسانی نصب
  • دارای پشتیبانی مهندسی

طبقه بندی دستگاه‌های PROFINET

اتصال پروفی نت
نحوه اتصال به منظور دانلود و اپلود اطلاعات روی یک برد

PROFINET IO دستگاه‌ها را به سه دسته طبقه‌بندی می‌کند؛ IO-Controller ،IO-Device و IO-Supervisor IO-Controller دستگاه‌هایی هستند که یک برنامه اتوماسیون را اجرا می‌کنند.

کنترلرها، از نظر عملکردی شبیه به Profibus Class1Master هستند که داده‌ها را با IO-Device مبادله می‌کنند. IO-Devices دستگاه‌های حسگر/عملگر توزیع شده‌ای هستند که به IO-Controller از طریق اترنت متصل شده‌اند.

IO-Controller داده‌های IO از دستگاه‌های PROFINET IO را روی کنترلر ثبت می‌کنند. در کنترلر زیمنس، داده‌های ورودی/خروجی، آلارم‌ها و داده‌های وضعیت به همان شیوه‌ای که برای دستگاه‌های Profibus اجرا می‌شود، ثبت می‌شوند. سپس این مقادیر داده برای استفاده در برنامه کنترل در دسترس قرار می‌گیرند.

IO-Controller باید از انواع خدمات زیر پشتیبانی کند:

  • تبادل چرخه‌ای داده‌ها – تبادل داده‌ها بین IO-Controller و IO-Device.
  • تبادل غیرچرخه‌ای داده‌ها – تبادل داده‌های پیکربندی و تشخیصی
  • هشدارها- تبادل اطلاعات زنگ هشدار از IO-Device به IO-Controller

از IO-Supervisor برای راه‌اندازی و جمع‌آوری داده‌های تشخیصی استفاده می‌شود. این نوع دستگاه‌ها فقط در حین راه‌اندازی قابل استفاده هستند و یا ممکن است به عنوان HMI برای نمایش داده‌های تشخیصی به کاربر نهایی استفاده شوند.

یک سیستم PROFINET IO حداقل به یک IO-Controller و یک IO-Device نیاز دارد. سیستم‌ها را می‌توان در پیکربندی‌های مختلفی هماهنگ کرد.

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید