معرفی PROFINET – استاندارد اترنت صنعتی

PROFINET پروتکل پیشرو در ارتباطات اترنت صنعتی است که توسط زیمنس توسعه یافته و به عنوان استانداردی جهانی برای اتوماسیون صنعتی و IIoT (اینترنت اشیاء صنعتی) مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پروتکل امکان تبادل داده‌های پرسرعت و دقیق بین PLCها، درایوها، HMIها و سایر تجهیزات صنعتی را فراهم می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی PROFINET

1. عملکرد بالا و ارتباط بلادرنگ

• بلادرنگ (RT): بهینه‌شده برای تبادل داده‌های دوره‌ای (مانند کنترل I/O).

• بلادرنگ همگام (IRT): دقت زمانی فوق‌العاده برای کنترل حرکت (زمان چرخه ≤۱ میلی‌ثانیه).

• پهنای باند: پشتیبانی از ۱۰۰ مگابیت بر ثانیه تا ۱ گیگابیت بر ثانیه (با استفاده از زیرساخت استاندارد اترنت).

2. یکپارچه‌سازی آسان

• سازگار با اترنت استاندارد (TCP/IP).

• اتصال Plug-and-Play با قابلیت تشخیص خودکار (DCP) و پیکربندی خودکار (LLDP).

• یکپارچه‌سازی با TIA Portal: راه‌اندازی آسان در STEP 7/TIA Portal.

3. انعطاف‌پذیری در توپولوژی

• پشتیبانی از توپولوژی‌های ستاره‌ای، خطی، حلقوی و درختی.

• افزونگی رسانه (PRP/HSR) برای عملکرد ایمن در برابر خطا.

4. تشخیص و عیب‌یابی پیشرفته

• مدیریت مبتنی بر وب (SNMP, HTTP).

• تشخیص عیوب PROFINET در TIA Portal برای رفع سریع مشکلات.

5. آماده برای صنعت ۴.۰ و IIoT

• یکپارچه‌سازی با OPC UA برای اتصال به فضای ابری.

• پشتیبانی از PROFINET over TSN (شبکه‌های حساس به زمان) برای مقیاس‌پذیری در آینده.

چرا PROFINET را انتخاب کنیم؟

1.  سریع‌تر از PROFIBUS (تا ۱۰۰ برابر سرعت بیشتر).
2.  کابل‌کشی ساده‌تر (استفاده از کابل‌های اترنت استاندارد: CAT5e/CAT6).
3.  مقیاس‌پذیر از ماشین‌آلات کوچک تا کارخانه‌های بزرگ.
4.  مستقل از فروشنده (استاندارد بین‌المللی PI).

مقایسه PROFINET و PROFIBUS

کاربردهای PROFINET

• صنعت خودروسازی (رباتیک، خطوط مونتاژ).

• کنترل فرآیند (صنایع شیمیایی، نفت و گاز).

• بسته‌بندی و جابجایی مواد.

• مدیریت انرژی (شبکه‌های هوشمند).

نحوه پیاده‌سازی PROFINET

۱. سخت‌افزار: استفاده از دستگاه‌های سازگار با PROFINET (مانند S7-1500، درایوهای G120، ماژول‌های ET200SP).
۲. نرم‌افزار: پیکربندی در TIA Portal یا STEP 7.
۳. کابل‌کشی: اترنت استاندارد (CAT5e+) با کانکتورهای IP20/IP67.
۴. عیب‌یابی: مانیتورینگ با PRONETA یا Wireshark.

محصولات زیمنس سازگار با PROFINET

زیمنس گستره‌وسیعی از محصولات صنعتی را ارائه می‌دهد که از PROFINET پشتیبانی می‌کنند. این محصولات برای اتوماسیون صنعتی، کنترل فرآیند و IIoT طراحی شده‌اند. در ادامه، مهم‌ترین دسته‌بندی‌ها و مدل‌های کلیدی آورده شده است:

1. کنترلرهای PLC (S7 Series)

a) سری S7-1200

• کاربرد: ماشین‌آلات کوچک تا متوسط.

• مدل‌های شاخص:

  • CPU 1214C: 4 پورت PROFINET (2 پورت اضافی برای شبکه‌های مستقل).

  • CPU 1217C: پشتیبانی از PROFINET IRT برای کنترل حرکت دقیق.

b) سری S7-1500

• کاربرد: سیستم‌های پیچیده و صنایع بزرگ.

• ویژگی‌ها:

  • پورت‌های PROFINET یکپارچه (تا 1 گیگابیت).

  • پشتیبانی از TSN (برای صنعت 4.0).

• مدل‌های پرکاربرد:

  • CPU 1511-1 PN

  • CPU 1516-3 PN/DP (ترکیبی با PROFIBUS).

c) سری S7-1500T (TIA Portal Motion Control)

• ویژگی: کنترل همزمان تا 32 محور با PROFINET IRT.

• مدل: CPU 1517TF-3 PN/DP.

2. درایوهای صنعتی (Drives)

a) درایوهای SINAMICS G120

• پروتکل: PROFINET با CU250S-2 PN کنترل یونیت.

• کاربرد: پمپ‌ها، فن‌ها، نوار نقاله.

b) درایوهای SINAMICS S120

• ویژگی: پشتیبانی از PROFINET IRT برای کنترل سروو.

• مدل: SINAMICS S210 (برای موتورهای سروو).

c) درایوهای SINAMICS V90

• ویژگی: PROFINET با پروتکل PROFIdrive.

• کاربرد: ماشین‌آلات CNC.

3. ماژول‌های I/O (ET200 Series)

a) ET200SP

• ویژگی: ماژولار، نصب روی ریل DIN.

• مدل: IM 155-6 PN (پورت PROFINET یکپارچه).

b) ET200MP

• ویژگی: پشتیبانی از پروفینت و PROFIBUS.

• کاربرد: سیستم‌های توزیع‌شده.

c) ET200AL

• ویژگی: مقاوم در برابر شرایط سخت (IP65/IP67).

4. HMI و پنل‌های عملیاتی

a) پنل‌های SIMATIC HMI

• مدل‌ها:

  • KTP700 Basic (پورت PROFINET).

  • TP1200 Comfort (برای کاربردهای پیشرفته).

b) پنل‌های SIMATIC IPC

• ویژگی: کامپیوترهای صنعتی با پورت‌های PROFINET.

• مدل: SIMATIC IPC477E.

5. تجهیزات شبکه‌سازی

a) سوئیچ‌های SCALANCE

• مدل‌ها:

  • SCALANCE XB-200 (برای توپولوژی‌های خطی).

  • SCALANCE XC-300 (برای محیط‌های سخت).

b) گیتوی‌های ارتباطی

• مدل: PG/PC با آداپتور CP 1616 (برای اتصال به PROFINET).

6. سیستم‌های کنترل توزیع‌شده (Distributed I/O)

a) SIMATIC PN/PND Coupler

• ویژگی: اتصال بین شبکه‌های PROFINET و PROFIBUS.

7. نرم‌افزارهای پیکربندی

a) TIA Portal (Totally Integrated Automation)

• ویژگی: پیکربندی یکپارچه تمام دستگاه‌های PROFINET.

• پلاگین‌ها: PRONETA (برای تست و عیب‌یابی شبکه).

جمع‌بندی

نکات مهم برای انتخاب محصولات

• سرعت: برای کنترل حرکت (مثل سروو)، از PROFINET IRT استفاده کنید.
• تعداد دستگاه‌ها: سوئیچ‌های SCALANCE برای شبکه‌های بزرگ ضروری هستند.
•  تست شبکه: از PRONETA برای عیب‌یابی سریع استفاده کنید.

فروش تجهیزات زیمنس در فروشگاه اینترنتی کنترل کالا  در آدرس Controlkala.ir

منابع آموزشی PROFINET

• سایت رسمی PROFINET: www.profinet.com

• مستندات زیمنس: دانلود از اینجا