PROFINET
PROFINET umožňuje přenos procesních dat, diagnostických údajů a IT informací prostřednictvím sdílené infrastruktury – a slouží tak jako základ pro flexibilní sítě, redundantní systémové architektury a efektivní koncepce automatizace
Rychlé čtení
PROFINET je komunikační standard pro průmyslovou automatizaci založený na průmyslovém Ethernetu, který se používá k výměně dat mezi polními zařízeními a ?ídicími jednotkami. Profinet definuje komunikaci mezi podřízenými zařízeními – jako jsou například multiprotokolové I/O moduly společnosti TURCK – a PROFINET-Masterem. Profinet je považován za nástupce protokolu sběrnice PROFIBUS. V oblasti cyklické komunikace nabízí Profinet pokročilé funkce pro parametrizaci a diagnostiku. Profinet umožňuje přenos procesních dat v reálném čase (RT) a dalších IT dat přes stejnou infrastrukturu. Profinet podporuje topologie typu linka, hvězda, strom a kruh s protokolem Media Redundancy Protocol (MRP). Společnost TURCK podporuje Profinet pomocí multiprotokolových I/O modulů i pomocí modulu TBEN-L5-8IOL, který funguje jako IO-Link master. Modul TBEN-L5-8IOL podporuje systémovou redundanci PROFINET S2 se stupněm ochrany IP67 a udržuje komunikační spojení se dvěma samostatnými řídicími jednotkami.
Co je to PROFINET?
PROFINET, protokol založený na průmyslovém Ethernetu, je komunikační standard pro automatizaci výroby. Definuje celou výměnu dat mezi takzvanými slave zařízeními – jako jsou například multiprotokolové I/O moduly společnosti TURCK – a řídicím zařízením, tzv. PROFINET-Masterem. V této souvislosti je PROFINET považován za nástupce sběrnicového protokolu PROFIBUS.
Síť PROFINET byla optimalizována pro cyklickou výměnu dat a ve srovnání s tradičními průmyslovými sběrnicemi nabízí řadu nových vlastností a vylepšení, zejména v oblastech parametrizace a diagnostiky. Díky síti PROFINET mají uživatelé flexibilitu při navrhování svých síťových struktur a mohou prostřednictvím jediného kabelu přenášet jak procesní data v reálném čase (RT), tak i další IT data.
Přehled systému poskytuje první představu o architektuře sítě a o různých vstupně-výstupních a síťových komponentách. P?ipojení lze realizovat pomocí liniové, hvězdicové a stromové topologie nebo prostřednictvím redundantní kruhové topologie (MRP).
Integrace do automatizace procesů
Chemické a farmaceutické závody vyžadují značné úsilí k zajištění ochrany před výpadky, a proto kladou na I/O systémy speciální nároky. Mnohé oblasti těchto závodů jsou ohroženy výbuchem a přerušení nepřetržitého výrobního procesu může vést k obrovským ekonomickým ztrátám. Aby se tomu zabránilo, jsou ?ídicí jednotky a I/O moduly v terénu obvykle navrženy jako redundantní; jinými slovy, pokud dojde k poruše zařízení nebo p?ipojení, převezme funkci záložní řešení.
Redundance systému PROFINET
V kontextu sítě PROFINET stanovila systémová redundance nový standard, který nyní nabízí firmám v odvětví automatizace procesů větší jistotu investic. Terminologie vychází ze stupnice, která odráží úroveň odolnosti proti poruchám požadovanou pro automatizační systém.
Pokud řídicí jednotka a polní zařízení komunikují výhradně prostřednictvím jediného p?ipojení (S1), neexistuje žádná redundance. Pokud však zařízení PROFINET podporuje komunikační spojení jak s primární ?ídicí jednotkou, tak s její záložní ?ídicí jednotkou prostřednictvím tohoto jediného připojení, klasifikuje se to jako S2. Jedná se o nejčastěji používanou formu systémové redundance. Dojde-li k poruše primární ?ídicí jednotky, automaticky převezme její funkci fyzický dvojník.
I/O zařízení od společnosti TURCK již nyní umožňují udržovat požadované logické duální zapojení ke dvěma samostatným ?ídicí jednotkám. Díky tomu je model TBEN-L5-8IOL jediným IO-Link masterem na světě s redundancí systému PROFINET S2 v krytí IP67.
Velmi vysoké a maximální dostupnosti lze dosáhnout pouze prostřednictvím redundance systému R1 nebo R2. V tomto případě je redundantně nakonfigurováno také komunikační rozhraní polního zařízení, což je běžné například v aplikacích se vzdáleným vstupem a výstupem (I/O). Systém R2 se svým čtyřcestným připojením představuje nejvyšší úroveň složitosti.
Inteligentní s rozhraním IO-Link
Díky rozšíření PROFINET pro systémovou redundanci jsou nyní výhody průmyslového Ethernetu dostupné i pro procesní průmysl. Společnost Turck jde ještě o krok dál a integruje rozhraní IO-Link do světa systémů s vysokou dostupností. Přehledový diagram znázorňuje, jak by taková systémová architektura mohla vypadat.
Nyní již nic nebrání plně digitální konektivitě inteligentních polních zařízení, jako jsou snímače polohy, ventilové terminály, senzory nebo I/O rozbočovače. Technologie IO-Link je vysoce efektivní a z hlediska doby instalace velmi jednoduchá, protože data i napájení se přenášejí prostřednictvím standardního nestíněného kabelu.
Výhody
Flexibilní topologie sítě
Zařízení PROFINET od společnosti Turck jsou vybavena integrovaným přepínačem, a lze je proto instalovat v řetězcovém zapojení, stejně jako tradiční průmyslové sběrnice.
Kromě toho PROFINET podporuje také standardní ethernetové topologie, jako jsou hvězdicová, stromová a kruhová struktura. To umožňuje flexibilní přizpůsobení síťové instalace struktuře strojů a zařízení. V hvězdicové nebo stromové topologii se používají externí přepínače, což má pozitivní vliv na výkon celého systému.
Rychlé spuštění
Rychlé spuštění zkracuje zpoždění mezi zapnutím zařízení a navázáním komunikačního spojení s řadičem I/O. V systémech PROFINET se rychlé spuštění označuje jako „Fast-Start-up“. Pro Fast Start-up se obecně definuje doba kratší než 500 ms. S I/O moduly řady TBEN-L od společnosti Turck lze dosáhnout i časů pouhých 150 ms.
Rychlé propojení je obzvláště důležité při výměně nástrojů, například za účelem zkrácení čekacích dob. To přispívá ke zvýšení taktovací frekvence a v důsledku toho i k vyšší produktivitě.
Pokročilá diagnostika
Pro diagnostiku sítí PROFINET lze využít standardní IT funkce a protokoly, jako jsou HTTP a SNMP (Simple Network Management Protocol). Protokol SNMP mimo jiné tvoří základ pro skenování topologie sítě PROFINET. To umožňuje online skenování celých síťových struktur a jejich grafické zobrazení.
Všechny multiprotokolové ethernetové brány a multiprotokolové I/O moduly společnosti TURCK jsou vybaveny webovým serverem. Kromě statistik a nastavení ethernetových portů nabízí webový server také protokol chyb s historií a diagnostickými informacemi v prostém textu.
Osvědčené inženýrství
Konfigurace systémů PROFINET do značné míry navazuje na tradici sítě PROFIBUS. Díky tomu nabízí PROFINET ve srovnání s jinými ethernetovými protokoly velmi propracované a uživatelsky přívětivé vývojové prostředí.
Nové konfigurační soubory GSDML vycházejí ze standardu XML a umožňují vytvářet složitější struktury a využívat nové funkce. Kromě toho nabývá jako konfigurační nástroj stále většího významu webový server. Lze jej například použít ke konfiguraci ethernetových portů nebo k přiřazení názvu PROFINET.
Downloady a Produkty
PROFINET v praxi: přidaná hodnota pro vaši aplikaci
Efektivní a spolehlivá řešení pro praktické aplikace – navržená pro náročné provozní podmínky a osvědčená v každodenním průmyslovém nasazení.
PROFINET ve společnosti TURCK: často kladené otázky
1. Co je to PROFINET a jaké úlohy plní PROFINET v oblasti průmyslové automatizace?
PROFINET je komunikační standard pro průmyslovou automatizaci založený na technologii průmyslového Ethernetu. PROFINET definuje výměnu dat mezi polními zařízeními a řídicím systémem. Společnost TURCK využívá PROFINET v multiprotokolových I/O modulech a dalších síťových komponentách. Tento protokol je považován za nástupce sítě PROFIBUS a umožňuje přenos jak procesních dat, tak i doplňkových IT dat.
2. Které produkty společnosti TURCK podporují PROFINET?
PROFINET je podporován různými řešeními společnosti Turck. Zdrojový kód konkrétně zmiňuje multiprotokolové I/O moduly společnosti TURCK a také modul TBEN-L5-8IOL, který funguje jako IO-Link master. Tento modul připojuje zařízení IO-Link k sítím PROFINET a podporuje také funkce pro vysoce dostupné automatizační architektury v procesní automatizaci.
3. Jak funguje komunikace mezi polními zařízeními a ?ídicími jednotkami v síti PROFINET?
PROFINET řídí komunikaci mezi polními zařízeními a řídicím systémem prostřednictvím průmyslového Ethernetu. Polní zařízení fungují jako podřízená zařízení, zatímco řídicí systém působí jako PROFINET-Master. Společnost TURCK integruje PROFINET do I/O modulů a síťových komponent. Tato komunikace se využívá k přenosu procesních dat a k parametrizaci a diagnostice zařízení.
4. Jaké síťové topologie podporuje PROFINET?
PROFINET podporuje různé topologie sítě pro průmyslovou automatizaci. Uživatelé mohou využívat lineární, hvězdicové nebo stromové struktury. Kromě toho PROFINET podporuje redundantní kruhové topologie založené na protokolu MRP (Media Redundancy Protocol). Podle uvedeného zdroje je flexibilní návrh síťové struktury jednou z klíčových vlastností sítě PROFINET.
5. Jaké výhody nabízí PROFINET z hlediska parametrizace a diagnostiky?
Ve srovnání s tradičními průmyslovými sběrnicemi nabízí PROFINET další funkce pro Parametrizaci a diagnostiku. To uživatelům poskytuje širší možnosti při konfiguraci a Monitorování jejich automatizačních komponent. Společnost TURCK tyto funkce integruje do svých zařízení podporujících PROFINET, čímž umožňuje centralizovanou správu a diagnostiku síťových zařízení.
6. Co znamená pojem „komunikace v reálném čase“ v souvislosti s PROFINETem?
PROFINET umožňuje přenos procesních dat v reálném čase (RT). Současně lze prostřednictvím stejné infrastruktury vyměňovat i další IT data. Společnost Turck využívá tyto komunikační možnosti ve svých zařízeních podporujících PROFINET. To umožňuje přenos dat z oblasti automatizace i informačních dat v rámci jedné sítě.
7. Co je to redundance systému PROFINET a k čemu slouží?
Redundance systému PROFINET zvyšuje dostupnost automatizačních systémů. V oblasti procesní automatizace jsou řídicí jednotky a I/O systémy často navrhovány jako redundantní, aby v případě poruchy některé součásti mohlo převzít funkci záložní řešení. Společnost TURCK podporuje tyto koncepce pomocí zařízení kompatibilních s PROFINET, která jsou schopna udržovat komunikační spojení s více řídicími jednotkami současně.
8. Co znamená redundance systému S2 v síti PROFINET?
Redundance systému S2 označuje architekturu PROFINET, v níž polní zařízení podporuje komunikační spojení jak s primárním řadičem, tak s jeho záložním řadičem. Dojde-li k poruše primárního řadiče, automaticky převezme jeho funkci záložní řadič. Společnost Turck podporuje tuto formu systémové redundance prostřednictvím modulu IO-Link master TBEN-L5-8IOL.
9. Jakou roli hraje IO-Link v sítích PROFINET?
PROFINET lze kombinovat s IO-Link a zajistit tak komplexní digitální konektivitu pro inteligentní polní zařízení. Společnost Turck kombinuje redundanci systému PROFINET s technologií IO-Link. To umožňuje integraci senzorů, zařízení pro zpětnou vazbu polohy, ventilových ostrovů, I/O rozbočovačů a dalších komponent do automatizačních architektur s vysokou dostupností.
10. V jakých aplikacích se používá PROFINET?
Síť PROFINET se využívá jak v průmyslové automatizaci, tak v automatizaci procesů. Jedním z příkladů je chemický nebo farmaceutický závod s vysokými požadavky na dostupnost a redundanci. Dalším příkladem je integrace senzorů, ventilových ostrovů nebo I/O rozbočovačů prostřednictvím rozhraní IO-Link do vysoce dostupné infrastruktury PROFINET.