ProfiNet क्या है: वास्तुकला, कार्य, प्रकार और इसके अनुप्रयोग

समस्याओं को खत्म करने के लिए हमारे साधन का प्रयास करें





Profinet प्रौद्योगिकी को द्वारा विकसित और प्रकाशित किया गया था प्रोफिबस & PROFINET इंटरनेशनल 2000 की शुरुआत में। PROFINET एक अभिनव और खुले मानक औद्योगिक ईथरनेट समाधान है जिसका उपयोग नियंत्रकों और उपकरणों के बीच डेटा के आदान-प्रदान के लिए किया जाता है औद्योगिक स्वचालन . PROFINET अवधारणा बस क्षेत्र के उपकरणों / मशीनों के संचार, विन्यास और निदान के लिए टीसीपी / आईपी और एक्सएमएल जैसे आईटी मानकों का उपयोग करके सभी औद्योगिक स्वचालन प्रौद्योगिकी आवश्यकताओं को पूरा करती है। तो, यह अच्छी तरह से अपनाया गया औद्योगिक ईथरनेट समाधान है। तो, यह लेख प्रोफिबस के बारे में संक्षिप्त जानकारी देता है - अनुप्रयोगों के साथ काम करना।


प्रोफिनेट क्या है?

PROFINET (प्रोसेस फील्ड नेट) अंतरराष्ट्रीय मानकों पर आधारित एक औद्योगिक संचार मानक है जो एक औद्योगिक नियंत्रण प्रणाली में उपकरणों और नियंत्रकों के बीच डेटा के आदान-प्रदान के लिए डिज़ाइन किया गया है। यहां, नियंत्रक पीएलसी, पीएसी, या डीसीएस हैं जबकि उपकरण दृष्टि प्रणाली, आई/ओ ब्लॉक, आरएफआईडी रीडर, प्रक्रिया उपकरण, ड्राइव, प्रॉक्सी आदि हैं। चूंकि यह एक खुला मानक है, इसलिए कई निर्माताओं ने पीएसी जैसे प्रोफिनेट उत्पादों को डिजाइन किया है, पीएलसी, रोबोट, ड्राइव, आईओ, प्रॉक्सी और डायग्नोस्टिक टूल।



इस औद्योगिक संचार मानक का उपयोग करके, हम एचएमआई को जोड़ सकते हैं, पीएलसी , वितरित I/O, a सेंसर , विभिन्न ट्रांसमीटरों , VFD, और एक्चुएटर्स एक ही नेटवर्क पर। Profinet एक त्वरित प्रतिक्रिया समय प्रदान करता है जिससे डेटा संग्रह और भी बेहतर हो जाता है।

इंडस्ट्रियल प्रोफिनेट परिरक्षण के साथ उपलब्ध है जो विद्युतीय रूप से शोर के आसपास बेहतर प्रदर्शन देता है। Profinet उपकरणों की पहचान करने के लिए, इसे IP पते के साथ डिवाइस के नाम से परिभाषित किया जाना चाहिए। नेटवर्क के भीतर प्रत्येक डिवाइस को संचार के लिए आईपी पते द्वारा आवंटित किया जाना चाहिए। Profinet का उपयोग Profibus-DP के समान एक दूरस्थ I/O के रूप में किया जाता है ताकि संचार की बहुत तेज़ गति प्रदान की जा सके।



बड़े नेटवर्क में, सरल वितरण के लिए प्रोफिनेट को जोड़ने के लिए एक नेटवर्क स्विच का उपयोग किया जाता है। Profinet के उपकरण की पहचान मान्य IP पतों के माध्यम से की जाती है। उदाहरण के लिए, यदि प्रोफिनेट डिवाइस में 191.127.0.20 आईपी पता है जहां पहले तीन अंकों में नेटवर्क जानकारी शामिल है और अंतिम अंक एक डिवाइस नंबर है।

ProfiNet आर्किटेक्चर

PROFINET एक संचार प्रोटोकॉल है जो मुख्य रूप से एक स्वचालन सेटिंग के भीतर नियंत्रकों के साथ-साथ उपकरणों के बीच डेटा के आदान-प्रदान के लिए डिज़ाइन किया गया है। तो यह सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला औद्योगिक आधारित ईथरनेट समाधान है। चूंकि PROFINET एक खुला मानक है, तो कई निर्माताओं ने PROFINET के विभिन्न उत्पाद विकसित किए हैं जैसे PLC, रोबोट, PAC, प्रॉक्सी, IO, डायग्नोस्टिक टूल, ड्राइव आदि।
PROFINET डायग्नोस्टिक्स, अलार्म, कार्यात्मक सुरक्षा और अतिरिक्त जानकारी जैसे विभिन्न घटकों के बीच चक्रीय और चक्रीय संचार को परिभाषित करता है। इसलिए, PROFINET इन घटकों को जोड़ने के लिए संचार माध्यम के रूप में मानक ईथरनेट का उपयोग करता है।

एक नेटवर्क में PROFINET घटक ईथरनेट केबल द्वारा जुड़े होते हैं और यह अन्य ईथरनेट प्रोटोकॉल को समान बुनियादी ढांचे में सह-अस्तित्व के लिए अनुमति देता है। PROFINET के अलावा, आप SNMP, OPC UA, HTTP, या MQTT जैसे नेटवर्क को संतुलित करने के लिए ईथरनेट पर आधारित अन्य प्रोटोकॉल का उपयोग कर सकते हैं।
ISO/ पर आधारित ProfiNet आर्किटेक्चर ओ एस आई मॉडल नीचे दिखाया गया है। PROFINET ISO/OSI मोड की 7 परतों पर रहता है जो कि एप्लिकेशन लेयर है। आम तौर पर, यह सात-परत आईएसओ/ओएसआई मॉडल केवल संचार प्रणाली की अमूर्त परतों को परिभाषित करता है।

  प्रोफिनेट आर्किटेक्चर
प्रोफिनेट आर्किटेक्चर

ProfiNet कार्य

औद्योगिक स्वचालन को अक्सर उच्च गति के साथ-साथ नियतात्मक संचार की आवश्यकता होती है, जिसका अर्थ है कि संदेशों को उनकी अपेक्षा के बाद ठीक से वितरित करना। इसलिए, PROFINET को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि संदेश कार्य के आधार पर उपयुक्त गति और नियतिवाद पर वितरित किए गए हैं। लेकिन सभी अनुप्रयोगों को समान प्रदर्शन की आवश्यकता नहीं होती है।

PROFINET उपयुक्त प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए उपरोक्त आर्किटेक्चर में दिखाए गए अनुसार विभिन्न संचार चैनलों का उपयोग करके डेटा वितरित करता है: टीसीपी/आईपी या यूडीपी/आईपी, आरटी (प्रोफिनेट रीयल-टाइम) आईआरटी (आइसोक्रोनस रीयल-टाइम), और टीएसएन (टाइम सेंसिटिव नेटवर्किंग)।

PROFINET टीसीपी/आईपी का उपयोग करता है अन्यथा यूडीपी/आईपी संचार, विशेष रूप से कॉन्फ़िगरेशन के साथ-साथ पैरामीटरकरण जैसे गैर-समय के महत्वपूर्ण कार्यों के लिए। आईपी ​​पर आधारित संचार से जुड़ी अतिरिक्त विलंबता और घबराहट के कारण, यह तकनीक समय-महत्वपूर्ण कार्यों के लिए अनुपयुक्त है।

PROFINET समय-महत्वपूर्ण-आधारित अनुप्रयोगों में उपयोग करने के लिए बहुत तेज़ और नियतात्मक तरीके से डेटा वितरित करने के लिए एक RT चैनल का उपयोग करता है। PROFINET RT अधिकांश समय-महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करता है। तो समग्र प्रदर्शन मुख्य रूप से नेटवर्क के डिजाइन पर निर्भर करता है, हालांकि, आप 250 μs - 512 ms से चक्र समय प्राप्त कर सकते हैं। इसलिए, आपको PROFINET के रीयल-टाइम तंत्र का उपयोग करने के लिए विशेष कॉन्फ़िगरेशन या हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं है क्योंकि PROFINET के सभी उत्पाद इस क्षमता से लैस हैं।

PROFINET IRT का उपयोग प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए किया जाता है ताकि यह ईथरनेट ट्रैफ़िक को स्विच करने के लिए उपयोग किए जाने वाले नियमों को बढ़ाकर और PROFINET के ट्रैफ़िक के लिए विशेष नियम बनाकर परिवर्तनशील डेटा विलंब को कम कर सके। यह आईआरटी वैकल्पिक है और केवल सटीक उच्च-प्रदर्शन-आधारित अनुप्रयोगों जैसे प्रिंटिंग प्रेस और पैकिंग मशीनों में आवश्यक है।

सबसे हालिया PROFINET विनिर्देश V2.4 ने TSN पर PROFINET जैसा चौथा संचार चैनल लॉन्च किया। यह एक नई तकनीक है जो आईएसओ/ओएसआई मॉडल में डेटा लिंक परत पर बैठती है। यह IEEE 802 मानकों का एक सेट है जिसका उपयोग डिफ़ॉल्ट रूप से ईथरनेट को नियतात्मक बनाने के लिए किया जाता है। आईईईई मानकों में से कुछ हैं; IEEE 802.1AS, IEEE 802.1-2018, IEEE 802.1Q-2018, IEEE 802.1CB और IEEE 802.1Q-2018।

ProfiNet प्रकार

तांबे केबल्स जैसे उपयोग किए जाने वाले केबल्स के आधार पर प्रोफिनेट दो प्रकार में उपलब्ध हैं और फाइबर ऑप्टिक केबल।

प्रोफिनेट कॉपर केबल

यह हरे रंग का और 4-तार वाला परिरक्षित केबल है और यह 100 मीटर की दूरी पर 100 एमबीपीएस फास्ट ईथरनेट को सपोर्ट करता है। इस केबल के इस्तेमाल से फुल डुप्लेक्स ट्रांसमिशन हासिल किया जाता है जिसका मतलब है कि डेटा एक साथ दो दिशाओं में ट्रांसमिट होता है। इसके अलावा, 1 जीबीपीएस ट्रांसमिशन दरों के लिए 8-कोर कॉपर केबल का उपयोग किया जाता है।

  ProfiNet कॉपर केबल
ProfiNet कॉपर केबल

PROFINET कॉपर केबल चार प्रकार के टाइप-ए, टाइप-बी, टाइप-आर और टाइप-सी में उपलब्ध हैं।

  • टाइप-ए कॉपर केबल्स मुख्य रूप से फिक्स्ड इंस्टॉलेशन के लिए उपयोग किए जाते हैं।
  • टाइप-बी कॉपर केबल का उपयोग किया जाता है जहां फ्लेक्सिंग मौजूद होती है। इस प्रकार के केबल कंपन या सामयिक गति का विरोध कर सकते हैं।
  • रोबोट अनुप्रयोगों में टाइप-आर कॉपर केबल का उपयोग किया जाता है।
  • टाइप सी कॉपर केबल का उपयोग विशेष अनुप्रयोगों में किया जाता है और वे गति के साथ-साथ गतिशील वातावरण का भी विरोध कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, रोटरी मशीनें।
  • अन्य तांबे के केबल भी हैं जैसे चलती भागों के लिए उपयोग किए जाने वाले अनुगामी केबल, भूमिगत संचार में उपयोग किए जाने वाले दफन केबल, और अग्नि सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले लौ रिटार्डेंट गैर-संक्षारक केबल।

प्रोफिनेट फाइबर ऑप्टिक केबल्स

ये केबल दो समानांतर तारों का उपयोग करते हैं जो सीधे कनेक्टर्स की असेंबली के लिए उपयोग किए जाते हैं। इस प्रकार के केबल में 100 Mbit/s तक की गति और पूर्ण द्वैध संचार भी होता है।

  फाइबर ऑप्टिक केबल
फाइबर ऑप्टिक केबल

इस प्रकार के केबल कई लाभ प्रदान करते हैं जैसे कि वे किलोमीटर की दूरी तय कर सकते हैं, और संयंत्र क्षेत्रों के बीच कुल विद्युत अलगाव प्रदान करते हैं। इसके अलावा, ये केबल विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रतिरोधी हैं। ये केबल दो प्रकार के टाइप बी और टाइप सी में उपलब्ध हैं जहां टाइप बी टाइप केबल का उपयोग लचीले या स्थिर उपयोग के लिए किया जाता है और टाइप सी केबल का उपयोग विशेष अनुप्रयोगों जैसे कंपन, स्थायी गति आदि के लिए किया जाता है।

ProfiNet बनाम ईथरनेट

प्रोफिनेट और ईथरनेट के बीच अंतर नीचे चर्चा की गई है।

प्रोफ़िनेट

ईथरनेट

PROFINET औद्योगिक ईथरनेट समाधान है जिसे PROFIBUS & PI (PROFINET International) द्वारा विकसित किया गया है। ईथरनेट एक बहुत प्रसिद्ध नेटवर्क संचार माध्यम है जिसका उपयोग विश्व स्तर पर नेटवर्क बनाने के लिए किया जाता है।
इसका उपयोग उपकरणों और नियंत्रकों के बीच डेटा के आदान-प्रदान के लिए किया जाता है। इसका उपयोग LAN में नोड्स को जोड़ने के लिए किया जाता है।
PROFINET ISO/OSI मॉडल के एप्लिकेशन लेयर पर बैठता है क्योंकि यह एक एप्लिकेशन है। ईथरनेट (भौतिक परत और डेटा लिंक परत) पर बैठता है।
ईथरनेट की तुलना में, यह बहुत उच्च संचरण गति पर चलता है। इसकी संचरण गति कम है।

ProfiNet बनाम Profibus

Profinet और Profibus के बीच अंतर नीचे चर्चा की गई है।

प्रोफीनेट

प्रोफिबस

प्रोफिनेट प्रोटोकॉल एक नियंत्रण केंद्र स्तर और नियंत्रक स्तर प्रोटोकॉल है। प्रोफिबस प्रोटोकॉल एक नियंत्रक-स्तरीय प्रोटोकॉल है।
यह बस टोपोलॉजी का उपयोग करता है। यह एक टोकन रिंग टोपोलॉजी का उपयोग करता है।
यह ईथरनेट पर चलता है जो एक स्टोकेस्टिक सिस्टम है। यह चलता है 485 रुपये जो एक बस प्रणाली है।
इस प्रोटोकॉल में प्रयुक्त केबल एक 4-जोड़ी स्क्रीन वाली केबल है। इस प्रोटोकॉल में प्रयुक्त केबल एक मुड़ जोड़ी स्क्रीन वाली केबल है।
दो रिपीटर्स के बीच केबल की अधिकतम लंबाई 100 मीटर है। दो रिपीटर्स के बीच केबल की अधिकतम लंबाई उपयोग की गई बिट दर के आधार पर 100 से 200 मीटर तक होती है।
प्रोफिनेट स्पीड 1Gbit/sec या 100Mbit/sec है। प्रोफिबस की गति 12Mbit/sec है।
इसमें हर डिवाइस के लिए समायोज्य चक्र समय है। इसमें हर डिवाइस के लिए निश्चित चक्र समय होता है।

प्रोफिनेट कनेक्टर

प्रोफिनेट कनेक्टर विशेष रूप से प्रोफिनेट केबलों की समाप्ति के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। ये कनेक्टर अपनी सामर्थ्य और सरल उपयोग के कारण बहुत लोकप्रिय हैं। तो ये उपयोगकर्ता के अनुकूल हैं, जल्दी से कनेक्ट होते हैं, उच्च प्रदर्शन प्रदान करते हैं, उनकी संरचना कठोर, सदमे प्रतिरोध और रखरखाव मुक्त भी है।

ProfiNet टोपोलॉजी

नेटवर्क डिज़ाइन में, लचीलापन और लेआउट PROFINET की मुख्य विशेषताएं हैं। यह लगभग असीमित संयोजन विकल्पों का समर्थन करता है जब सभी विशिष्ट ईथरनेट टोपोलॉजी का उपयोग किया जाता है। वहाँ विभिन्न मौलिक PROFINET टोपोलॉजी हैं, इसलिए PROFINET स्वचालन संयंत्र डिजाइन के लिए सही टोपोलॉजी चयन महत्वपूर्ण है। इस डिजाइन के बाद टोपोलॉजी को एडजस्ट करना पड़ता है। प्रोफ़नेट टोपोलॉजी सेट करने के लिए, अतिरिक्त स्विच की आवश्यकता हो सकती है। विभिन्न बुनियादी PROFINET टोपोलॉजी स्टार, ट्री और लाइन टोपोलॉजी की तरह उपलब्ध हैं।

तारक संस्थिति

आंशिक भौगोलिक विस्तार सहित क्षेत्रों के लिए स्टार टोपोलॉजी उपयुक्त है। यह टोपोलॉजी स्वचालित रूप से बनाई जाती है यदि कई संचार नोड्स एक सामान्य स्विच से संबद्ध होते हैं। यदि एक PROFINET का नोड विफल हो जाता है या अलग हो जाता है, तो PROFINET के अन्य नोड लगातार काम करेंगे। लेकिन, यदि मध्य स्विच विफल हो जाता है, तो सभी जुड़े हुए नोड्स के लिए संचार बाधित हो जाएगा।

  तारक संस्थिति
तारक संस्थिति

ट्री टोपोलॉजी

विभिन्न स्टार नेटवर्क को एक ही नेटवर्क से जोड़कर एक ट्री टोपोलॉजी का निर्माण किया जाता है। कार्यात्मक इकाई का निर्माण ऑटोमेशन प्लांट के उन हिस्सों से होता है जो स्टार पॉइंट्स से जुड़े होते हैं। तो ये पड़ोसी स्विच के माध्यम से आपस में जुड़े हुए हैं। स्टार पॉइंट में सिंगल स्विच सिग्नल डिस्ट्रीब्यूटर की तरह काम करता है।

  ट्री टोपोलॉजी
ट्री टोपोलॉजी

लाइन टोपोलॉजी

लाइन टोपोलॉजी का व्यापक रूप से कन्वेयर बेल्ट के लिए स्वचालन संयंत्रों में उपयोग किया जाता है और इसका उपयोग छोटे मशीन अनुप्रयोगों में भी किया जाता है। PROFINET के उपकरण लाइन टोपोलॉजी को पहचानने में मदद करने के लिए एक एकीकृत स्विच से लैस हैं। एक बार जब लाइन टोपोलॉजी का उपयोग किया जाता है, तो लाइन रुकावट होती है, फिर विफल डिवाइस के बाद व्यवस्थित किए गए उपकरणों से संपर्क नहीं किया जा सकता है। तो एक अतिरेक प्रोटोकॉल के साथ लाइन को रिंग फॉर्म में विस्तारित करके इससे बचा जा सकता है।

  लाइन टोपोलॉजी
लाइन टोपोलॉजी

लाभ

ProfiNet फायदे निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

  • PROFINET आपको चार महत्वपूर्ण लाभों लचीलेपन, खुलेपन, प्रदर्शन और दक्षता के साथ अपनी उत्पादकता में सुधार करने के सर्वोत्तम तरीके प्रदान करता है।
  • उच्च परिचालन उपलब्धता और विश्वसनीयता।
  • पारदर्शी डेटा की पहुंच।
  • गेटवे/प्रॉक्सी के माध्यम से स्थापित फील्डबस सिस्टम का आसान और दोषरहित संयोजन।
  • इसमें सार्थक और विस्तृत नैदानिक ​​विकल्प हैं।
  • प्रोफिनेट का उपयोग करके, हम विभिन्न टोपोलॉजी विकल्पों जैसे स्टार, लाइन, रिंग और ट्री को निष्पादित कर सकते हैं।
  • यह त्वरित और कुशल नेटवर्क कमीशनिंग के लिए टोपोलॉजी मान्यता और निदान प्रदान करता है।
  • प्रोफिबस की कार्यात्मक सुरक्षा झूठी औद्योगिक मशीनरी के कामकाज के कारण खतरों से बचाती है

अनुप्रयोग

ProfiNe . के अनुप्रयोग टी निम्नलिखित शामिल हैं।

  • PROFINET का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों जैसे प्रक्रिया स्वचालन, उत्पादन, सुरक्षा और समकालिक गति नियंत्रण अनुप्रयोगों में किया जाता है।
  • PROFINET का उपयोग सभी स्वचालन इंजीनियरिंग क्षेत्रों में किया जाता है।
  • यह एक ऑटोमेशन सेटिंग के भीतर उपकरणों और नियंत्रकों के बीच डेटा के आदान-प्रदान के लिए उपयोग किए जाने वाले अंतर्राष्ट्रीय मानकों पर आधारित एक खुला औद्योगिक ईथरनेट समाधान है।
  • सीमेंस पीएलसी द्वारा प्रक्रिया क्षेत्र नेट का उपयोग किया जाता है।
  • PROFINET का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों में ऑटोमेशन समाधान जैसे प्रोसेस ऑटोमेशन, बिल्डिंग ऑटोमेशन और फैक्ट्री ऑटोमेशन को लागू करने के लिए किया जाता है।
  • डेटा संचार के लिए औद्योगिक ईथरनेट पर PROFINET का उपयोग किया जाता है।
  • यह आमतौर पर तरल पदार्थ और गैसों जैसे मीडिया को बदलने और नियंत्रित करने के लिए स्वचालन प्रक्रिया में उपयोग किया जाता है।
  • इनका उपयोग विभिन्न क्षेत्रों जैसे ईंधन गैस आपूर्ति, स्वचालन और अपशिष्ट जल या जल उपचार के लिए नियंत्रण में भी किया जाता है।
  • इसका उपयोग पेय उद्योग, डेयरियों और खाद्य उत्पादन में पौधों को संसाधित करने के लिए किया जाता है।
  • यह गैस, मोटर वाहन, तेल, रसद, और कई अन्य उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में लागू होता है।

इस प्रकार, यह सब के बारे में है एक Profinet का एक सिंहावलोकन प्रौद्योगिकी - अनुप्रयोगों के साथ काम करना। यह बाज़ार में सबसे महत्वपूर्ण औद्योगिक ईथरनेट मानक है। यह भविष्योन्मुखी तकनीक है और विश्व स्तर पर स्थापित है जो निवेश सुरक्षा और दीर्घकालिक उपलब्धता सुनिश्चित करने के लिए कई उत्पाद विक्रेताओं द्वारा समर्थित है। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, Profibus क्या है?