ProfiNet이란 무엇입니까 : 아키텍처, 작업, 유형 및 응용 프로그램

Profinet 기술은 프로피버스 & PROFINET International은 2000년 초에 설립되었습니다. PROFINET은 컨트롤러와 장치 간에 데이터를 교환하는 데 사용되는 혁신적이고 개방된 표준 산업용 이더넷 솔루션입니다. 공업 자동화 . PROFINET 개념은 현장 장치/기계의 통신, 구성 및 진단을 위해 TCP/IP 및 XML과 같은 IT 표준을 사용하여 모든 산업 자동화 기술 요구 사항을 간단히 충족합니다. 따라서 잘 채택된 산업용 이더넷 솔루션입니다. 따라서 이 기사에서는 Profibus에 대한 간략한 정보를 제공합니다.

프로피넷이란?

PROFINET(프로세스 필드 넷)은 산업용 제어 시스템에서 장치와 컨트롤러 간의 데이터 교환을 위해 설계된 국제 표준에 기반한 산업용 통신 표준입니다. 여기서 컨트롤러는 PLC, PAC 또는 DCS인 반면 장치는 비전 시스템, I/O 블록, RFID 판독기, 프로세스 기기, 드라이브, 프록시 등입니다. 이것은 개방형 표준이므로 많은 제조업체에서 PAC와 같은 PROFINET 제품을 설계했습니다. PLC, 로봇, 드라이브, IO, 프록시 및 진단 도구.

이 산업용 통신 표준을 사용하여 HMI를 연결할 수 있으며, PLC , 분산 I/O, 감지기 , 다른 송신기 , VFD 및 액추에이터가 단일 네트워크에 있습니다. Profinet은 더 빠른 응답 시간을 제공하므로 데이터 수집이 더욱 향상됩니다.

Industrial Profinet은 전기적으로 시끄러운 환경 내에서 우수한 성능을 제공하는 차폐와 함께 사용할 수 있습니다. Profinet 장치를 식별하려면 장치 이름과 IP 주소로 정의해야 합니다. 네트워크 내의 모든 장치는 통신을 위해 IP 주소로 할당되어야 합니다. Profinet은 매우 빠른 통신 속도를 제공하기 위해 Profibus-DP와 유사한 원격 I/O로 사용됩니다.

더 큰 네트워크에서 네트워크 스위치는 간단한 배포를 위해 Profinet을 연결하는 데 사용됩니다. profinet의 장치는 유효한 IP 주소를 통해 식별됩니다. 예를 들어 profinet 장치의 IP 주소가 191.127.0.20인 경우 처음 세 자리는 네트워크 정보를 포함하고 마지막 자리는 장치 번호입니다.

ProfiNet 아키텍처

PROFINET은 주로 자동화 설정 내에서 컨트롤러와 장치 간에 데이터를 교환하도록 설계된 통신 프로토콜입니다. 따라서 가장 널리 사용되는 산업용 기반 이더넷 솔루션입니다. PROFINET은 개방형 표준이므로 많은 제조업체에서 PLC, 로봇, PAC, 프록시, IO, 진단 도구, 드라이브 등과 같은 다양한 PROFINET 제품을 개발했습니다.
PROFINET은 진단, 경보, 기능 안전 및 추가 정보와 같은 다양한 구성 요소 간의 주기적 및 비주기적 통신을 간단히 정의합니다. 따라서 PROFINET은 이러한 구성 요소를 연결하기 위한 통신 매체로 표준 이더넷을 사용합니다.

네트워크의 PROFINET 구성 요소는 이더넷 케이블로 연결되며 다른 이더넷 프로토콜이 유사한 인프라에 공존할 수 있도록 합니다. PROFINET 외에도 이더넷 기반의 다른 프로토콜을 사용하여 SNMP, OPC UA, HTTP 또는 MQTT와 같은 네트워크 균형을 조정할 수 있습니다.
ISO/기반 ProfiNet 아키텍처 OSI 모델 아래에 나와 있습니다. PROFINET은 애플리케이션 계층인 ISO/OSI 모드의 7개 계층에 있습니다. 일반적으로 이 7계층 ISO/OSI 모델은 단순히 통신 시스템의 추상화 계층을 정의합니다.

ProfiNet 작동

산업 자동화는 메시지가 예상되는 즉시 정확하게 전달하는 것을 의미하는 결정론적 통신뿐 아니라 고속 통신도 자주 필요로 합니다. 따라서 PROFINET은 메시지가 작업에 따라 적절한 속도와 결정성으로 전달되는지 확인해야 합니다. 그러나 모든 애플리케이션에 유사한 성능이 필요한 것은 아닙니다.

PROFINET은 위의 아키텍처와 같이 서로 다른 통신 채널을 사용하여 데이터를 전달하여 다음과 같은 적절한 성능을 보장합니다. TCP/IP 또는 UDP/IP, RT(PROFINET Real-Time) IRT(Isochronous Real-Time) 및 TSN(Time Sensitive Networking).

PROFINET은 TCP/IP를 사용하지 않으면 UDP/IP 통신을 사용합니다. 특히 구성 및 매개변수화와 같이 시간이 중요하지 않은 작업에 대해 그렇습니다. IP 기반 통신과 관련된 추가적인 대기 시간 및 지터로 인해 이 기술은 시간이 중요한 작업에 적합하지 않습니다.

PROFINET은 RT 채널을 사용하여 시간이 중요한 기반 응용 프로그램에서 사용하는 매우 빠르고 결정적인 방법으로 데이터를 전달합니다. PROFINET RT는 대부분의 시간이 중요한 응용 프로그램의 요구 사항을 충족합니다. 따라서 전체 성능은 주로 네트워크 설계에 따라 다르지만 250µs – 512ms의 주기 시간을 얻을 수 있습니다. 따라서 PROFINET의 모든 제품에 이 기능이 탑재되어 있기 때문에 PROFINET의 실시간 메커니즘을 활용하기 위해 특별한 구성이나 하드웨어가 필요하지 않습니다.

PROFINET IRT는 이더넷 트래픽을 전환하는 데 사용되는 규칙을 늘리고 PROFINET의 트래픽에 대한 특수 규칙을 생성하여 변경 가능한 데이터 지연을 줄임으로써 성능을 높이는 데 사용됩니다. 이 IRT는 인쇄기 및 포장 기계와 같은 정확한 고성능 기반 응용 프로그램에서만 선택 사항이며 필수입니다.

가장 최근의 PROFINET 사양 V2.4는 TSN을 통한 PROFINET과 같은 네 번째 통신 채널을 시작합니다. 이것은 ISO/OSI 모델의 데이터 링크 계층에 있는 새로운 기술입니다. 이더넷을 기본적으로 결정적으로 만드는 데 사용되는 IEEE 802 표준 세트입니다. IEEE 표준 중 일부는 다음과 같습니다. IEEE 802.1AS, IEEE 802.1-2018, IEEE 802.1Q-2018, IEEE 802.1CB 및 IEEE 802.1Q-2018.

ProfiNet 유형

Profinet은 구리 케이블과 같이 사용되는 케이블을 기반으로 두 가지 유형이 있습니다. 광섬유 케이블.

Profinet 구리 케이블

녹색 4선 차폐 케이블이며 100미터 거리에서 최대 100Mbps 패스트 이더넷을 지원합니다. 이 케이블을 사용하면 데이터가 두 방향으로 동시에 전송되는 전이중 전송이 이루어집니다. 또한 1Gbps 전송 속도를 위해 8심 구리 케이블을 사용합니다.

PROFINET 구리 케이블은 유형 A, 유형 B, 유형 R 및 유형 C로 제공됩니다.

• Type-A 구리 케이블은 주로 고정 설치에 사용됩니다.
• B형 구리 케이블은 굴곡이 있는 곳에 사용됩니다. 이러한 유형의 케이블은 진동이나 간헐적인 움직임에 견딜 수 있습니다.
• R형 구리 케이블은 로봇 애플리케이션에 사용됩니다.
• 유형 C 구리 케이블은 특수 응용 분야에 사용되며 동적 환경뿐만 아니라 움직임에도 견딜 수 있습니다. 예를 들어 회전 기계.
• 움직이는 부품에 사용되는 트레일링 케이블, 지하 통신에 사용되는 매설 케이블, 화재 방지에 사용되는 난연성 비부식성 케이블과 같은 다른 구리 케이블도 있습니다.

Profinet 광섬유 케이블

이 케이블은 커넥터를 직접 조립하는 데 사용되는 두 개의 병렬 와이어를 사용합니다. 이러한 유형의 케이블은 최대 100Mbit/s 속도와 전이중 통신을 지원합니다.

이러한 유형의 케이블은 수 킬로미터의 거리를 커버할 수 있는 것과 같은 많은 이점을 제공하고 플랜트 영역 간에 완전한 전기 절연을 제공합니다. 또한 이 케이블은 전자기 간섭에 강합니다. 이 케이블은 Type B 및 Type C의 두 가지 유형으로 제공되며 Type B 유형 케이블은 유연하거나 고정된 용도로 사용되며 Type C 케이블은 진동, 영구 이동 등과 같은 특수 용도에 사용됩니다.

ProfiNet 대 이더넷

그만큼 Profinet과 이더넷의 차이점 아래에서 논의됩니다.

ProfiNet 대 Profibus

그만큼 프로피넷과 프로피버스의 차이점 아래에서 논의됩니다.

프로피넷 커넥터

Profinet 커넥터는 특히 profinet 케이블의 종단을 위해 설계되었습니다. 이 커넥터는 경제성과 간단한 사용법으로 인해 매우 인기가 있습니다. 따라서 이들은 사용자 친화적이며 빠르게 연결되며 고성능을 제공하며 구조가 견고하고 충격에 강하며 유지 보수가 필요 없습니다.

ProfiNet 토폴로지

네트워크 설계에서 유연성과 레이아웃은 PROFINET의 주요 기능입니다. 모든 일반적인 이더넷 토폴로지가 사용될 때 거의 무제한의 조합 옵션을 지원합니다. 여기에는 다양한 기본 PROFINET 토폴로지가 있으므로 올바른 토폴로지 선택은 PROFINET 자동화 플랜트 설계에 중요합니다. 이 설계 후에 토폴로지를 조정해야 합니다. profinet 토폴로지를 설정하려면 추가 스위치가 필요할 수 있습니다. 스타, 트리 및 라인 토폴로지와 같은 다양한 기본 PROFINET 토폴로지를 사용할 수 있습니다.

스타 토폴로지

스타 토폴로지는 부분적인 지리적 확장을 포함한 영역에 적합합니다. 이 토폴로지는 다수의 통신 노드가 일반 스위치에 연합된 경우 자동으로 생성됩니다. 단일 PROFINET의 노드가 실패하거나 분리되면 PROFINET의 다른 노드가 계속 작동합니다. 그러나 중간 스위치가 실패하면 연결된 모든 노드에 대한 통신이 중단됩니다.

트리 토폴로지

트리 토폴로지는 다양한 스타 네트워크를 단일 네트워크에 연결하여 구성됩니다. 기능 단위는 별점에 결합된 자동화 플랜트의 부품으로 구성됩니다. 따라서 이들은 인접한 스위치를 통해 상호 네트워크로 연결됩니다. 스타 포인트에서 단일 스위치는 신호 분배기처럼 작동합니다.

라인 토폴로지

라인 토폴로지는 컨베이어 벨트용 자동화 플랜트에서 널리 사용되며 소형 기계 애플리케이션에도 사용됩니다. PROFINET의 장치에는 라인 토폴로지를 인식하는 데 도움이 되는 통합 스위치가 장착되어 있습니다. 회선 토폴로지를 사용할 때 회선 중단이 발생하면 장애가 발생한 장치 뒤에 정렬된 장치는 더 이상 연결할 수 없습니다. 따라서 중복 프로토콜을 사용하여 회선을 링 형태로 확장하여 이를 방지할 수 있습니다.

장점

그만큼 ProfiNet의 장점 다음을 포함합니다.

• PROFINET은 유연성, 개방성, 성능 및 효율성의 4가지 중요한 이점을 통해 생산성을 향상시키는 최상의 방법을 제공합니다.
• 높은 운영 가용성 및 안정성.
• 투명한 데이터의 접근성.
• 게이트웨이/프록시를 통해 기존 Fieldbus 시스템을 쉽고 완벽하게 결합합니다.
• 의미 있고 자세한 진단 옵션이 있습니다.
• Profinet을 사용하여 별, 선, 링 및 트리와 같은 다양한 토폴로지 옵션을 실행할 수 있습니다.
• 빠르고 능숙한 네트워크 시운전을 위한 토폴로지 인식 및 진단 기능을 제공합니다.
• Profibus의 기능적 안전은 잘못된 산업 기계 기능으로 인한 위험을 방지합니다.

애플리케이션

그만큼 ProfiNe의 응용 t에는 다음이 포함됩니다.

• PROFINET은 프로세스 자동화, 생산, 안전 및 등시성 모션 제어 애플리케이션과 같은 다양한 애플리케이션에서 사용됩니다.
• PROFINET은 모든 자동화 엔지니어링 영역에서 사용됩니다.
• 이것은 자동화 설정 내에서 장치와 컨트롤러 간의 데이터 교환에 사용되는 국제 표준을 기반으로 하는 개방형 산업용 이더넷 솔루션입니다.
• 프로세스 필드 Net은 Siemens PLC에서 사용됩니다.
• PROFINET은 프로세스 자동화, 빌딩 자동화 및 공장 자동화와 같은 자동화 솔루션을 구현하기 위해 다양한 분야에서 사용됩니다.
• PROFINET은 데이터 통신을 위해 산업용 이더넷을 통해 사용됩니다.
• 그것은 일반적으로 액체 및 가스와 같은 매체를 변경하고 제어하기 위한 자동화 공정에서 사용됩니다.
• 이들은 또한 연료 가스 공급, 폐수 또는 수처리를 위한 자동화 및 제어와 같은 다양한 영역에서 사용됩니다.
• 그것은 음료 산업, 유제품 및 식품 생산의 공장을 처리하는 데 사용됩니다.
• 가스, 자동차, 석유, 물류 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있습니다.

따라서 이것은 모든 것에 관한 것입니다. Profinet 개요 기술 – 응용 프로그램 작업. 이것은 시장에서 가장 중요한 산업용 이더넷 표준입니다. 이것은 미래 지향적인 기술이며 투자 보호 및 장기적인 가용성을 보장하기 위해 여러 제품 공급업체의 지원을 받아 전 세계적으로 확립되었습니다. 여기 질문이 있습니다. Profibus가 무엇입니까?