Analizë gjithëpërfshirëse e arkitekturës së protokollit PROFINET, parimi i punës, avantazhet dhe disavantazhet

PROFINET është një protokoll komunikimi i përdorur nga sistemet e automatizimit industrial. Është një protokoll i bazuar në Ethernet që lejon komunikimin midis sistemeve të kontrollit industrial dhe pajisjeve të tilla si sensorë, aktivizues dhe kontrollues të tjerë. Zhvilluar nga PROFIBUS International, PROFINET është një protokoll i përdorur gjerësisht në prodhim dhe automatizimin industrial. Aktualisht, PROFINET është bërë një nga protokollet kryesore të komunikimit në fushën e automatizimit industrial dhe është përdorur gjerësisht në pajisje dhe sisteme të ndryshme të automatizimit industrial. Sipas statistikave, që nga viti 2019, ka më shumë se 250,000 nyje PROFINET IO dhe më shumë se 5 milionë pajisje PROFINET IO në përdorim në mbarë botën. PROFINET përdoret gjithashtu gjithnjë e më gjerësisht në industri të ndryshme, të tilla si prodhimi, industria e automobilave, industria e ushqimit dhe pijeve, industria e energjisë dhe e trajtimit të ujit, etj.

Arkitektura e PROFINET

PROFINET miraton arkitekturën me shtresa, duke përfshirë shtresën fizike, shtresën e lidhjes së të dhënave, shtresën e rrjetit dhe shtresën e aplikimit. Shtresa fizike e PROFINET përdor kabllot standarde Ethernet dhe lidhësit për të mbështetur shpejtësi dhe distanca të shumta transmetimi. Shtresa e lidhjes së të dhënave të PROFINET miraton protokollin PROFINET IO, i cili mbështet transmetimin e të dhënave në kohë reale dhe menaxhimin e rrjetit. Shtresa e rrjetit të PROFINET miraton protokollin TCP/IP dhe mbështet topologji të ndryshme të rrjetit dhe strategji rutimi. Shtresa e aplikimit të PROFINET miraton protokollin PROFINET për të mbështetur komunikimin dhe bashkëpunimin midis pajisjeve dhe kontrolluesve të ndryshëm.

Si funksionon PROFINET

Lidhja e pajisjes dhe identifikimi automatik: Pajisjet në rrjetin PROFINET lidhen përmes shtresës fizike Ethernet dhe mbështesin identifikimin automatik dhe konfigurimin automatik të funksionit. Kur një pajisje bashkohet me rrjetin PROFINET, kontrolluesi PROFINET mund të identifikojë automatikisht llojin, adresën, atributet dhe informacione të tjera të pajisjes së re dhe të konfigurojë automatikisht adresën IP, adresën MAC, parametrat e rrjetit, etj. për të.

Protokolli i komunikimit dhe transmetimi i të dhënave: Protokolli i komunikimit PROFINET bazohet në teknologjinë Ethernet, miraton dhe e zgjeron protokollin TCP/IP. Protokolli i komunikimit PROFINET mbështet transmetimin e llojeve të ndryshme të të dhënave, siç janë të dhënat në kohë reale, të dhënat në kohë reale, të dhënat e kontrollit dhe të dhënat e diagnostikimit të defekteve. Në rrjetin PROFINET, transmetimi i të dhënave mund të realizohet në tre mënyra: komunikimi i të dhënave IO, komunikimi i të dhënave TCP/IP dhe komunikimi i të dhënave në kohë reale.

Mekanizmi i komunikimit në kohë reale: PROFINET miraton mekanizëm komunikimi në kohë reale, i cili mund të realizojë transmetimin e të dhënave me shpejtësi të lartë, të besueshme dhe të saktë në kohë reale. PROFINET mbështet dy mekanizma komunikimi në kohë reale, përkatësisht PROFINET RT dhe PROFINET IRT. PROFINET RT është i përshtatshëm për transmetim të të dhënave me vonesë të ulët dhe me shpejtësi të lartë në kohë reale, të tilla si aplikacionet e kontrollit të lëvizjes; PROFINET IRT është i përshtatshëm për aplikime kontrolli dhe monitorimi me precizion të lartë, të tilla si kontrolli i temperaturës, kontrolli i rrjedhës, etj. Mekanizmi i komunikimit në kohë reale mund të zbatohet me anë të komunikimit periodik midis pajisjeve PROFINET IO dhe kontrollorëve PROFINET I/O.

Topologjia e rrjetit dhe mekanizmi i tepricës: Rrjeti PROFINET mbështet topologjitë e shumta të pemëve, topologjitë, topologjitë e yjeve, etj. kërkesat e ndryshme të aplikimit dhe kërkesat e performancës së rrjetit. Në të njëjtën kohë, PROFINET mbështet gjithashtu mekanizmat e tepricës, të cilët mund të përmirësojnë besueshmërinë dhe qëndrueshmërinë e rrjetit, të tilla si teprica e pajisjes, teprica e shtigjeve dhe teprica e porteve.

Si një protokoll komunikimi për automatizimin industrial, PROFINET ka avantazhet dhe disavantazhet e mëposhtme:

PROFINET bazohet në teknologjinë Ethernet, dhe mbi këtë bazë është optimizuar dhe zgjeruar, pra ka efikasitet të lartë. Ai mbështet transmetimin e të dhënave me shpejtësi të lartë, të besueshme dhe të saktë në kohë reale dhe komunikimin e rrjetit, dhe mund të plotësojë kërkesat e komunikimit në kohë reale dhe jo reale në fushën e automatizimit industrial.

Fleksibiliteti: PROFINET mbështet një sërë topologjish rrjeti, duke përfshirë yllin, autobusin, unazën, pemën, etj., të cilat mund të zgjidhen në mënyrë fleksibël sipas kërkesave dhe performancës së rrjetit sipas kërkesave të ndryshme të aplikacioneve. Në të njëjtën kohë, PROFINET mbështet gjithashtu mekanizma të shumëfishtë të tepricës, si teprica e pajisjes, teprica e shtigjeve, teprica e portit, etj., për të përmirësuar besueshmërinë dhe qëndrueshmërinë e rrjetit.

Shkallëzueshmëria: PROFINET është një protokoll komunikimi i shkallëzuar që mund të mbështesë shumë pajisje dhe aplikacione të ndryshme, si sensorë, automatizues, sisteme automatizimi, etj. shumëllojshmëri të llojeve të ndryshme të të dhënave dhe protokolleve, duke përfshirë të dhënat në kohë jo reale, të dhënat në kohë reale, të dhënat e kontrollit dhe të dhënat e diagnostikimit të defekteve.

Lehtë për t'u integruar: Pajisjet në rrjetin PROFINET mund të jenë q q.integruar dhe konfiguruar në mënyrë të shkëlqyeshme përmes identifikimit automatik dhe funksioneve të konfigurimit automatik, gjë që redukton vështirësinë e instalimit dhe korrigjimit të pajisjes, dhe përmirëson efikasitetin e prodhimit dhe efikasitetin e punës.

mangësi:

Kompleksiteti: Si një protokoll i avancuar i komunikimit, PROFIN ka kosto më të larta të të mësuarit dhe të tjera të zbatimit të protokollit PROFIN. Përveç kësaj, konfigurimi dhe mirëmbajtja e rrjeteve PROFINET kërkon gjithashtu aftësi dhe përvojë të lartë, dhe nevojiten inxhinierë dhe teknikë profesionistë për mbështetje dhe menaxhim.

Kosto: Rrjeti PROFINET kërkon kosto të larta harduerike dhe softuerësh, duke përfshirë kontrollorët PROFINET, pajisjet PROFINET IO, ndërprerësit e rrjetit, etj. Në të njëjtën kohë, një pajisje dhe aplikacion duhet të korrespondojë dhe të autorizohet gjithashtu me një pajisje dhe aplikacion të autorizuar, PROFINET duhet të paguhen tarifat.

Siguria: Siguria e komunikimit me rrjetin PROFINET kërkon konfigurim dhe menaxhim të veçantë, duke përfshirë murin e zjarrit, enkriptimin e të dhënave, vërtetimin, etj. Nëse masat e sigurisë nuk janë vendosur, rrjetet PROFINET mund të përballen me kërcënime dhe sulme sigurie.

Për ta përmbledhur, protokolli PROFINET, rioperativiteti dhe performanca e lartë, por gjithashtu ka avantazhe të larta vizuele, rioperativë, performancë të lartë, por ka edhe përparësinë e lartë të protokollit PROFINET. ka disavantazhe të tilla si kompleksiteti i konfigurimit dhe mirëmbajtjes, nevoja për pajisje speciale, çështjet e sigurisë dhe kufizimet e vendosjes. Kur përdorni protokollin PROFINET, është e nevojshme të merren parasysh në mënyrë gjithëpërfshirëse avantazhet dhe disavantazhet e tij dhe të zgjidhni një skenar të përshtatshëm aplikimi dhe nevojat aktuale.

Në të ardhmen, drejtimi i zhvillimit të PROFINET përfshin kryesisht aspektet e mëposhtme:

Përshtatuni me nevojat e zhvillimit të Indust: 4.0, PROFINET do t'i kushtojë gjithnjë e më shumë vëmendje ndërlidhjes midis pajisjeve dhe ndarjes së të dhënave, dhe do t'i kushtojë më shumë vëmendje ndërveprueshmërisë dhe shkathtësisë, duke ofruar zgjidhje më fleksibël, efikase dhe inteligjente.

Forconi sigurinë: Me zhvillimin e vazhdueshëm të automatizimit industrial, kërcënimet dhe sulmet e sigurisë së rrjetit po bëhen gjithnjë e më të zakonshme. PROFINET do t'i kushtojë më shumë vëmendje sigurisë së komunikimit të rrjetit dhe do të ofrojë masa më gjithëpërfshirëse sigurie.

Përmirësimi i performancës dhe performancës në kohë reale: PROFINET do të vazhdojë të përmirësojë performancën dhe performancën në kohë reale, duke siguruar norma më të larta transmetimi të të dhënave dhe vonesë më të ulët për të përmbushur kërkesat në kohë reale dhe të performancës të pajisjeve dhe sistemeve të automatizimit industrial.

Forcimi i inteligjencës dhe funksioni vizual i PROFIN do të përmirësojë më tej funksionin e inteligjencës dhe vizualizimit PROFIN dhe do të përmirësojë më tej vizualizimin: funksionet e monitorimit, diagnostikimit dhe parashikimit dhe realizimi i menaxhimit dhe mirëmbajtjes inteligjente të pajisjeve dhe sistemeve.

Zgjero fushën e aplikimit: PROFINET do të zgjerojë më tej fushën e aplikimit, duke përfshirë më shumë industri dhe fusha, si mjekësia, hapësira ajrore, robotika, etj.

Me pak fjalë, PROINET do të vazhdojë të luajë një protokoll të rëndësishëm si PROINF. rolin në të ardhmen dhe promovimin e inovacionit dhe zhvillimit të vazhdueshëm në fushën e automatizimit industrial.