Sözlük · Protokol
PROFINET nedir?
PROFINET, PROFIBUS & PROFINET International (PI) tarafından geliştirilen, PLC ile saha cihazları arasında Ethernet üzerinden gerçek zamanlı I/O verisi taşıyan endüstriyel haberleşme standardıdır.
VOLSOFT mühendislik ekibi ·
PROFINET, PLC’ler ile uzak I/O, sürücü, valf terminali ve robot gibi saha cihazları arasında standart Ethernet altyapısı üzerinden gerçek zamanlı veri taşıyan endüstriyel haberleşme standardıdır. PROFIBUS & PROFINET International (PI) tarafından geliştirilir ve IEC 61158/61784 standartlarında tanımlıdır. Özellikle Siemens ağırlıklı tesislerde fabrika otomasyonunun en yaygın Ethernet tabanlı saha ağlarından biridir.
PROFINET ne işe yarar?
PROFINET’in asıl işi, PLC’nin sahadaki cihazlarla döngüsel olarak, belirli ve tekrarlanabilir sürelerde I/O verisi alışverişi yapmasını sağlamaktır. Aynı kablo üzerinden döngüsel proses verisi, döngüsel olmayan parametre okuma-yazma, alarm ve teşhis bilgisi taşınır. Standart TCP/IP trafiği de aynı ağda dolaşabildiği için cihaz web arayüzlerine veya mühendislik bağlantılarına ayrı bir ağ gerekmez.
Nasıl çalışır?
PROFINET IO’da üç rol vardır:
- IO controller: Genellikle PLC’dir; cihazlarla bağlantı kurar ve döngüsel veri alışverişini yönetir.
- IO device: Uzak I/O, sürücü, sensör gibi saha cihazlarıdır.
- IO supervisor: Devreye alma ve teşhis için kullanılan mühendislik bilgisayarı veya HMI’dır.
Her cihaz ağda bir cihaz adıyla (NameOfStation) tanımlanır; IP adresi başlangıçta bu ada göre DCP protokolüyle atanır. Cihazın modülleri ve veri yapısı, üreticinin verdiği XML tabanlı GSDML dosyasıyla mühendislik yazılımına tanıtılır.
Gerçek zamanlı veri için iki sınıf öne çıkar. RT (Real Time) döngüsel veriyi TCP/IP yığınını atlayarak doğrudan Ethernet çerçevesinde (EtherType 0x8892) taşır, standart switch’lerle çalışır ve tipik olarak birkaç milisaniyelik çevrim sürelerine uygundur. IRT (Isochronous Real Time) ise zaman dilimlerini rezerve ederek mikrosaniye mertebesinde, jitter’ı son derece düşük çevrimler sağlar; hareket kontrolü ve senkron eksenler için kullanılır, IRT destekli donanım ve planlı topoloji gerektirir.
PROFINET, PROFIBUS ve Modbus TCP farkı
| PROFINET | PROFIBUS DP | Modbus TCP | |
|---|---|---|---|
| Fiziksel katman | Ethernet | RS-485 | Ethernet |
| Hız | 100 Mbit/s ve üzeri | En fazla 12 Mbit/s | Ağ hızına bağlı |
| Gerçek zamanlılık | RT ve IRT ile deterministik | Döngüsel, deterministik | Sorgu-cevap, deterministik değil |
| Cihaz tanımı | GSDML | GSD | Üretici register haritası |
| Teşhis | Standart alarm ve teşhis | Var | Sınırlı |
Modbus TCP basit ve evrenseldir ama sorgu-cevap mantığıyla çalıştığı için I/O seviyesinde deterministik zamanlama sunmaz. PROFINET ise I/O ağı olarak tasarlanmıştır; veri toplama yazılımının doğrudan konuşacağı bir protokol olmaktan çok PLC ile saha arasındaki omurgadır.
Veri toplarken dikkat edilecekler
- Veriyi PLC’den okuyun. IO controller olan PLC, tüm cihaz verisini belleğinde tutar. S7 protokolü veya OPC UA ile PLC’den okumak, PROFINET ağına yeni katılımcı eklemekten daha güvenlidir.
- Ağ yükü. PROFINET ağına bağlanan yeni cihazlar ve yoğun TCP trafiği RT haberleşmesini etkileyebilir; veri toplama sunucusu mümkünse ayrı bir ağ arayüzünden bağlanmalıdır.
- Teşhis verisi değerlidir. Cihaz kopmaları ve modül arızaları PLC’de teşhis olarak görünür; bunlar duruş analizi için toplanabilir.
- Adres eşlemesi. Cihaz verisinin PLC’de hangi I/O adresine düştüğü proje dokümantasyonunda net olmalıdır.
VOLSOFT, PROFINET ağındaki PLC’lerden veri toplamayı Proxus platformu üzerinde kurar.
