Tìm hiểu chung về Profinet: khái niệm, đặc điểm, ưu điểm và ứng dụng

Profibus và Profinet là các giao thức truyền thông công nghiệp được sử dụng rộng rãi bởi các hệ thống điều khiển tự động hóa. BKAII đã có bài giới thiệu chi tiết về Profibus, bài viết này BKAII cùng các bạn tìm hiểu những đặc điểm cở bản của Profinet nhé!

Profinet (thường được viết là PROFINET, viết tắt của Process Field Net) là một tiêu chuẩn kỹ thuật công nghiệp để truyền dữ liệu qua Ethernet công nghiệp, được thiết kế để thu thập dữ liệu từ và điều khiển thiết bị trong các hệ thống công nghiệp, với sức mạnh đặc biệt trong việc cung cấp dữ liệu theo hạn chế thời gian chặt chẽ (theo thứ tự 1ms trở xuống)

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.

Cơ chế trao đổi dữ liệu

Một điểm khác biệt quan trọng giữa Profibus và Profinet đó là cơ chế trao đổi dữ liệu. Profibus sử dụng tương tác chủ-tớ, trong khi Profinet sử dụng mô hình nhà cung cấp người tiêu dùng.

Trong tương tác Profibus và Profinet hay chủ – tớ, chủ có quyền kiểm soát một chiều đối với tất cả các thiết bị và quy trình phụ của nó. Bộ điều khiển sẽ luôn là chủ và thiết bị IO sẽ luôn là nô lệ. Mô hình nhà cung cấp người tiêu dùng linh hoạt hơn.

Trong mạng PROFINET, bộ điều khiển và thiết bị IO đều có thể đảm nhận vai trò người tiêu dùng và nhà cung cấp, tận dụng bản chất song công đầy đủ của Ethernet. Bộ điều khiển cung cấp dữ liệu đầu ra cho các thiết bị IO được cấu hình với vai trò là nhà cung cấp và là người tiêu thụ dữ liệu đầu vào từ các thiết bị IO. Thiết bị IO là nhà cung cấp dữ liệu đầu vào và là nơi tiêu thụ dữ liệu đầu ra.

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.

Sự khác biệt giữa PROFINET và PROFIBUS

PROFINET là giao thức truyền dữ liệu dựa trên nền Ethernet công nghiệp, hỗ trợ giao tiếp nhanh hơn và có băng thông lớn hơn. Tức là, với một thông điệp khi được truyền trên mạng PROFINET có thể chứa được lượng thông tin nhiều hơn một thông điệp truyền trên mạng PROFIBUS.

Mặt khác, khi nhắc đến PROFIBUS, chúng ta sẽ nói về một giao thức truyền thông kỹ thuật số truyền thống và đã từng rất phổ biến, nó đã từng được sử dụng trong hầu hết các ngành và ứng dụng khác nhau từ dân dụng cho đến công nghiệp. Giao thức này dựa trên phương thức giao tiếp nối tiếp và đã đạt được rất nhiều lợi ích cũng như tính thuận tiện khi sử dụng.

So sánh

PROFINET

PROFIBUS

Tổ chức

Các lớp ứng dụng

Giống nhau

Danh mục

Kỹ thuật, GSDs

Lớp vật lý

Ethernet

RS485

Tốc độ

1 Gbit/s hoặc 100 Mbit/s

12 Mbit/s

Thông điệp

1440 bytes (theo chu kỳ)^

244 bytes

Địa chỉ

Không giới hạn

126

Công nghệ

Provider/consumer (Nhà cung cấp/ khách hàng)

Master/slave (Chủ/tớ)

Kết nối

Nhiều bus

PA + khác*

Không dây

IEEE 802.11, 15.1

Có thể**

Truyền động

>150 trục

32 trục

Máy-máy

Có

Không

Tích hợp dọc

Có

Không

* với nhiều thông điệp: lên tới 2^32-65 (mạch vòng)

** không có thông số kỹ thuật, nhưng có sẵn các giải pháp

Ứng dụng

Bảo toàn ᴠốn đầu tư

Hàng loạt các thiết bị trường từ nhiều nhà cung cấp khác nhau cũng như các thiết bị điều khiển, thiết bị mạng,… đều có các chức năng PROFINET. Giao diện nàу cung cấp trên hầu hết các thiết bị chuуển mạch ᴠới 2 cổng tích hợp để хâу dựng cấu trúc mạng buѕ haу mạch ᴠòng.

Sự tích hợp của hệ thống mạng trường hiện tại ᴠà ѕự bảo toàn ᴠốn đầu tư là một phần cốt уếu của Profinet.

Các ứng dụng mới với giải pháp mạng LAN không dây công nghiệp.

PROFINET đang sử dụng những tiện ích của công nghệ Ethernet vì vậy nó có thể dược sử dụng cho cấu trúc mạng hình sao và mạch vòng với môi trường mạng điện hoặc quang cũng như cho kết nối không dây.

Với mạng LAN không dây công nghiệp, AGVs hoặc các thiết bị bảo trì và vận hành di động có thể tích hợp dễn dàng vào hệ thống tự động hóa, và ngay cả với công nghệ an toàn

Ethernet trong ứng dụng thời gian thực với Profinet

Băng thông rộng cho phép sử dụng Ethernet trong tất cả các nhiệm vụ tự động hóa, bên cạnh việc truyền thông IO tuần hoàn IO (truyền số liệu trong 1ms), TCP/IP và giao thức IT có thể được sử dụng cùng một lúc trên cùng một mạng.

PROFINET cung cấp thời gian đáp ứng với truyền thông chu kì trong 1ms giữa bộ điều khiển PROFINET IO Controller và các thiết bị PROFINET IO Devices. PROFINET cũng cung cấp một giải pháp cho các tác vụ điều khiển truyền động nhanh và xác định.

Profinet đảm bảo chức năng an toàn

PROFIsafe như một mô tả ứng dụng độc lập của công nghệ mạng, nó có thể được sử dụng cho PROFIBUS cũng như đối với các hệ thống PROFINET. Các Slots IO trong thiết bị PROFINET-IO có thể được trộn lẫn giữa tiêu chuẩn và an toàn, điều này giúp giảm thiểu chi phí cáp và số lượng các module khác nhau. Các khách hàng sẽ có những khả năng và tiện ích mới trong việc sử dụng topo mạng Ethernet công nghiệp, bao gồm cả mạng không dây trong các ứng dụng của mình. Bên cạnh đó, công nghệ an toàn (Safety) cũng có thể sử dụng trên cùng một mạng. PROFINET cung cấp nhiều dải tốc độ xử lý khác nhau từ rấ nhanh, tốc độ cao cho đến các tốc độ cho các ứng dụng IT thông thường, tất cả đều trên một mạng.

Trên đây là một vài tìm hiểu của BKAII về PROFINET. Hy vọng bài viết mang đến những kiến thức hữu ích với các bạn. Có thắc mắc hay cần thêm thông tin các bạn liên hệ BKAII nhé!

Xem thêm: