PROFINET |

PROFINET

PROFINET (Process Field Net ) คือโปรโตคอลของเครือข่ายการสื่อสารที่ทำงานอยู่บนเลเยอร์ 7 ( หรือเลเยอร์ Application เทียบกับ OSI Model ) เป็นโปรโตคอลในกลุ่มของ Industrial Ethernet , PROFINET เป็นโปรโตคอลที่ได้รับการพัฒนาโดยทีมบริษัทออโตเมชั่นเช่น Siemens และสถาบันต่างๆของเยอรมันหลายแห่ง ในปัจจุบันดูแลโดย PROFIBUS & PROFINET International (PI)
PROFINET มี 2 เวอร์ชั่นคือ
1. PROFINET CBA (Component Based Automation) ซึ่งเป็นเวอร์ชั่นแรกเปิดตัวในปี ค.ศ. 2001 ใช้สำหรับเครือข่ายของ plants, component engineering
2. PROFINET IO (input output)

สำหรับควบคุมอุปกรณ์เช่นเซ็นเซอร์ , actuators และ drives อุปกรณ์ในเครือข่าย PROFINET IO มี 3 กลุ่มหลักดังนี้คือ
-I/O controller ทำหน้าที่เป็น Master station เช่น PLC , Motion Controller , Robot control, CNC
-I/O device ทำหน้าที่เป็น Slave station ซึ่งถูกควบคุมโดย Master, I/O device จะถูกกำหนดการทำงานโดยการใช้ GSD File (General Station Description File )
-I/O Supervisor คืออุปกรณ์ประเภท Programming device เช่น PC หรือ HMI สำหรับการ commissioning และ diagnostics

PROFINET Protocol

ปัจจุบัน PROFINET มีจำนวน 3 โปรโตคอลดังรูปที่ 1

รูปที่ 1

1. PROFINET NRT ( Non Real-Time ) หรืออีกชื่อคือ PROFINET TCP/IP ใช้พื้นฐานมาจาก TCP/IP (หรือ UDP/IP ) มี cycle time ของการสื่อสารประมาณ 100 ms เป็นโปรโตคอลสำหรับ PROFINET CBA
2. PROFINET RT (Real-time ) เป็นโปรโตคอลที่ใช้สำหรับ PROFINET IO ทำงานบนมาตรฐานแบบ Ethernet ( เฉพาะชั้นกายภาพและ Data Link ) มี cycle time ของการสื่อสารประมาณ 10 ms
3. PROFINET IRT ( Isochronous Real-Time) ใช้สำหรับ PROFINET IO ในระบบการขับเคลื่อน ( Drive ) มี cycle time ของการสื่อสารประมาณ 31.25 us สามารถเชื่อมต่ออุปกรณ์ได้มากสุด 1024 โหนด ชั้น Data link ของ PROFINET IRT ใช้โปรโตคอลแบบ TSN (Time Sensitive Networking )

Data transmission

การส่งผ่านข้อมูลของ Real-time มีสองแบบคือ Cyclic transmission ใช้สำหรับ I/O data และ Acyclic transmission สำหรับข้อมูลเช่น alarm, Parameter, diagnostic, commissioning data, I&M data

Transmission mode ของ PROFINET เป็นแบบ Full duplex

แบบจำลอง PROFINET

รูปที่ 2

จากรูป 2 เป็นแบบจำลอง PROFINET ซึ่งเป็นเครือข่ายที่ใช้ได้ 3 โปรโตคอล และเนื่องจากโปรโตคอล NRT ใช้พื้นฐานมาจาก TCP/IP ดังนั้นจึงมีโปรโตคอลเช่น HTTP, SNMP, SMTP ( โปรโตคอลของฝั่ง IT Application ) ทำงานอยู่เลเยอร์บน คู่กับ PROFINET Application

ชั้นกายภาพของ PROFINET รองรับมาตรฐานหลายแบบเช่น

⦁ IEEE 802.3 (Standard Ethernet, Fast Ethernet , Gigabit Ethernet ) ดังนั้นความเร็วการสื่อสารคือ 10 Mbps., 100 Mbps. ,1 Gbps ขึ้นอยู่กับประเภทสาย LAN

⦁ IEEE 802.1 เป็นมาตรฐานในชั้น data link ชื่อโปรโตคอลคือ TSN

⦁ IEEE 802.3cg หรือ Ethernet APL ซึ่งเป็นชั้นกายภาพขั้นสูงของ Ethernet ใช้ในกรณีที่ต้องการวางสายของเครือข่าย PROFINET ในสภาพแวดล้อมที่ย่ำแย่ โดยจะถูกใช้งานแทน IEEE 802.3

PROFINET จำนวน 1 เครือข่าย สามารถเลือกการส่งข้อมูลได้หลายๆ Channel ซึ่งกำหนดโดยโปรโตคอลในชั้น Data link
⦁ สำหรับงานที่ไม่ต้องการความเร็วมาก (NRT, Non Real-time ) เช่นการกำหนดค่าและการกำหนดพารามิเตอร์ (configuration และ parameterization) โดยในชั้น 3,4 จะใช้การสื่อสารแบบ TCP/IP หรือ UDP/IP
⦁ สำหรับงานที่ต้องการความเร็ว ( Real time ) เช่น RT, หรือ IRT จะใช้ช่องทางแบบ Real time ในเลเยอร์ Data Link สื่อสารโดยตรงกับเลเยอร์ application

อุปกรณ์ในเครือข่าย PROFINET IO

รูปที่ 3

รูปที่ 3 เป็นเครือข่าย PROFINET IO แบบ RT จำนวน 1 เครือข่าย ประกอบด้วยอุปกรณ์ดังนี้

1. Master station (IO controller) มีจำนวน 1 ตัวต่อเครือข่าย คืออุปกรณ์เช่น PLC , Motion Controller , Robot control, CNC เครือข่ายในรูป ใช้ S7-1200 ซึ่งเป็น compact PLC
2. Slave station (I/O device) มีได้หลายๆตัวในเครือข่าย I/O device จะถูกกำหนดการทำงานโดยการใช้ GSD File (General Station Description File ) เช่น barcode reader, MTP1000 และ Device Module RJ71PN93
3. IO Supervisor คืออุปกรณ์ประเภท Programming device เช่น PC หรือ HMI สำหรับการ commissioning และ diagnostics
4. สายสื่อสาร Ethernet

อุปกรณ์ที่ใช้กับเครือข่าย PROFINET ของมิตซูบิชิ

อุปกรณ์ของมิตซูบิชิมี 2 แบบคือ
⦁ PROFINET IO Controller Module ทำหน้าที่เป็น master ของเครือข่าย
⦁ PROFINET IO Device Module ทำหน้าที่เป็น slave ของเครือข่าย

รูปที่ 4

รูปที่ 4 เป็นเครือข่าย PROFINET เมื่อใช้ Master station เป็น RJ71PN92 โดยมี ET200 และRJ71PN93 เป็น slave station ส่วน GX Works 3 คือ IO Supervisor

Post Views: 82