شبکه پروفی نت چیست؟

پروفی‌نت (PROFINET) یک استاندارد اتصال شبکه‌ای (Network) در حوزه اتوماسیون صنعتی است که بر پایه‌ی تکنولوژی اترنت بنا شده است. این استاندارد به دستگاه‌های مختلف صنعتی امکان ارتباط و ابتدا به اتوماسیون صنعتی امکان می‌دهد. در واقع، PROFINET به‌عنوان یک سیستم ارتباطات گسترده، انعطاف‌پذیر و قدرتمند برای ادوات اتوماتیک در محیط‌های صنعتی شناخته می‌شود.

مشخصات شبکه پروفی‌نت

اترنت مبتنی بر IP

PROFINET از استاندارد اترنت مبتنی بر IP به‌عنوان بستر اصلی برای ارتباطات استفاده می‌کند. این امر امکان انتقال داده‌ها با سرعت بالا و استفاده آسان از زیرساخت اترنت را فراهم می‌کند.

انعطاف‌پذیری

PROFINET به دلیل انعطاف‌پذیری بالا، قابلیت اتصال به دستگاه‌های مختلف اتوماسیونی را فراهم می‌کند. این اتصالات می‌توانند از طریق کابل‌های اترنت یا حتی ارتباطات بی‌سیم انجام شوند.

پشتیبانی از پروتکل‌های صنعتی

PROFINET از پروتکل‌های صنعتی مانند PROFINET IO، PROFINET CBA و PROFINET RT پشتیبانی می‌کند که برای انتقال داده‌ها با سرعت و به‌صورت هم‌زمان به دستگاه‌های مختلف اتوماسیونی امکان می‌دهد.

کاربردهای متنوع

از PROFINET در کارخانه‌ها و خطوط تولید، سیستم‌های ماشین‌آلات، اتوماسیون فرایند، و حتی در محیط‌های میدانی و موبایل (مانند رباتیک) استفاده می‌شود.

سازگاری با سیستم‌های قدیمی

PROFINET امکان ادغام با سیستم‌های قدیمی‌تر را فراهم می‌کند تا به کاربران امکان ارتقاء به این فناوری را بدون نیاز به تغییرات گسترده در زیرساخت‌های موجود بدهد.

به‌طورکلی، PROFINET به‌عنوان یک استاندارد پیشرفته در زمینه اتوماسیون صنعتی شناخته می‌شود که باعث بهبود انعطاف‌پذیری، سرعت ارتباطات، و کارایی در محیط‌های صنعتی می‌شود.

تاریخچه شبکه پروفی نت 

شبکه PROFINET، به‌عنوان یک استاندارد اتوماسیون صنعتی بر پایه اترنت، دارای یک تاریخچه پرفشار و پراهمیت است. در اینجا به تاریخچه‌ی توسعه و تکامل این شبکه پرداخته می‌شود:

آغاز توسعه

توسعه شبکه PROFINET در دهه ۱۹۹۰ آغاز شد، هنگامی که صنعت نیاز به یک راهکار اتصال گسترده و مؤثر برای اتوماسیون صنعتی بیشتر شد. توسعه‌دهندگان به دنبال استفاده از اترنت و TCP/IP برای ارتباطات صنعتی بیشتر می‌گشتند.

آغاز استفاده از اترنت

ازآنجایی‌که اترنت ابزاری کارآمد برای ارتباطات در محیط‌های صنعتی ارائه می‌کرد، PROFINET از این تکنولوژی برای توسعه‌اش بهره‌مند شد. این انتخاب باعث افزایش سرعت و امکان ادغام با سیستم‌های موجود شد.

پیشرفت در استاندارد‌ها

استاندارد‌های مختلفی برای PROFINET ایجاد شدند، از جمله PROFINET IO که برای انتقال داده‌ها به دستگاه‌های ورودی/خروجی (I/O) متمرکز به کار می‌رفت و PROFINET CBA که امکان ارتباط با دستگاه‌های هوشمند و پیچیده را فراهم می‌کرد.

گسترش استفاده

با پیشرفت‌های مستمر در تکنولوژی ارتباطات و اترنت، PROFINET به‌سرعت در صنایع مختلفی از جمله خودروسازی، نفت و گاز، فولاد، و سایر صنایع استفاده شد.

استقرار بین‌المللی

PROFINET به طور بین‌المللی شناخته شده و توسط سازمان PROFIBUS و PROFINET International (PI) نظارت می‌شود. این سازمان بر مبنای همکاری و هماهنگی بین تولیدکنندگان و کاربران ایجاد شده است.

پیشرفت‌های مدرن

امروزه، PROFINET به‌عنوان یک استاندارد مدرن ارتباطات صنعتی شناخته می‌شود و توانمندی‌های جدیدی برای ارتقاء کارایی و اتصالات در محیط‌های صنعتی ارائه می‌دهد.
به‌طورکلی، توسعه‌ی PROFINET نشان از تلاش‌ها و پیشرفت‌های مداوم در زمینه اتوماسیون صنعتی و استفاده بهینه از تکنولوژی‌های جدید دارد.

سیستم PROFINET IO چیست و چگونه کار می‌کند؟

PROFINET IO یکی از نسخه‌های استاندارد PROFINET است که برای اتصال دستگاه‌های ورودی/خروجی (I/O) به شبکه PROFINET به کار می‌رود. این سیستم به وسیله‌ی یک شبکه اترنت بر پایه‌ی پروتکل TCP/IP اطلاعات را انتقال می‌دهد و در محیط‌های صنعتی برای کنترل و اطلاع‌رسانی در سطح فیلد (Field Level) به کار می‌رود.

چگونگی کار PROFINET IO

اتصال دستگاه‌های I/O

ابتدا، دستگاه‌های I/O (ورودی/خروجی) به شبکه PROFINET IO متصل می‌شوند. این دستگاه‌ها می‌توانند انواع مختلفی از سنسورها و دستگاه‌های دیگر باشند.

شبکه اترنت

سیستم PROFINET IO از اترنت بر پایه‌ی پروتکل TCP/IP به‌عنوان بستر اصلی برای ارتباطات استفاده می‌کند. این اتصال به دستگاه‌ها امکان ارسال و دریافت داده‌ها را در سرعت بالا و با قابلیت اطمینان فراهم می‌کند.

پروتکل PROFINET

PROFINET IO از پروتکل PROFINET برای ارتباطات استفاده می‌کند. این پروتکل امکان انتقال داده‌ها به‌صورت دوسویه و همگام را برای دستگاه‌های I/O فراهم می‌کند.

تحول به سرورهای کنترلی

داده‌های از دستگاه‌های I/O به سرورهای کنترلی ارسال می‌شوند. سرورهای کنترلی نقش مرکزی در مدیریت عملکرد و اطلاعات سیستم ایفا می‌کنند.

برنامه‌ریزی

سیستم PROFINET IO به‌وسیله برنامه‌ریزی اطلاعات به دستگاه‌های I/O می‌پردازد. این برنامه‌ریزی شامل تنظیمات و فرامین کنترلی موردنیاز برای هر دستگاه است.

مانیتورینگ و کنترل

سرورهای کنترلی مسئول مانیتورینگ و کنترل عملکرد دستگاه‌های I/O هستند. آن‌ها اطلاعات دریافتی را تجزیه‌وتحلیل کرده و تصمیمات مربوط به کنترل و اجرای عملیات‌ها را اتخاذ می‌کنند.

انتقال داده‌ها به سیستم‌های مدیریت بالاتر

داده‌ها از سیستم PROFINET IO به سیستم‌های مدیریت بالاتر (مانند SCADA یا سیستم‌های MES) انتقال می‌یابند تا اطلاعات صنعتی به‌صورت جامع مدیریت شوند.

به طور خلاصه، PROFINET IO به دستگاه‌های I/O این امکان را می‌دهد که به شبکه اترنت متصل شده و داده‌های صنعتی را بین این دستگاه‌ها و سرورهای کنترلی منتقل کنند تا کارایی و کنترل در سطح فیلد بهبود یابد.

سرعت شبکه پروفی نت چه‌قدر است؟

سرعت شبکه PROFINET معمولاً به‌وسیله تکنولوژی‌های مختلف و تنظیمات شبکه تعیین می‌شود. در PROFINET، از چندین سرعت انتقال داده برای مختلف کاربردها استفاده می‌شود. برخی از سرعت‌های رایج در شبکه PROFINET عبارت‌اند از:

PROFINET IO (Fast Ethernet)

سرعت 100 مگابیت بر ثانیه (100 Mbps) برای ارتباطات PROFINET IO بر پایه‌ی تکنولوژی Fast Ethernet استفاده می‌شود. این سرعت برای اکثر کاربردهای صنعتی مناسب است و امکان اتصال دستگاه‌های I/O به سرعت بالا را فراهم می‌کند.

PROFINET IRT (Isochronous Real-Time)

PROFINET IRT برای کاربردهایی که نیاز به زمان‌بندی دقیق و هماهنگ برای انجام واحد زمانی خاص دارند، از سرعت‌های بالاتری استفاده می‌کند. این شبکه معمولاً از سرعت 1 گیگابیت بر ثانیه (1 Gbps) بهره می‌برد.

PROFINET IRT Conformance Class C (CCR)

برخی از تنظیمات PROFINET IRT Conformance Class C از سرعت‌های 1 گیگابیت بر ثانیه و حتی 10 گیگابیت بر ثانیه (10 Gbps) استفاده می‌کند. این سرعت‌ها معمولاً برای کاربردهایی که نیاز به انتقال داده‌های بزرگ و در زمان واقعی دارند، مناسب هستند.

مهم‌ترین نکته این است که سرعت شبکه PROFINET به‌عنوان یک شبکه اترنتی، به‌طورکلی از سرعت‌ها و استانداردهای اترنت استفاده می‌کند. با توجه به نیازهای خاص هر کاربرد، ممکن است از سرعت‌های مختلفی در شبکه PROFINET استفاده شود.

شبکه پروفی نت در زیمنس چه کاربردی دارد؟

شبکه پروفی‌نت (PROFINET) در زیمنس در صنعت به طور گسترده برای اتصال و کنترل دستگاه‌ها و تجهیزات مختلف به کار می‌رود. این شبکه صنعتی با استفاده از تکنولوژی اترنت، امکان انتقال داده‌ها با سرعت بالا و ارتباط هم‌زمان بین دستگاه‌ها را فراهم می‌کند. موارد زیر نشان‌دهنده کاربردهای اصلی شبکه پروفی‌نت در زیمنس هستند:

کنترل و اتوماسیون صنعتی

PROFINET به‌عنوان یک شبکه صنعتی برای کنترل و اتوماسیون صنعتی به کار می‌رود. این امکان را فراهم می‌کند تا دستگاه‌ها و تجهیزات مختلف با پی ال سی و سایر دستگاه‌های کنترلی ارتباط برقرار کنند و داده‌ها به‌سرعت به‌روزرسانی شوند.

اتصال درایوها و موتورها

PROFINET به‌عنوان یک شبکه ارتباطی برای درایوهای صنعتی و موتورها به کار می‌رود. این اتصالات به کنترل دقیق حرکت و سرعت درایوها و موتورها کمک می‌کنند.

(اتصالات I/O) ورودی و خروجی

PROFINET برای اتصال دستگاه‌های ورودی و خروجی (I/O) مورداستفاده قرار می‌گیرد. این اتصالات به کنترل سنسورها، کنترل کننده‌ها، و دستگاه‌های دیگر که در فرآیندهای تولید مورد نیاز هستند، امکان ارتباط فوری را ممکن می‌سازد.

اتصال دستگاه‌های HMI واحد رابط کاربری 

برای اتصال دستگاه‌های رابط کاربری انسان و ماشین (HMI) به سیستم‌های کنترلی، PROFINET مورداستفاده قرار می‌گیرد. این اتصالات به کاربران امکان کنترل و نظارت بر فرآیندها را از راه دور می‌دهد.

ارتباط با سایر شبکه‌ها

PROFINET به‌عنوان یک ابزار ارتباطی، قابلیت ارتباط با سایر شبکه‌ها را داراست. این امکان را می‌دهد تا اطلاعات به‌صورت مؤثر و همگام بین شبکه‌های مختلف منتقل شوند.

مدیریت ترافیک و زمان‌بندی

PROFINET به‌عنوان یک شبکه با قابلیت مدیریت ترافیک و زمان‌بندی دقیق، برای صنایعی که به زمان‌بندی دقیق در انتقال داده‌ها نیاز دارند، مناسب است.

استفاده از PROFINET در زیمنس به بهبود بهره‌وری، انعطاف‌پذیری و کنترل بهتر فرآیندهای صنعتی کمک می‌کند.