การตีความมาตรฐานอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรม

I. บทนำ

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ความสำคัญของมาตรฐานอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมในฐานะสะพานสำคัญที่เชื่อมต่อกับอุปกรณ์อัตโนมัติ ระบบควบคุม และระบบข้อมูลต่างๆ มีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ ในบรรดามาตรฐานอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมจำนวนมาก Profinet และ EtherNet/IP ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านอุตสาหกรรมโดยอาศัยคุณสมบัติและข้อดีที่เกี่ยวข้อง ในบทความนี้ เราจะอธิบายมาตรฐานอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมทั้งสองนี้โดยละเอียด และหารือเกี่ยวกับคุณลักษณะทางเทคนิค สถานการณ์การใช้งาน และแนวโน้มการพัฒนาในอนาคต

ครั้งที่สอง ภาพรวมของ Profinet

Profinet เป็นมาตรฐานบัสอัตโนมัติที่ใช้เทคโนโลยีอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมที่เปิดตัวโดย PROFIBUS International (PROFIBUS International, PI) มาตรฐานนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อมอบโซลูชันเครือข่ายที่สมบูรณ์สำหรับด้านการสื่อสารระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม ครอบคลุม-อีเทอร์เน็ตแบบเรียลไทม์ การควบคุมการเคลื่อนไหว ระบบอัตโนมัติแบบกระจาย -ความปลอดภัยและความปลอดภัยเครือข่ายที่ล้มเหลว และหัวข้อยอดนิยมอื่นๆ ในปัจจุบันในด้านระบบอัตโนมัติ Profinet เป็นเทคโนโลยีข้าม-ผู้จำหน่าย ซึ่งเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี fieldbus ที่มีอยู่ (เช่น PROFIBUS) เพื่อปกป้องการลงทุนที่มีอยู่ การลงทุน

คุณสมบัติทางเทคนิค

Profinet กำหนดคลาสโปรโตคอลการสื่อสารสามคลาส: TCP/IP, RT (เรียล-ไทม์) และ IRT (ไอโซโครนัสเรียล-ไทม์) โปรโตคอล TCP/IP ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับ PROFINET CBA และการทดสอบการทำงานของโรงงาน โดยมีเวลาตอบสนองประมาณ 100 มิลลิวินาที โปรโตคอล RT ได้รับการออกแบบมาสำหรับแอปพลิเคชัน PROFINET CBA และ PROFINET IO โดยมีเวลาตอบสนองน้อยกว่า 10 ms และโปรโตคอล IRT ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับการสื่อสาร PROFINET IO ในระบบไดรฟ์ โดยมีเวลาตอบสนองน้อยกว่า 1 ms นอกจากนี้ Profinet ยังใช้โมเดลการสื่อสารตามส่วนประกอบ- ซึ่งอธิบายส่วนประกอบผ่านไฟล์ PROFINET Component Description (PCD) ในรูปแบบ XML ซึ่งสามารถโหลดได้โดยเครื่องมือการวางแผนเพื่อสร้างความสัมพันธ์เชิงตรรกะระหว่างส่วนประกอบต่างๆ

สถานการณ์การใช้งาน

เนื่องจากความสามารถในการบูรณาการตามเวลาจริงและข้อมูลในระดับสูง Profinet จึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในสถานการณ์ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การผลิตยานยนต์ การผลิตเครื่องจักร การแปรรูปอาหาร และสาขาอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่มีความต้องการเรียลไทม์-สูง เช่น การควบคุมหุ่นยนต์และสายการผลิต-ความเร็วสูง Profinet สามารถให้ฟังก์ชันการส่งข้อมูลและการควบคุมเรียลไทม์-ที่เสถียรและเชื่อถือได้

ที่สาม ภาพรวม EtherNet/IP

EtherNet/IP เป็นโปรโตคอลการสื่อสารอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมที่พัฒนาโดย Rockwell Automation และจัดการโดย ODVA (Open DeviceNet Vendors Association) โปรโตคอลนี้อิงตาม Common Industrial Protocol (CIP) และสามารถใช้เพื่อเข้าถึงออบเจ็กต์จากเครือข่าย ControlNet และ DeviceNet EtherNet/IP ใช้ฟิสิคัลเลเยอร์ของเครือข่ายอีเธอร์เน็ตและโปรโตคอลการสื่อสาร TCP/IP และสามารถใช้งานได้โดยใช้ซอฟต์แวร์บนไมโครโปรเซสเซอร์โดยไม่ต้องใช้ ASIC หรือ FPGA พิเศษ

คุณสมบัติทางเทคนิค

EtherNet/IP ใช้โมเดลการสื่อสารตามอ็อบเจ็กต์-ที่ปฏิบัติต่ออุปกรณ์บนเครือข่ายเหมือนกับ "อ็อบเจ็กต์จำนวนมาก โมเดลนี้สนับสนุนโครงสร้างข้อมูลและบริการที่ซับซ้อนมากขึ้น ทำให้ EtherNet/IP สามารถตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย นอกจากนี้ EtherNet/IP ยังได้รับการออกแบบให้มีกลไกการสลับข้อมูลแบบเรียลไทม์-เฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการเวลาจริง-สูง ผลงาน.

สถานการณ์การใช้งาน

EtherNet/IP ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเนื่องจากมีมาตรฐานแบบเปิดและการสนับสนุนที่ครอบคลุม เหมาะสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมทุกขนาด ตั้งแต่การควบคุม PLC แบบธรรมดาไปจนถึงระบบควบคุมแบบกระจายที่ซับซ้อน สามารถค้นหา EtherNet/IP ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอเมริกาเหนือ EtherNet/IP มีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นและได้กลายเป็นหนึ่งในมาตรฐานการสื่อสารกระแสหลักในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

IV. การเปรียบเทียบ Profinet และ EtherNet/IP

Profinet และ EtherNet/IP ซึ่งเป็นมาตรฐานอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมหลักสองมาตรฐาน มีข้อดีและข้อเสียในลักษณะทางเทคนิคและสถานการณ์การใช้งานในตัวเอง Profinet มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในยุโรป โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเยอรมนี เนื่องจากมีความสามารถในการบูรณาการเวลาจริงและข้อมูลในระดับสูง ในขณะที่ EtherNet/IP ครองตำแหน่งที่โดดเด่นในอเมริกาเหนือในด้านมาตรฐานแบบเปิดและการสนับสนุนที่กว้างขวาง ในการใช้งานจริง ผู้ใช้สามารถเลือกมาตรฐานอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมที่เหมาะสมได้ตามความต้องการของตนเอง

V. แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมอย่างต่อเนื่อง มาตรฐานอีเธอร์เน็ตอุตสาหกรรมก็มีความก้าวหน้าและปรับปรุงเช่นกัน ในอนาคต Profinet และ EtherNet/IP จะยังคงมีบทบาทสำคัญในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม และพัฒนาไปพร้อมกับการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ในเวลาเดียวกัน ด้วยการบูรณาการ IoT ข้อมูลขนาดใหญ่ ปัญญาประดิษฐ์ และเทคโนโลยีอื่นๆ มาตรฐานอีเทอร์เน็ตอุตสาหกรรมจะเผชิญกับความท้าทายและโอกาสที่มากขึ้น เราหวังว่าจะได้เห็นเทคโนโลยีและโซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมใหม่ ๆ เกิดขึ้นเพื่อขับเคลื่อนระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมไปสู่ระดับที่สูงขึ้น