Truyền thông PROFINET là gì?

PROFINET là một hệ thống Ethernet công nghiệp mở dựa trên các tiêu chuẩn quốc tế và một phần của IEC 61158 / IEC 61784-2, xác định tín hiệu trông như thế nào trên dây và phương tiện truy cập dây phải làm gì, nó cũng sử dụng Ethernet công nghiệp làm lớp vật lý (được xác định bởi IEEE802.3). Đây là giao thức liên lạc thời gian thực, nghĩa là các thiết bị có thể trao đổi dữ liệu theo thời gian thực với độ trễ tối thiểu. Nó cũng là một giao thức xác định, nghĩa là dữ liệu được trao đổi với độ trễ có thể dự đoán được.

Sử dụng PROFINET, các thành phần có thể giao tiếp theo chu kỳ hoặc không theo chu kỳ và trao đổi chẩn đoán, chức năng an toàn, cảnh báo và thông tin bổ sung.

Là phương tiện truyền thông, PROFINET sử dụng Ethernet để liên kết tất cả các thành phần đó. Các thành phần PROFINET có thể được kết nối trong mạng cùng với các giao thức Ethernet khác như OPC UA, SNMP, MQTT hoặc HTTP, có thể được sử dụng để bổ sung cho PROFINET.

Đặc điểm của PROFINET là gì?

PROFINET cung cấp một số lợi ích so với các hệ thống fieldbus truyền thống, bao gồm tốc độ liên lạc nhanh hơn, băng thông cao hơn và tăng tính linh hoạt. Nó cũng cho phép chẩn đoán và bảo trì từ xa, có thể giảm thời gian ngừng hoạt động và tăng năng suất.

Tiết kiệm chi phí nối dây và lắp đặt bằng cách sử dụng cơ chế IO phân tán

Lớp vật lý: đồng, cáp quang, hoặc

không dây

100 Mbps, song công hoàn toàn

Cấu trúc liên kết linh hoạt (Đường, cây, sao và vòng)

Băng tần cao

Kích thước tin nhắn lớn

Không gian địa chỉ mở rộng

Cho phép cùng tồn tại với các giao thức Ethernet khác

Ưu điểm và chức năng của truyền thông PROFINET

Ưu điểm của truyền thông profinet.

Hiệu năng: Tự động hóa trong thời gian thực.

An toàn: truyền thông đảm bảo an toàn.

Phân tích: Vận hành nhanh chóng và khả năng xử lý sự cố hiệu quả.

Đầu tư hiệu quả: Tích hợp liền mạch các hệ thống fieldbus.

Chức năng của truyền thông profinet.

Thiết bị có thể thay thế mà không cần dùng đến công cụ ES.

Khả năng về mặt kỹ thuật.

Các thông số của từng thiết bị đều được bảo vệ và tách biệt không chịu ảnh hưởng bởi thiết bị khác.

Tạo ra một sơ đồ top của thiết bị.

Quản lý thiết bị.

Truyền tải dữ liệu chính xác theo thời gian.

Cung cấp hệ thống dự phòng.

Dễ dàng thay thế thiết bị.

Những thiết bị cần thiết để thiết lập mạng PROFINET?

Để thiết lập mạng PROFINET, bạn cần sử dụng các thiết bị sau đây:

1. Thiết bị PROFINET IO Controller: Đây là một thiết bị chủ đạo trong mạng PROFINET, chịu trách nhiệm điều khiển và quản lý các thiết bị IO (Input/Output) khác trong mạng. Nó có thể là một bộ điều khiển PLC (Programmable Logic Controller), máy tính công nghiệp hoặc một thiết bị tương tự.
2. Thiết bị PROFINET IO Device: Đây là các thiết bị IO như cảm biến, động cơ, van điều khiển, bộ điều khiển nhiệt độ và các thiết bị khác được kết nối với mạng PROFINET. Chúng được điều khiển và quản lý bởi PROFINET IO Controller.
3. Switch: Switch PROFINET là một thiết bị mạng dùng để kết nối và chuyển tiếp dữ liệu giữa các thiết bị PROFINET IO Controller và PROFINET IO Device. Nó hỗ trợ giao thức PROFINET và đảm bảo việc truyền dữ liệu nhanh chóng và ổn định trong mạng.
4. Cáp Ethernet: Để kết nối các thiết bị trong mạng PROFINET, bạn cần sử dụng cáp Ethernet chất lượng cao và đáp ứng các yêu cầu của giao thức PROFINET. Cáp Ethernet Cat5e hoặc Cat6 được sử dụng phổ biến trong mạng PROFINET.
5. Bộ chuyển đổi (Media Converter): Nếu bạn cần kết nối các thiết bị PROFINET với mạng khác sử dụng giao thức khác, bạn có thể sử dụng bộ chuyển đổi (media converter) để chuyển đổi giao thức và định dạng tín hiệu.
6. Phần mềm cấu hình và quản lý: Để cấu hình và quản lý mạng PROFINET, bạn cần sử dụng phần mềm cấu hình và quản lý tương ứng với thiết bị PROFINET IO Controller.

Lưu ý rằng danh sách trên chỉ đề cập đến các thiết bị cơ bản cần thiết để thiết lập mạng PROFINET. Tùy thuộc vào quy mô và yêu cầu cụ thể của hệ thống, có thể có thêm các thiết bị và phụ kiện khác cần được sử dụng.

Cơ chế hoạt động của PROFINET

PROFINET hoạt động dựa trên giao thức Ethernet và sử dụng cơ chế cơ bản của mạng Ethernet để truyền dữ liệu. Dưới đây là cơ chế hoạt động của PROFINET:

Giao thức Ethernet: PROFINET sử dụng giao thức Ethernet để truyền dữ liệu trong mạng. Giao thức Ethernet cung cấp một cơ chế chung để đóng gói, chuyển tiếp và nhận dữ liệu qua các gói tin (packet) được truyền qua mạng.

TCP/IP và UDP/IP: PROFINET sử dụng các giao thức TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) và UDP/IP (User Datagram Protocol/Internet Protocol) để truyền dữ liệu qua mạng. Giao thức TCP/IP được sử dụng cho các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy cao và kiểm soát đường truyền, trong khi giao thức UDP/IP được sử dụng cho các ứng dụng cần tốc độ truyền dữ liệu nhanh hơn.

PROFINET Real-Time (RT): PROFINET hỗ trợ chế độ Real-Time để đảm bảo truyền dữ liệu trong thời gian thực. PROFINET RT sử dụng giao thức isochronous real-time (IRT) để đồng bộ hóa việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị trong mạng. Điều này đảm bảo việc truyền dữ liệu theo một lịch trình chính xác và đúng thời gian.

PROFINET IO: PROFINET IO là một phần của PROFINET và đảm nhận truyền dữ liệu giữa PROFINET IO Controller và PROFINET IO Device. PROFINET IO sử dụng giao thức Ethernet/IP để truyền dữ liệu IO trong mạng. Nó hỗ trợ cấu hình linh hoạt và truyền dữ liệu IO trong thời gian thực.

Nút giao tiếp (Communication Node): Mỗi thiết bị PROFINET trong mạng được coi là một nút giao tiếp. Nút giao tiếp chịu trách nhiệm gửi và nhận các gói tin dữ liệu thông qua giao thức Ethernet, đồng bộ hóa việc truyền dữ liệu và xử lý các lệnh và thông tin từ PROFINET IO Controller.

Ứng dụng truyền thông PROFINET

Truyền thông PROFINET có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp và tự động hóa. Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của truyền thông PROFINET:

Hệ thống điều khiển và tự động hóa nhà máy: PROFINET được sử dụng rộng rãi để truyền dữ liệu giữa các thiết bị điều khiển trong hệ thống tự động hóa nhà máy. Nó cung cấp khả năng truyền dữ liệu trong thời gian thực và đáng tin cậy, cho phép kiểm soát và giám sát các quy trình sản xuất và điều khiển các thiết bị như PLC, máy móc, cảm biến và actuator.

Robot và hệ thống tự động hóa linh hoạt: PROFINET được sử dụng để kết nối và điều khiển các robot và các hệ thống tự động hóa linh hoạt (Flexible Automation System) trong các môi trường sản xuất. Nó cho phép truyền dữ liệu tín hiệu IO và lệnh điều khiển giữa các thành phần trong hệ thống, tạo điều kiện cho hoạt động linh hoạt và hiệu quả.

Hệ thống điều khiển quy trình: Trong các ngành công nghiệp quy trình như hóa chất, dầu khí, năng lượng và nước, PROFINET được sử dụng để kết nối và kiểm soát các thiết bị và quy trình. Nó cho phép truyền dữ liệu tín hiệu analog và số hóa, giám sát và điều khiển các thông số quy trình như nhiệt độ, áp suất và lưu lượng.

Hệ thống an toàn: PROFINET cũng được sử dụng trong các ứng dụng an toàn trong tự động hóa công nghiệp. Nó hỗ trợ PROFINET Safety để truyền dữ liệu an toàn và giám sát các chức năng an toàn như dừng khẩn cấp, giảm tốc độ và bảo vệ an toàn cho các thiết bị và nhân viên.

Tự động hóa tòa nhà: PROFINET có thể được sử dụng trong hệ thống tự động hóa tòa nhà để quản lý và điều khiển các hệ thống như hệ thống điều hòa không khí, chiếu sáng, an ninh và kiểm soát truy cập. Nó cung cấp khả năng truyền dữ liệu trong thời gian thực và tích hợp các chức năng khác nhau trong một mạng duy nhất.

Truyền thông PROFINET mang lại nhiều lợi ích trong việc kết nối, kiểm soát và giám sát các thiết bị và hệ thống trong các ứng dụng công nghiệp và tự động hóa, đảm bảo tính linh hoạt, hiệu suất và an toàn.

Trên đây là những thông tin cơ bản về truyền thông PROFINET và các ứng dụng phổ biến của chúng. Hy vọng bạn có thể sử dụng hiệu quả chúng để phát triển mô hình kinh doanh của doanh nghiệp. Mọi thông tin chi tiết, bạn có thể liên hệ với chúng tôi qua số hotline: 0931.901.339 để được đội ngũ kỹ sư của chúng tôi tư vấn rõ hơn.

Tham khảo: nguồn Internet

Bài viết bạn nên xem:

PROFIBUS là gì? Nằm lòng tất tần tật kiến thức về giao thức PROFIBUS