Thay đổi ngôn ngữ :
PROFINET là gì? Những điều bạn cần biết
PROFINET (Process Field Network) là giao thức truyền thông Ethernet công nghiệp mở, cho phép truyền dữ liệu theo thời gian thực giữa các hệ thống điều khiển và thiết bị trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Đây là giao thức tương tự PROFIBUS, nhưng PROFIBUS hoạt động dựa trên giao thức bus trường, còn PROFINET sử dụng Ethernet. Hãy tiếp tục tìm hiểu thêm về PROFINET, các chức năng của giao thức này và lý do PROFINET trở thành một giải pháp quan trọng trong tự động hóa công nghiệp.
Lịch sử phát triển của PROFINET
Phiên bản PROFINET đầu tiên, PROFINET CBA (Component Based Automation), được giới thiệu vào năm 2001 và ngừng phát triển vào năm 2014. Không giống như phiên bản kế nhiệm PROFINET IO (Input Output), phiên bản ban đầu này không được ứng dụng rộng rãi.
PROFINET IO ra mắt vào năm 2003 và trở thành nền tảng cho các bản cập nhật PROFINET sau này. Một trong những cải tiến quan trọng nhất diễn ra vào năm 2019, khi công nghệ Mạng nhạy cảm với thời gian (Time-Sensitive Networking – TSN) được tích hợp.
Do PROFINET là một giao thức mở, các nhà sản xuất trên toàn thế giới có thể phát triển nhiều thiết bị hỗ trợ PROFINET như robot, PLC, thiết bị IO và nhiều sản phẩm khác.
PROFINET hoạt động như thế nào?
Hệ thống PROFINET gồm 3 thành phần: bộ giám sát, bộ điều khiển và thiết bị.
- Bộ giám sát IO: Bộ giám sát được sử dụng để cấu hình hệ thống PROFINET, thiết lập các thông số thiết bị và thực hiện chẩn đoán. Khi không cần thiết, bộ giám sát không phải duy trì kết nối thường xuyên với mạng.
- Bộ điều khiển IO: Bộ điều khiển IO thường là bộ điều khiển logic khả trình (PLC), đảm nhiệm việc quản lý chương trình tự động hóa. Thành phần này điều khiển các thiết bị IO và thu thập dữ liệu do những thiết bị đó gửi về.
- Thiết bị IO: Thiết bị IO là các thiết bị trường, thực hiện trao đổi dữ liệu theo chu kỳ với một hoặc nhiều bộ điều khiển IO.
Các thành phần nêu trên phối hợp với nhau qua mạng Ethernet để trao đổi dữ liệu thời gian thực một cách tin cậy, dựa trên nhiều tiêu chuẩn truyền thông khác nhau.
Một mạng PROFINET cần có ít nhất một bộ điều khiển IO và một thiết bị IO. Bộ giám sát IO có thể được sử dụng tạm thời để thiết lập và chẩn đoán thiết bị IO, nhưng không phải là thành phần thiết yếu để mạng PROFINET hoạt động.
Các tiêu chuẩn truyền thông PROFINET
Đối với các tiêu chuẩn truyền thông được sử dụng trong mạng PROFINET, có ba tiêu chuẩn chính cần nắm rõ: TCP/IP hoặc UDP/IP, PROFINET Real-Time (RT) và PROFINET Isochronous Real-Time (IRT).
- TCP/IP hoặc UDP/IP: Các giao thức này được sử dụng trong những ứng dụng không đòi hỏi nghiêm ngặt về thời gian, chẳng hạn như chẩn đoán, cấu hình và thiết lập tham số. Nguyên nhân là do hoạt động truyền thông dựa trên IP làm phát sinh thêm độ dao động thời gian và độ trễ.
- PROFINET RT: PROFINET RT là giao thức truyền thông được sử dụng phổ biến nhất trong các mạng PROFINET. Về cơ bản, PROFINET RT bỏ qua lớp mạng và lớp vận chuyển trong quá trình truyền dữ liệu, nhờ đó rút ngắn đáng kể thời gian truyền. PROFINET RT có thể đạt thời gian chu kỳ từ 250µs đến 512ms.
- PROFINET IRT: PROFINET IRT tiến xa hơn PROFINET RT khi giảm thiểu độ dao động thời gian trong các ứng dụng có lưu lượng dữ liệu cao. IRT đạt thời gian chu kỳ 31,25µs với độ dao động thời gian chỉ 1µs. Giao thức này thường được sử dụng trong máy gia công vật liệu như gốm, gỗ hoặc kính, máy ép phun nhựa và máy đóng gói.
Lợi ích khi sử dụng PROFINET
PROFINET mang lại nhiều ưu điểm nổi bật và khác biệt so với các giao thức tương tự như PROFIBUS. Bao gồm khả năng mở rộng, tính linh hoạt và khả năng tích hợp với các hệ thống khác.
Khả năng mở rộng: Nhờ sử dụng lớp vật lý Ethernet, PROFINET có thể hoạt động với nhiều cấu trúc liên kết mạng khác nhau, bao gồm cấu trúc hình sao, vòng và cây. Hệ thống cũng hỗ trợ giao tiếp ngang hàng và giao tiếp IO, giúp mạng PROFINET dễ dàng thích ứng với nhu cầu của doanh nghiệp.
Tính linh hoạt: Các chức năng tùy chọn như dự phòng, dấu thời gian, IRT và cảnh báo chẩn đoán giúp PROFINET trở thành một hệ thống có tính linh hoạt và mô-đun hóa cao. PROFINET có thể đáp ứng những yêu cầu riêng của từng doanh nghiệp, đồng thời vẫn tuân theo các tiêu chuẩn Ethernet công nghiệp.
Tích hợp với các hệ thống khác: Do sử dụng Ethernet công nghiệp, PROFINET tương thích với Ethernet tiêu chuẩn và có thể cung cấp các chức năng TCP/IP khi cần. Việc tích hợp với Ethernet tiêu chuẩn được thực hiện dễ dàng, cho phép liên kết các quy trình trên toàn cầu thông qua PROFINET.
Tích hợp PROFINET và IIoT
PROFINET là giao thức dựa trên Ethernet và sử dụng các tiêu chuẩn mở, vì vậy rất phù hợp để tích hợp vào Công nghiệp Internet vạn vật (Industrial Internet of Things – IIoT). Toàn bộ dữ liệu cần thiết đã được thu thập; việc tích hợp IIoT cho phép theo dõi xu hướng và đưa ra kết luận dựa trên nguồn dữ liệu này.
Việc tích hợp mạng PROFINET vào IIoT có thể giúp loại bỏ tình trạng dừng máy ngoài kế hoạch bằng cách cảnh báo sớm cho người vận hành khi các thông số hiệu suất nằm ngoài ngưỡng tiêu chuẩn được xác định. Nhờ đó, người vận hành có thể chủ động lên kế hoạch bảo trì, giảm thiểu thời gian dừng máy cần thiết, đồng thời tránh các sự cố gián đoạn hoặc ngừng hoạt động đột xuất.
Kết luận
Đối với các giải pháp tự động hóa nhà máy thân thiện với người dùng, PROFINET là công nghệ dẫn đầu thị trường. Tốc độ truyền dữ liệu nhanh như chớp, độ tin cậy vượt trội cùng các chức năng toàn diện đã tạo nên một giao thức có khả năng đáp ứng nhu cầu sử dụng trong nhiều thập kỷ.
Bạn đang tìm kiếm một giải pháp tiện lợi hơn?
Chúng tôi khuyên bạn nên lựa chọn trục tuyến tính drylin® không cần bảo trì kết hợp với động cơ igus®. Hệ thống điều khiển D1 tự động nhận diện nhiều thông số của động cơ. Điều này giúp bạn không phải cấu hình động cơ.
Tại sao tôi cần D1?
Bên cạnh các ứng dụng khác, hệ thống điều khiển động cơ D1 phù hợp để vận hành bằng điện cho:
- Trục tuyến tính
- Robot gantry (robot tuyến tính/robot gantry XY/robot gantry XYZ)
- Robot delta
