I. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Με την ταχεία ανάπτυξη της τεχνολογίας βιομηχανικού αυτοματισμού, η σημασία του βιομηχανικού προτύπου Ethernet ως σημαντικής γέφυρας που συνδέει διάφορες συσκευές αυτοματισμού, συστήματα ελέγχου και συστήματα πληροφοριών γίνεται όλο και πιο εμφανής. Μεταξύ πολλών βιομηχανικών προτύπων Ethernet, το Profinet και το EtherNet/IP έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στον βιομηχανικό τομέα λόγω των αντίστοιχων χαρακτηριστικών και πλεονεκτημάτων τους. Σε αυτό το άρθρο, θα εξηγήσουμε λεπτομερώς αυτά τα δύο βιομηχανικά πρότυπα Ethernet και θα συζητήσουμε τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους, τα σενάρια εφαρμογής και τις μελλοντικές τάσεις ανάπτυξης.
II. Επισκόπηση Profinet
Το Profinet είναι ένα πρότυπο διαύλου αυτοματισμού που βασίζεται στη βιομηχανική τεχνολογία Ethernet που εισήχθη από την PROFIBUS International (PROFIBUS International, PI). Το πρότυπο στοχεύει στην παροχή μιας ολοκληρωμένης λύσης δικτύου για τον τομέα των επικοινωνιών βιομηχανικού αυτοματισμού, που καλύπτει-Ethernet σε πραγματικό χρόνο, έλεγχο κίνησης, κατανεμημένο αυτοματισμό, αστοχία-ασφαλή και ασφάλεια δικτύου και άλλα επίκαιρα θέματα στον τομέα του αυτοματισμού. Το Profinet ως τεχνολογία cross-προμηθευτή, πλήρως συμβατό με την υπάρχουσα τεχνολογία fieldbus Ethernet (Profi US) για την προστασία των υφιστάμενων επενδύσεων. επενδύσεις.
Τεχνικά χαρακτηριστικά
Το Profinet ορίζει τρεις κατηγορίες πρωτοκόλλων επικοινωνίας: TCP/IP, RT (πραγματικός-χρόνος) και IRT (ισόχρονος πραγματικός-χρόνος). Το πρωτόκολλο TCP/IP χρησιμοποιείται κυρίως για PROFINET CBA και εργοστασιακή θέση σε λειτουργία, με χρόνο απόκρισης περίπου 100 ms. το πρωτόκολλο RT έχει σχεδιαστεί για εφαρμογές PROFINET CBA και PROFINET IO, με χρόνο απόκρισης μικρότερο από 10 ms. και το πρωτόκολλο IRT έχει σχεδιαστεί ειδικά για επικοινωνία PROFINET IO σε συστήματα μετάδοσης κίνησης, με χρόνο απόκρισης μικρότερο από 1 ms. Επιπλέον, το Profinet χρησιμοποιεί ένα μοντέλο επικοινωνίας που βασίζεται-το στοιχείο, το οποίο περιγράφει τα στοιχεία μέσω αρχείων PROFINET Component Description (PCD) σε μορφή XML, τα οποία μπορούν να φορτωθούν από το εργαλείο σχεδιασμού για να δημιουργηθούν οι λογικές σχέσεις μεταξύ των διαφορετικών στοιχείων.
Σενάρια εφαρμογής
Λόγω του υψηλού βαθμού δυνατοτήτων ενσωμάτωσης σε πραγματικό-χρόνο και δεδομένων, το Profinet χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορα σενάρια βιομηχανικού αυτοματισμού, όπως η κατασκευή αυτοκινήτων, η κατασκευή μηχανημάτων, η επεξεργασία τροφίμων και άλλοι τομείς. Ειδικά σε εφαρμογές με υψηλές-απαιτήσεις πραγματικού χρόνου, όπως ο έλεγχος ρομπότ και οι γραμμές παραγωγής υψηλής-ταχύτητας, το Profinet μπορεί να παρέχει σταθερή και αξιόπιστη μετάδοση δεδομένων και λειτουργίες ελέγχου σε πραγματικό-χρόνο.
III. Επισκόπηση EtherNet/IP
Το EtherNet/IP είναι ένα βιομηχανικό πρωτόκολλο επικοινωνίας Ethernet που αναπτύχθηκε από την Rockwell Automation και το διαχειρίζεται η ODVA (Open DeviceNet Vendors Association). Το πρωτόκολλο βασίζεται στο Common Industrial Protocol (CIP) και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για πρόσβαση σε αντικείμενα από τα δίκτυα ControlNet και DeviceNet. Το EtherNet/IP χρησιμοποιεί το φυσικό επίπεδο του δικτύου Ethernet και το πρωτόκολλο επικοινωνίας TCP/IP και μπορεί να υλοποιηθεί χρησιμοποιώντας λογισμικό σε μικροεπεξεργαστή χωρίς την ανάγκη ειδικού ASIC ή FPGA.
Τεχνικά Χαρακτηριστικά
Το EtherNet/IP χρησιμοποιεί ένα μοντέλο επικοινωνίας βάσει αντικειμένων που χειρίζεται τις συσκευές στο δίκτυο ως πολλά "αντικείμενα. Αυτό το μοντέλο υποστηρίζει πιο σύνθετες δομές δεδομένων και υπηρεσίες, επιτρέποντας στο EtherNet/IP να ανταποκρίνεται στις ανάγκες ενός ευρέος φάσματος εφαρμογών βιομηχανικού αυτοματισμού. Επιπλέον, το EtherNet/IP έχει σχεδιαστεί με έναν συγκεκριμένο μηχανισμό μεταγωγής δεδομένων σε πραγματικό{{3}4} σε πραγματικό χρόνο για εφαρμογή απόδοση.
Σενάρια εφαρμογής
Το EtherNet/IP χρησιμοποιείται ευρέως στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού λόγω του ανοιχτού προτύπου και της εκτεταμένης υποστήριξής του. Είναι κατάλληλο για συστήματα βιομηχανικού αυτοματισμού όλων των μεγεθών, από απλό έλεγχο PLC έως πολύπλοκα κατανεμημένα συστήματα ελέγχου που μπορούν να βρουν EtherNet/IP. Ειδικά στη Βόρεια Αμερική, το EtherNet/IP χρησιμοποιείται ευρύτερα και έχει γίνει ένα από τα βασικά πρότυπα επικοινωνίας στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού.
IV. Σύγκριση Profinet και EtherNet/IP
Το Profinet και το EtherNet/IP, ως δύο κύρια βιομηχανικά πρότυπα Ethernet, έχουν τα δικά τους πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα σε τεχνικά χαρακτηριστικά και σενάρια εφαρμογών. Το Profinet έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην Ευρώπη, ειδικά στη Γερμανία, για τον υψηλό βαθμό δυνατοτήτων ενσωμάτωσης σε πραγματικό-χρόνο και δεδομένων. ενώ το EtherNet/IP κατέχει δεσπόζουσα θέση στη Βόρεια Αμερική για τα ανοιχτά πρότυπα και την εκτεταμένη υποστήριξή του. Στην πραγματική εφαρμογή, οι χρήστες μπορούν να επιλέξουν το κατάλληλο βιομηχανικό πρότυπο Ethernet σύμφωνα με τις δικές τους ανάγκες.
V. Μελλοντικές τάσεις ανάπτυξης
Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας βιομηχανικού αυτοματισμού, τα βιομηχανικά πρότυπα Ethernet προχωρούν και βελτιώνονται επίσης. Στο μέλλον, το Profinet και το EtherNet/IP θα συνεχίσουν να διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού και θα εξελίσσονται με την ανάπτυξη νέων τεχνολογιών. Ταυτόχρονα, με την ενσωμάτωση του IoT, των μεγάλων δεδομένων, της τεχνητής νοημοσύνης και άλλων τεχνολογιών, τα βιομηχανικά πρότυπα Ethernet θα αντιμετωπίσουν επίσης περισσότερες προκλήσεις και ευκαιρίες. Ανυπομονούμε να δούμε να εμφανίζονται περισσότερες καινοτόμες τεχνολογίες και λύσεις που θα οδηγήσουν τον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού σε υψηλότερο επίπεδο.