I. JOHDANTO
Teollisuusautomaatiotekniikan nopean kehityksen myötä teollisen Ethernet-standardin merkitys tärkeänä eri automaatiolaitteita, ohjausjärjestelmiä ja tietojärjestelmiä yhdistävänä siltana korostuu. Monien teollisten Ethernet-standardien joukossa Profinet ja EtherNet/IP on käytetty laajasti teollisuudessa niiden ominaisuuksien ja etujen vuoksi. Tässä artikkelissa selitämme nämä kaksi teollista Ethernet-standardia yksityiskohtaisesti ja käsittelemme niiden teknisiä ominaisuuksia, sovellusskenaarioita ja tulevaisuuden kehitystrendejä.
II. Profinet Yleiskatsaus
Profinet on automaatioväylästandardi, joka perustuu PROFIBUS Internationalin (PROFIBUS International, PI) markkinoille tuomaan teolliseen Ethernet-tekniikkaan. Standardin tavoitteena on tarjota täydellinen verkkoratkaisu teollisuusautomaation viestinnän alalle, joka kattaa reaaliaikaisen-Ethernetin, liikkeenohjauksen, hajautetun automaation, vikaturvallisen ja verkkoturvallisuuden sekä muut ajankohtaiset automaation alan kuumat aiheet. Profinet on ristiin-toimittajien teknologia, joka on täysin yhteensopiva teollisen Ethernetin ja olemassa olevan kenttäväylätekniikan kanssa (kuten PROFIBUS:n suojaamiseen). olemassa olevista investoinneista. investointeja.
Tekniset ominaisuudet
Profinet määrittelee kolme viestintäprotokollaluokkaa: TCP/IP, RT (reaaliaikainen{0}}aika) ja IRT (isokroninen reaaliaikainen-aika). TCP/IP-protokollaa käytetään pääasiassa PROFINET CBA:ssa ja tehtaan käyttöönotossa, vasteaika noin 100 ms; RT-protokolla on suunniteltu PROFINET CBA- ja PROFINET IO -sovelluksiin, joiden vasteaika on alle 10 ms; ja IRT-protokolla on erityisesti suunniteltu PROFINET IO -viestintään taajuusmuuttajajärjestelmissä, joiden vasteaika on alle 1 ms. Lisäksi Profinet hyödyntää komponentti{7}}pohjaista viestintämallia, joka kuvaa komponentit PROFINET Component Description (PCD) -tiedostojen kautta XML-muodossa, jotka suunnittelutyökalu voi ladata loogisten suhteiden luomiseksi eri komponenttien välillä.
Sovellusskenaariot
Korkean reaaliaikaisen-tietojen ja tietojen integrointikykynsä ansiosta Profinetia käytetään laajasti erilaisissa teollisuusautomaation skenaarioissa, kuten autoteollisuudessa, koneiden valmistuksessa, elintarviketeollisuudessa ja muilla aloilla. Erityisesti sovelluksissa, joissa on korkeat reaaliaikaiset-vaatimukset, kuten robottiohjaus ja nopeat{3}}tuotantolinjat, Profinet voi tarjota vakaan ja luotettavan tiedonsiirron ja reaaliaikaisia-ohjaustoimintoja.
III. EtherNet/IP yleiskatsaus
EtherNet/IP on teollinen Ethernet-viestintäprotokolla, jonka on kehittänyt Rockwell Automation ja jota hallinnoi ODVA (Open DeviceNet Vendors Association). Protokolla perustuu Common Industrial Protocol (CIP) -protokollaan, ja sitä voidaan käyttää ControlNet- ja DeviceNet-verkoissa olevien objektien käyttämiseen. EtherNet/IP käyttää Ethernet-verkon fyysistä kerrosta ja TCP/IP-tiedonsiirtoprotokollaa, ja se voidaan toteuttaa mikroprosessorilla ilman erityistä ASIC- tai FPGA-liitäntää.
Tekniset ominaisuudet
EtherNet/IP käyttää objekti{0}}pohjaista viestintämallia, joka käsittelee verkossa olevia laitteita monina "objekteina. Tämä malli tukee monimutkaisempia tietorakenteita ja palveluita, mikä mahdollistaa EtherNetin/IP:n täyttämisen useiden teollisuusautomaatiosovellusten tarpeisiin. Lisäksi EtherNet/IP on suunniteltu erityisellä reaaliaikaisella-reaaliaikaisella tiedonvaihtomekanismilla, joka vaatii korkeaa reaaliaikaista suorituskykyä.
Sovellusskenaariot
EtherNetiä/IP:tä käytetään laajasti teollisuusautomaation alalla avoimen standardin ja laajan tuen ansiosta. Se soveltuu kaikenkokoisiin teollisuusautomaatiojärjestelmiin yksinkertaisesta PLC-ohjauksesta monimutkaisiin hajautettuihin ohjausjärjestelmiin, jotka voivat löytää EtherNet/IP:n. Erityisesti Pohjois-Amerikassa EtherNet/IP:tä käytetään laajemmin, ja siitä on tullut yksi valtavirran tietoliikennestandardeista teollisuusautomaation alalla.
IV. Profinetin ja EtherNetin/IP:n vertailu
Profinetilla ja EtherNet/IP:llä, kahtena valtavirran teollisena Ethernet-standardina, on omat etunsa ja haittansa teknisissä ominaisuuksissa ja sovellusskenaarioissa. Profinetia on käytetty laajalti Euroopassa, erityisesti Saksassa, sen korkean reaaliaikaisen-tietojen integrointikyvyn vuoksi. kun taas EtherNet/IP:llä on hallitseva asema Pohjois-Amerikassa avoimien standardiensa ja laajan tuen ansiosta. Varsinaisessa sovelluksessa käyttäjät voivat valita sopivan teollisen Ethernet-standardin omien tarpeidensa mukaan.
V. Tulevaisuuden kehitystrendit
Teollisuuden automaatioteknologian jatkuvan kehityksen myötä myös teolliset Ethernet-standardit edistyvät ja paranevat. Tulevaisuudessa Profinet ja EtherNet/IP ovat edelleen tärkeässä roolissa teollisuusautomaation alalla ja kehittyvät uusien teknologioiden kehittyessä. Samaan aikaan IoT:n, big datan, tekoälyn ja muiden teknologioiden integroinnin myötä teolliset Ethernet-standardit kohtaavat myös enemmän haasteita ja mahdollisuuksia. Odotamme innovatiivisempien teknologioiden ja ratkaisujen syntyvän teollisuusautomaation nostamiseksi korkeammalle tasolle.