تفاوت‌های اصلی بین پروتکل ارتباطی Profinet و Profibus، کانکتورها و تکامل فناوری اصلی آن

Profibus و Profinet دو مورد از محبوب ترین پروتکل های ارتباطی هستند که در اتوماسیون صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. هر دو پروتکل داستان منشأ مشابهی دارند، زیرا آنها به دلیل نیاز به استانداردسازی فرآیندهای انتقال داده در سیستم‌های صنعتی تصور شده‌اند.

تاریخچه Profinet در مقابل Profibus

استاندارد Process Fieldbus یا Profibus اولین بار در سال 1989 منتشر شد. برای توسعه آن، 21 شرکت از اروپا، به ویژه آلمان، گرد هم آمدند و قصد داشتند بر روی یک پلت فرم مشترک برای انتقال داده در سطح دستگاه های میدانی به توافق برسند.

Profibus چیست؟

Profibus یک پروتکل ارتباطی مبتنی بر سریال است و در استانداردهای IEC 61158 و IEC 61784 مستند شده است. Profibus DP بر اساس استاندارد RS-485 است، در حالی که Profibus PA بر اساس MBP-IS (اتوبوس منچستر) است.

Profibus چگونه کار می کند؟

RS-485 به دلیل پایداری کلی آن در مقایسه با سایر معماری های مبتنی بر سریال، به عنوان فناوری پایه برای Profibus DP انتخاب شد. با یک سیستم انتقال دو سیم، RS-485 از جریان دیفرانسیل استفاده می کند که به ولتاژ هدایت شده به زمین متکی نیست. بنابراین، RS-485 (و Profibus) در محیط‌های پر سر و صدا قوی‌تر هستند و طول کابل‌های طولانی‌تری دارند. اگرچه اجباری نیست، کابل Profibus شناخته شده است.

اگرچه Profibus DP و PA اساساً پروتکل یکسانی با پیام های یکسان هستند، اما در نوع لایه فیزیکی استفاده شده متفاوت هستند. DP با RS-485 دارای سرعت انتقال بین 9.6 کیلوبیت بر ثانیه تا 12 مگابیت بر ثانیه است. در پیکربندی استاندارد، 31 دستگاه را می توان به طور همزمان و تا 126 دستگاه را در صورت استفاده از هاب ها و تکرار کننده ها متصل کرد. از سوی دیگر، نرخ انتقال PA در 31.25 کیلوبیت بر ثانیه ثابت است. PA در اتوماسیون فرآیند در محیط‌های خطرناک محبوب‌تر است، جایی که این سرعت انتقال بیش از حد کافی است، اما ملاحظات ایمنی دیگری مورد نیاز است. DP به دلیل سرعت بیشتر و همچنین مقرون به صرفه بودن، به طور کلی محبوب تر است.

تا آنجا که شبکه های سیستمی، توپولوژی خط محبوب است، همچنین به عنوان زنجیره زنجیره ای شناخته می شود. Profibus در حالت کلاینت/سرور (قبلاً master/slave) کار می کند. مشتری (یا Master) کنترل کننده فرآیند است که بسته به اینکه از DP یا PA استفاده می شود، می تواند PLC یا ایستگاه اتوماسیون دیگری باشد. سرورها (یا بردگان) همه حسگرها، محرک‌ها و سایر اجزای میدانی شبکه هستند.

Profinet چیست؟

Profinet یک پروتکل مبتنی بر اترنت است که سرعت انتقال و انعطاف پذیری بیشتری را در مقایسه با Profibus فراهم می کند. کابل Profinet از سیم کشی استاندارد کابل اترنت، به علاوه محافظ و سایر پیشرفت ها برای مقاومت بهتر در محیط های صنعتی استفاده می کند. این کابل معمولا یک کابل سبز روشن با پایانه های RJ-45 است. اگرچه کابل‌های اترنت استاندارد می‌توانند کار کنند، استفاده از کابل‌های تخصصی Profinet محافظ شده به شدت توصیه می‌شود.

Profinet چگونه کار می کند؟

سرعت انتقال Profinet از 100 مگابیت بر ثانیه تا 1 گیگابیت بر ثانیه (یا بیشتر در آینده) متغیر است. به لطف پهنای باند بالاتر می توان پیام های بزرگتر را از طریق این شبکه ها منتقل کرد. همچنین، Profinet به تعداد تقریبا نامحدود گره اجازه می دهد.

به لطف این مزایا، Profinet برای اکثر برنامه های اتوماسیون مدرن که به انتقال سریع بسته های داده پیچیده نیاز دارند، مناسب تر است. Profinet همچنین Full-Duplex است، به این معنی که انتقال داده ها به صورت دوطرفه امکان پذیر است، در حالی که Profibus نیمه دوبلکس است.

Profinet بر اساس مدل تبادل داده های ارائه دهنده و مصرف کننده است. ارائه دهنده می تواند یک PLC یا یک DCS در سیستم باشد، در حالی که مصرف کنندگان همه دستگاه های سازگار با Profinet در شبکه هستند. برخلاف Profibus، در Profinet می‌توان چندین کنترلر برای یک دستگاه یا دستگاه‌های مشابه وجود داشته باشد که امکان پیاده‌سازی افزونگی‌ها را ممکن می‌سازد.

Profinet IO محبوب ترین نوع است. با آن، توپولوژی های متعددی مجاز هستند: خط، حلقه، درخت و ستاره. به لطف سادگی، توپولوژی خط همچنان بیشترین استفاده را در بین آنها دارد، اما به لطف انعطاف پذیری پروتکل، استفاده از توپولوژی های مختلط در حال افزایش است.