BÁO cáo môn học hệ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP đặc điểm và tính năng của PROFINET

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP
Đặc điểm và tính năng của PROFINET
( Principles and Features of PROFINET)

Giảng viên:
Học viên
Lớp KTVT16A:



MỤC LỤC
MỞ ĐẦU....................................................................................................... 3
102.1 Giới thiệu......................................................................................................4
102.2 PROFINET...................................................................................................4
102.3 Thiết bị phân tán...........................................................................................7
102.4 Tự động hóa phân phối...............................................................................10
102.5 Truyền thơng PROFINET...........................................................................14
102.6 Kỹ thuật cài đặt PROFINET.......................................................................17
102.7 Tích hợp IT.................................................................................................19
102. 8 Tích hợp Hệ thống trạm trường.................................................................22
102. 9 PNO Offer.................................................................................................24

LỜI CẢM ƠN............................................................................................. 28


MỞ ĐẦU
Trước khi trình bày các vấn đề nghiên cứu trong chủ đề lần này, nhóm xin chân thành
cảm ơn PGS.TS. Nguyễn Văn Khang đã tận tình hướng dẫn, đã cung cấp các kiến thức, thơng

tin, tài liệu hữu ích để nhóm hồn thiện phần nghiên cứu.
Với hơn ba triệu các điểm lắp đặt, PROFINET từ lâu đã trở thành một tính năng quen
thuộc của tự động hóa sản xuất và xu hướng của các ứng dụng kỹ thuật. PROFINET thu hút sự
quan tâm của ngành công nghiệp thực phẩm và nước giải khát vì số lượng lớn các quy trình
thượng nguồn và hạ nguồn. Các ngành cơng nghiệp hóa chất, dầu khí và dược phẩm cũng bày tỏ
sự quan tâm đến công nghệ PROFINET.
PROFIBUS PA đã được sử dụng rộng rãi ở các nhà máy trong các lĩnh vực công nghiệp
khác nhau. Tuy nhiên, một hệ thống giao tiếp tích hợp như PROFINET thực sự cần thiết để kích
hoạt tính năng tích hợp tập trung các thơng số q trình của nhà máy với các ứng dụng hạ nguồn
kết hợp các quá trình riêng lẻ như điền đầy và đóng gói.
Vì lý do này mà PI (PROFIBUS & PROFINET International) thiết lập một nhóm làm
việc bao gồm các cơng ty sản xuất (ABB, Emerson, Endress+Hauser, Pepperl+Fuchs, Siemens,
Softing, Stahl, và Yokogawa) với nhiệm vụ ban đầu là xác định đặc điểm cụ thể của các các
ngành cơng nghiệp q trình. Ngoài ra, cũng là để đáp ứng đề xuất của NAMUR (một hiệp hội
người sử dụng tồn cầu về cơng nghiệp quá trình). Bên cạnh việc mở rộng chu kỳ sản xuất, vận
hành nhà máy liên tục, các cơ cấu chấp hành và cảm biến phức hợp một thử thách chính là số
lượng của các thiết bị (lên đến 100000 tín hiệu I/O).
Trước tình hình đó, nhóm đã được giao thực hiện nghiên cứu đề tài về “Đặc điểm và tính
năng của PROFINET”.

4


102.1 Giới thiệu
Cơng nghệ tự động hóa đang trải qua sự thay đổi liên tục do các chu kỳ đổi mới ngày
càng ngắn hơn cho các sản phẩm mới. Việc sử dụng các công nghệ bus trong những năm gần đây
đã đại diện cho một sự đổi mới đáng kể. Nó đã cho phép sự dịch chuyển của các hệ thống tự
động hóa từ tập trung vào các hệ thống phân cấp. Về vấn đề này, PROFIBUS đã thiết lập các tiêu
chuẩn trong hơn 15 năm.
Hơn nữa, trong công nghệ tự động hóa ngày nay, cơng nghệ thơng tin (CNTT) với các

tiêu chuẩn được thiết lập, chẳng hạn như TCP/IP và XML, mệnh lệnh ngày càng thay đổi. Tích
hợp cơng nghệ thơng tin vào tự động hóa đang mở ra những tiến bộ đáng kể trong việc lựa chọn
giao tiếp giữa các hệ thống tự động hóa, cấu hình và các cách chuẩn đoán, và chức năng dịch vụ
mở rộng. Các chức năng này đã được một thành phần cố định của PROFINET từ đầu.
PROFINET là tiêu chuẩn mở cho tự động hóa cơng nghiệp dựa trên Ethernet cơng
nghiệp. PROFINET cho phép tự động hóa phân phối, tích hợp các thiết bị hiện có, và hoạt động
của yêu cầu, các ứng dụng thời gian quan trọng (như kiểm soát chuyển động).
Ngồi việc sử dụng các cơng nghệ IT, bảo hộ đầu tư cũng đóng một vai trị quan trọng
với PROFINET. PROFINET cho phép các hệ thống bus trường hiện có như PROFIBUS được
tích hợp mà khơng sửa đổi với các thiết bị hiện có. Điều này bảo vệ các khoản đầu tư của các
nhà khai thác nhà máy, các công ty máy móc/xây dựng nhà máy, và các nhà sản xuất thiết bị.
u cầu cơng nghệ tự động hóa được bao phủ hồn tồn bởi PROFINET. Đó là có thể
chuyển những năm nhiều kinh nghiệm trong lĩnh vực PROFIBUS đến PROFINET tiêu chuẩn
hóa. Việc sử dụng các tiêu chuẩn mở, khả năng xử lý đơn giản, và tích hợp thành các đơn vị nhà
máy hiện tại đã xác định PROFINET từ đầu. PROFINET hiện được tích hợp trong IEC 61158.
102.2 PROFINET
Thiết bị phân tán (PROFINET IO)
Thiết bị hiện trường đơn giản được tích hợp trong PROFINET sử dụng PROFINET IO và
được mô tả bởi quan điểm IO quen thuộc trong PROFIBUS DP. Các tính năng thiết yếu của hội
nhập này là việc sử dụng các thiết bị hiện trường phân cấp với đầu vào và đầu ra dữ liệu của họ,
được xử lý trong chương trình người dùng PLC (Hình 102.1).

5


PROFINET IO mơ tả một mơ hình thiết bị để phân biệt khe và kênh trong một cách
tương tự như mơ hình cho PROFIBUS DP. Các tài sản thiết bị được mô tả bởi một tập tin mô tả
dựa trên XML (GSD).
Thiết bị PROFINET IO được thiết kế bằng cách sử dụng phương pháp tương tự mà từ lâu
đã quen thuộc với các nhà tích hợp hệ thống PROFIBUS DP. Điều này bao gồm phân công của

các thiết bị lĩnh vực phân cấp cho một bộ điều khiển trong cấu hình. dữ liệu sản xuất sau đó được
trao đổi giữa các bộ điều khiển và các thiết bị lĩnh vực được giao.
Phân phối tự động hóa
Hệ thống tự động phân phối thường bao gồm nhiều phần có hoạt động độc lập đối, phối
hợp với mỗi tín hiệu sử dụng khác cho đồng bộ hóa, điều khiển trình tự, và các thơng tin trao đổi,
giao dịch.

Hình 102.1 Kiến trúc của PROFINET IO
Các mơ hình thành phần PROFINET đề cập đến là các môđun công nghệ. Các mô-đun
công nghệ tạo thành một đơn vị chức năng thông minh. Thông qua việc sử dụng các công nghệ
đã được chứng minh trong lĩnh vực CNTT, các chức năng tổng thể của một mô-đun công nghệ
được gói gọn trong một thành phần phần mềm liên quan. một thành phần này được mô phỏng
như một đối tượng và được coi là một hộp đen. Một giao diện thành phần cơng nghệ bên ngồi
được xác định theo thứ tự cho các thành phần giao tiếp với các thành phần khác trong hệ thống
phân phối.
Một mô-đun công nghệ được mơ tả trong PROFINET trong mơ hình thành phần sử dụng
PROFINET mô tả hợp phần (PCD). PCD là dựa trên XML và sản xuất, hoặc bởi một máy phát
điện thành phần của một cơng cụ cấu hình nhà sản xuất cụ thể hoặc các PROFINET phần biên
tập.
Kỹ thuật của hệ thống tự động phân phối phân biệt giữa lập trình logic điều khiển cho
mơ-đun riêng cơng nghệ (cơng cụ cấu hình nhà sản xuất cụ thể) và cấu hình kỹ thuật của toàn bộ

6


hệ thống. Một ứng dụng tồn hệ thống được hình thành trong ba bước: tạo các thành phần, các
thành phần kết nối, và thông tin tải về kết nối.
Truyền thông
Thông số, dữ liệu cấu hình và thơng tin kết nối mà không phải là quan trọng đối với thời
gian được chuyển giao trong PROFINET qua các kênh tiêu chuẩn dựa trên TCP/UDP và IP. Điều

này đáp ứng các điều kiện tiên quyết mức tự động hóa với các mạng khác (MES, ERP). Để
chuyển dữ liệu quá trình trong nhà máy sản xuất, các kênh thời gian thực được là có sẵn. Kênh
này được thực hiện như phần mềm trên cơ sở của các bộ điều khiển hiện có.
Cài đặt hệ thống
Cài đặt mạng PROFINET đang hướng tới các yêu cầu cụ thể cho các mạng Ethernet
trong môi trường công nghiệp. Các "Phướng dẫn lắp đặt" cung cấp các kỹ sư xây dựng nhà máy
và vận hành nhà máy với quy tắc đơn giản để cài đặt mạng Ethernet và cáp đi kèm. Hướng dẫn
này cung cấp cho các nhà sản xuất thiết bị với thông số kỹ thuật rõ ràng cho các giao diện thiết
bị.
Tích hợp IT
Việc quản lý mạng lưới bao gồm các chức năng để quản lý các thiết bị PROFINET trong
mạng Ethernet. Điều này bao gồm các cấu hình thiết bị, cấu hình mạng, và chẩn đốn mạng.
Trong trường hợp của tích hợp web, PROFINET làm cho việc sử dụng các công nghệ dựa trên
Ethernet và cho phép truy cập vào một thành phần PROFINET bằng công nghệ Internet chuẩn.
Để duy trì một kết nối mở với các loại hệ thống khác, PROFINET hỗ trợ OPC DA và DX.
Tích hợp Bus
Một khía cạnh quan trọng của PROFINET là sự chuyển đổi liền mạch từ các giải pháp xe
buýt lĩnh vực hiện có như PROFIBUS DP để PROFINET Ethernet-based. Điều này góp phần
đáng kể vào việc bảo vệ các khoản đầu tư của các nhà sản xuất thiết bị, kỹ sư hệ thống cơ khí
xây dựng nhà máy, và người dùng cuối (Hình 102.3).
 Tích hợp các thiết bị Bus trường bằng phương tiện của các proxy: Các proxy là người đại
diện cho các thiết bị mức thấp trên Ethernet. Thông qua các nguyên tắc proxy,
PROFINET cung cấp một q trình chuyển đổi hồn tồn trong suốt từ hiện tại cho các
đơn vị nhà máy mới được cài đặt.

7


 Tích hợp các ứng dụng tồn bộ Bus: Một đoạn bus trường đại diện cho một thành phần
khép kín. Đại diện cho thành phần này là thiết bị PROFINET mà hoạt động Bus lĩnh vực

như PROFIBUS DP ở một mức độ thấp hơn.

Mechanical
Intelligent field device

Control software

Hình 102.3. Hệ thống PROFIBUS
102.3 Thiết bị phân tán
Các chức năng
PROFINET IO phân biệt giữa ba loại thiết bị: PN-IO điều khiển, thiết bị PN-IO, và PNIO giám sát (Hình 102.4):
 PN-IO điều khiển: PLC mà trên đó các chương trình tự động chạy.
 Thiết bị PN-IO: thiết bị hiện trường phi tập trung được gán cho một bộ điều khiển PN-IO
(như IO từ xa, thiết bị đầu cuối van, bộ chuyển đổi tần số).
 PN-IO giám sát: thiết bị hoặc máy tính Lập trình với vận hành và chức năng chẩn đốn.
Dữ liệu có thể được chuyển giao giữa các bộ điều khiển IO và thiết bị IO bằng phương
tiện của các kênh sau:
 Dữ liệu người dùng Cyclic qua các kênh thời gian thực.
 Event-kích hoạt ngắt (chẩn đốn) thơng qua kênh thời gian thực.
 Giao thơng số và cấu hình cũng như đọc các thơng tin chẩn đốn thơng qua các kênh tiêu
chuẩn dựa trên UDP / IP.
Lúc đầu, một mối quan hệ truyền thông gọi là ứng dụng quan hệ (IO-AR) được thiết lập
giữa các bộ điều khiển IO và các thiết bị IO dựa trên kênh UDP / IP mạch hở. Sau đó, bộ điều
khiển IO chuyển dữ liệu cấu hình cho các thiết bị IO bằng kênh thành lập này. Dựa trên các dữ
liệu cấu hình: (1) các chế độ hoạt động chính xác được xác định, ví dụ, và các thiết bị IO được
xác định duy nhất, (2) tốc độ cao, chu kỳ hữu dụng trao đổi dữ liệu thông qua thời gian thực

8

kênh (IO-CR) là bắt đầu. Nếu chẩn đoán sự kiện xảy ra (chẳng hạn như một break dây), một ngắt
được gửi đến bộ điều khiển IO thông qua tốc độ cao, mạch hở thời gian thực kênh (gián đoạn
CR) để chế biến trong chương trình PLC nằm trên bộ điều khiển IO (Hình 102.5).

Hình 102.4 Loại thiết bị trong PROFINET IO

Hình 102.5 Giao tiếp trong PROFINET IO
Mơ hình thiết bị
Một mơ hình thiết bị đồng bộ đã được quy định cho các thiết bị PROFINET IO. Mơ hình
này được hướng tới các tính năng chính trong PROFIBUS DP và mở rộng những lợi thế của các
tính năng này trong tương lai (Hình 102.6).
Một thiết bị có cấu hình mơ-đun IO gồm khe trong những mơ-đun lắp. Các module có
chứa các kênh trên đó q trình tín hiệu được đọc hoặc đọc ra. Đại diện của các thiết bị IO là
module giao diện, mà nhận được dữ liệu từ bộ điều khiển IO và chuyển tiếp đến các mô-đun
thông qua xe bt backplane. Ngược lại, nó nhận được q trình và các thơng tin chẩn đốn từ
các mơ-đun thơng qua các xe buýt bảng nối đa năng và chuyển tiếp thông tin này để điều khiển
IO. Mỗi thiết bị IO nhận dạng thiết bị toàn cầu được gán duy nhất trong khuôn khổ của
PROFINET IO. số thiết bị ID 32-bit này được chia thành một định sản xuất 16-bit và một dạng
thiết bị 16-bit. ID thiết bị này được sự phân công của tổ chức sử dụng PROFIBUS (PNO).
Miêu tả thiết bị

9


Mơ tả (GSD), trong đó có chứa tất cả các thơng tin cần thiết:






Thuộc tính của các thiết bị IO (ví dụ, các thơng số liên lạc).
Số loại.
Dữ liệu cấu hình cho mơ-đun riêng (ví dụ, 4-20 mA đầu vào tương tự).
Các thông số của mô-đun.
Văn bản lỗi cho chẩn đốn (ví dụ, nghỉ dây, ngắn mạch).
XML là cơ sở mô tả cho GSD của các thiết bị PROFINET IO. Vì XML là một chuẩn mở,

rộng rãi, và được chấp nhận để mơ tả dữ liệu, cơng cụ thích hợp và tài sản có nguồn gốc tự động
có sẵn, bao gồm:
 Sáng tạo và xác nhận thông qua một công cụ tiêu chuẩn,
 Tích hợp ngơn ngữ nước ngồi, và
 Thứ bậc cấu trúc.
Cấu trúc GSD tương ứng với ISO 15.745 và bao gồm một tiêu đề, mô tả thiết bị trong lớp
ứng dụng (ví dụ, dữ liệu cấu hình và các thơng số mơ-đun), và các thuộc tính truyền thơng mơ tả
trong các lớp truyền tải.

Hình 102.6 Mơ hình PROFINET IO tương đương với PROFIBUS DP
Cấu hình và trao đổi dữ liệu
Các tập tin mô tả của các thiết bị IO được nhập khẩu vào cơng cụ cấu hình. địa chỉ IO
được gán cho các kênh IO cá nhân của các thiết bị hiện trường. Các địa chỉ đầu vào IO chứa các
giá trị quá trình nhận được. Các chương trình người dùng đánh giá và xử lý các giá trị. Các
chương trình người dùng tạo các giá trị đầu ra IO và xuất chúng đến q trình thơng qua các địa
chỉ đầu ra IO. Ngồi ra, các thơng số được gán cho module IO cá nhân hoặc các kênh trong cơng
cụ cấu hình, ví dụ, 4-20 mA phạm vi hiện tại cho một kênh analog.

10


Sau khi kết luận về cấu hình, dữ liệu cấu hình được tải xuống với bộ điều khiển IO. Các

thiết bị IO được giao và được cấu hình tự động bằng cách điều khiển IO và đó tham gia vào việc
trao đổi dữ liệu theo chu kỳ (Hình 102,7)

Diagnostic
PROFINET IO hỗ trợ một khái niệm chẩn đoán đa cho phép nội địa hóa lỗi hiệu quả và
điều chỉnh. Khi một lỗi xảy ra, các thiết bị IO bị lỗi tạo ra một báo động chẩn đoán để điều khiển
IO. Báo động này gây nên một cuộc gọi trong chương trình PLC với thói quen chương trình
thích hợp để có thể ứng phó với các lỗi. Nếu một thiết bị hoặc mơ-đun khuyết tật địi hỏi một sự
thay thế hồn tồn của các thiết bị hoặc mô-đun, bộ điều khiển IO tự động thực hiện một nhiệm
vụ tham số và cấu hình của các thiết bị hoặc mơ-đun.
Các thơng tin chẩn đoán được cấu trúc theo thứ bậc:






Số khe cắm (module).
Số Channel.
Loại kênh (đầu vào/đầu ra).
Nguyên nhân lỗi (ví dụ, nghỉ dây, ngắn mạch).
Thông tin nhà sản xuất cụ bổ sung.
Khi một lỗi xảy ra trong một kênh, các thiết bị IO tạo ra một báo động chẩn đoán để điều

khiển IO. Báo động này gây nên một cuộc gọi trong chương trình điều khiển các thói quen lỗi
thích hợp. Sau khi chế biến của các thói quen lỗi, điều khiển IO thừa nhận lỗi để các thiết bị IO.
cơ chế thừa nhận này đảm bảo rằng một chế lỗi liên tục là có thể có trong các bộ điều khiển IO.
102.4 Tự động hóa phân phối

11

Mô đun công nghệ
Chức năng của một nhà máy tự động hoặc máy - cho một quá trình sản xuất hàng hóa được sản xuất bởi một sự tương tác được xác định về các khía cạnh logic/phần mềm cơ khí,
điện/điện tử và điều khiển. Theo nguyên tắc này, PROFINET xác định các khía cạnh logic/phần
mềm cơ khí, điện/điện tử và điều khiển cho một mô-đun công nghệ.
Thành phần PROFINET
Đại diện của một mô-đun công nghệ trong nhà máy cơ khí là cái gọi là thành phần
PROFINET. Mỗi thành phần PROFINET có một giao diện có chứa các biến cơng nghệ được trao
đổi với các thành phần khác.
Các thành phần PROFINET được mơ hình hóa bằng cách sử dụng cơng nghệ COM
chuẩn hóa. Các thành phần được đặc trưng bởi sự hình thành của các đơn vị hồn tồn có thể có
mối quan hệ với các thành phần khác. Cũng giống như các khối, các thành phần có thể được kết
hợp linh hoạt và dễ dàng tái sử dụng, không phụ thuộc vào cách thức chúng được thực hiện trong
nội bộ. cơ chế truy cập vào giao diện thành phần được quy định thống nhất trong PROFINET.
Mức độ chi tiết của module công nghệ
Khi các chi tiết của mô-đun đã được chỉ định, khả năng tái sử dụng các module trong các
nhà máy khác nhau phải được kiểm tra với chi phí và sẵn có trong tâm trí. Mục tiêu là để có thể
kết hợp các thành phần riêng lẻ thành một nhà máy tổng thể như linh hoạt như có thể theo
nguyên tắc xây dựng khối. Một mặt, với một chi tiết quá tốt quan điểm công nghệ của nhà máy
có thể trở nên phức tạp hơn, dẫn đến chi phí kỹ thuật cao hơn. Mặt khác, với quá thơ granularity,
mức độ có thể dùng lại được giảm. Điều này, đến lượt nó, dẫn đến chi phí thực hiện cao hơn.
Thành phần cấu tạo
Các thành phần được tạo ra như là một hình ảnh của các mơ-đun cơng nghệ của các
doanh nghiệp máy móc thiết bị, xây dựng nhà máy. Thiết bị được lập trình và cấu hình như trước
đây với các công cụ sản xuất cụ thể tương ứng. Bằng cách đó, các chương trình sử dụng có sẵn
và các bí quyết của các lập trình viên và nhân viên phục vụ có thể tiếp tục được sử dụng. Sau đó,
sử dụng phần mềm được đóng gói trong các hình thức của một thành phần PROFINET. Khi làm
như vậy, một mơ tả thành phần (PCD) dưới hình thức của một tập tin XML được tạo ra. Nội
dung mô tả thành phần được quy định trong PROFINET. Những mô tả thành phần được nhập

khẩu vào thư viện của các biên tập viên kết nối (Hình 102.8).

12


Kết nối thành phần
Các thành phần PROFINET tạo được chuyển từ một thư viện để một ứng dụng và kết nối
với nhau ở một cái nhấp chuột bằng cách sử dụng trình soạn PROFINET kết nối (Hình 102.9).

Download
Sau thành phần kết nối, thông tin kết nối cũng như các mã và cấu hình dữ liệu cho các
thành phần được tải về cho các thiết bị PROFINET tại nhấp chuột. Kết quả là, mỗi thiết bị đều
biết tất cả các đồng nghiệp của mình thơng tin liên lạc, các mối quan hệ giao tiếp, và thông tin
được trao đổi. Các ứng dụng phân tán có thể được thực hiện sau đó (Hình 1021010).

Mơ tả thành phần (PCD)
PCD là một tập tin XML được tạo ra bởi các tools của các nhà sản xuất. Giả định rằng
những cơng cụ này có một bộ sinh thành phần (component generator). Ngồi ra cịn có một
"PROFINET Component Editor," của nhà sản xuất trung lập, sẵn có trên trang web PROFIBUS,
dùng để tạo ra các tập tin PCD. Tập tin PCD có chứa thơng tin về chức năng và các đối tượng
của thành phần PROFINET. Cụ thể, thông tin này bao gồm:


Mô tả các thành phần như các yếu tố thư viện: ID, tên của thành phần.



Mô tả phần cứng: lưu trữ địa chỉ IP, truy cập dữ liệu chẩn đoán, kết nối download.

13



Mô tả chức năng phần mềm: giao tiếp phần mềm và phần cứng, giao diện thành phần,
tính chất của các biến chẳng hạn như tên công nghệ, kiểu dữ liệu, và hướng (đầu vào
hay đầu ra).



Vị trí lưu trữ của dự án thành phần. Thư viện thành phần được tạo ra để hỗ trợ tái sử
dụng.

Bộ biên dịch liên kết
Nói chung, một bộ biên dịch kết nối có hai góc nhìn: Góc nhìn plant và góc nhìn mạng.
Đối với góc nhìn plant, các thành phần yêu cầu cần được nhập từ các thư viện và đặt trên
màn hình, và các mối liên kết riêng rẽ được thành lập. Điều này mang lại một cơ cấu công nghệ
và các mối quan hệ cục bộ trong một plant. Ngược lại, các cấu trúc topo của các hệ thống tự
động được tạo ra theo góc nhìn mạng. Ở đây, các thiết bị trường và các thiết bị tự động được gắn
vào một một hệ thống truyền thông hoặc hệ thống bus, và các địa chỉ thiết bị được xác định theo
các quy tắc của hệ thống bus (Hình 102.11 và 102.12).

Hình 102.11 Góc nhìn Plant trong bộ biên dịch liên kết chỉ ra các thành phần liên kết

Hình 102.12. Góc nhìn mạng trong bộ biên dịch liên kết chỉ ra các thiết bị trường được kết nối.
PROFINET Runtime

14

Mơ hình PROFINET run-time định nghĩa các chức năng và các tiện ích mà địi hỏi phải
phối hợp các thành phần tự động để thực hiện một nhiệm vụ tự động. Mơ hình này thiết lập và
giám sát các mối liên kết giữa các thành phần PROFINET đã được cấu hình. Mơ hình thời gian
chạy PROFINET thiết lập một mơ hình cung cấp dịch vụ người tiêu dùng, trong đó các nhà cung
cấp tạo ra và gửi dữ liệu và người tiêu dùng tiếp nhận, xử lý dữ liệu.
102.5 Truyền thông PROFINET
Việc sử dụng Ethernet trong PROFINET làm tăng khả năng mở rộng, cùng với ba mức độ
hiệu quả khác biệt sau:
1. TCP / UDP và IP cho dữ liệu không nhạy cảm với thời gian, chẳng hạn như tham số
gắn kết và dữ liệu cấu hình.
2. SRT sử dụng cho dữ liệu nhạy cảm với thời gian, dùng trong việc tự động.
3. IRT cho các yêu cầu ứng dụng đặc biệt, chẳng hạn như việc điều khiển chuyển động.
Ba mức hiệu suất truyền thông PROFINET bao gồm phổ của các ứng dụng tự động. Các
tiêu chuẩn truyền thông PROFINET được đặc trưng bởi những điều sau:


Sử dụng đồng thời truyền thông thời gian thực và TCP-based trên một đường.



Đồng nhất việc sử dụng giao thức thời gian thực cho tất cả các ứng dụng giữa các
thành phần trong hệ thống phân phối và cho truyền thông giữa bộ điều khiển và các
thiết bị trường phân tán.



Mở rộng khả năng truyền thông thời gian thực cho performant từ thấp đến cao, và
đẳng thời.

Khả năng mở rộng và một cơ sở truyền thông thống nhất đại diện cho hai thế mạnh chính

của PROFINET. Họ đảm bảo tính liên tục cho các cấp quản lý doanh nghiệp và thời gian đáp
ứng nhanh trong q trình tự động hóa.
Truyền thơng chuẩn với TCP/UDP
PROFINET sử dụng Ethernet và TCP/UDP dùng IP làm cơ sở cho truyền thông.
TCP/UDP với IP là một tiêu chuẩn trong truyền thông. Tuy nhiên, với khả năng tương tác (VD,
sự tương tác giữa các ứng dụng), thành lập một kênh truyền thông phổ biến trên các thiết bị
trường, dựa trên TCP / UDP (lớp 4), là không đủ. TCP hoặc UDP chỉ là nền tảng mà trên đó các
thiết bị Ethernet có thể trao đổi dữ liệu thơng qua một kênh vận chuyển trong mạng cục bộ và
phân tán.
Vì vậy, thông số kỹ thuật và giao thức bổ sung cho TCP / UDP - gọi là giao thức ứng
dụng - được yêu cầu. Khả năng tương tác chỉ được đảm bảo nếu các giao thức ứng dụng tương tự
được sử dụng trên các thiết bị. Giao thức ứng dụng điển hình là SMTP (cho e-mail), FTP (truyền
file), và HTTP (được sử dụng trên Internet)

15


Truyền thông thời gian thực
Các ứng dụng thời gian thực trong tự động hóa sản xuất địi hỏi phải cập nhật, hoặc thời
gian đáp ứng, trong khoảng 5-10 ms. Thời gian cập nhật tương ứng với thời gian đó trơi qua khi
một biến được tạo ra bởi một ứng dụng trong thiết bị, sau đó được gửi đến một thiết bị ngang
hàng thông qua hệ thống thông tin liên lạc, và sau đó nhận được cập nhật bởi các ứng dụng. Đối
với các thiết bị, việc triển khai truyền thông thời gian thực chỉ gây ra một tải trọng nhỏ trên bộ vi
xử lý để thực hiện các chương trình dùng vẫn tiếp tục được ưu tiên. Từ kinh nghiệm, trong
trường hợp của Fast Ethernet (100 Mb/giây Ethernet), tốc độ truyền tải trên đường dây theo tỷ lệ
thực hiện trong các thiết bị có thể được bỏ qua. Hầu hết thời gian bị tiêu tốn trong các ứng dụng.
Thời gian cần để cung cấp dữ liệu cho các ứng dụng của nhà cung cấp không chịu ảnh hưởng của
truyền thông. Điều này cũng được áp dụng để xử lý các dữ liệu nhận được trong người tiêu dùng.
Kết quả là, những cải tiến đáng chú ý trong bản cập nhật và do đó hiệu suất thời gian thực có thể
thu được chủ yếu thơng qua việc tối ưu hóa ngăn xếp truyền thơng giữa nhà cung cấp và người

tiêu dùng.

Hình 102.13. Các kênh truyền trong PROFINET
RT
Để đáp ứng nhu cầu thời gian thực trong tự động hóa, PROFINET sử dụng một kênh giao
tiếp thời gian tối ưu hóa (Hình 102.13). Kênh này triển khai trên Ethernet (lớp 2). Các giải pháp
giảm thiểu đáng kể thời gian throughput trong ngăn xếp truyền thông và làm tăng hiệu suất về
tốc độ cập nhật dữ liệu.
Bằng cách bỏ bớt vài tầng giao thức, chiều dài khung thơng báo sẽ giảm. Bởi nó khơng
bao gồm các tiêu đề lớp bổ sung, các dữ liệu được truyền từ các nhà cung cấp có thể được gửi
sớm hơn, hoặc có sẵn trước đó để ứng dụng vào phía người tiêu dùng. Đồng thời, điều này giảm
tải đáng kể cho bộ xử lý trên thiết bị tham gia q trình truyền thơng tin.
Tối ưu hóa truyền dữ liệu thơng qua việc ưu tiên.
Ngồi việc tối ưu các lớp trong các thiết bị tự động trong truyền thông, việc truyền dữ
liệu trong mạng cũng được tối ưu hóa trong PROFINET. Để đạt được kết quả tối ưu, các gói tin
được ưu tiên trong PROFINET theo chuẩn IEEE 802.1Q. Các thành phần mạng sử dụng ưu tiên
này để kiểm soát luồng dữ liệu giữa các thiết bị. Các ưu tiên tiêu chuẩn cho thời gian thực dữ

16


liệu dựa trên Prio 6. Như vậy, ưu tiên xử lý trên các ứng dụng khác,chẳng hạn như điện thoại
Internet, được đảm bảo bởi vì họ đang sử dụng Prio 5.
IRT
Các giải pháp đã được trình bày khơng đáp ứng đầy đủ đối với các ứng dụng điều khiển
chuyển động. Những ứng dụng đòi hỏi tốc độ cập nhật trong khoảng 1 ms cùng với một jitter cho
chu kỳ cập nhật liên tục của 1 μsec cho trường hợp liên quan đến 100 trạm. Để đáp ứng các yêu
cầu này, PROFINET xác định thời gian điều khiển slot cho quá trình truyền IRT trên lớp 2 Fast
Ethernet. Điều này có nghĩa là mỗi thiết bị biết chính xác thời gian khe mà nó được phép gửi dữ
liệu trên xe bus. Thơng qua đồng bộ hóa các thiết bị liên quan (các thành phần mạng và các thiết

bị PROFINET) với độ chính xác chỉ ra ở trên, một khe thời gian có thể được xác định trong đó
dữ liệu quan trọng cho việc tự động được chuyển giao. Các chu trình truyền thông được chia
thành một phần xác định và một phần mở. Các khung thời gian thực cyclic được truyền trong
kênh xác định, trong khi các khung TCP/IP được chuyển trong kênh mở.
Truyền thông đối với PROFINET IO
Đối với PROFINET IO, RPC dựa trên UDP/IP được sử dụng trong giai đoạn khởi động
cho việc bắt đầu trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị, thông số gắn kết của các thiết bị trường phân
tán, và chẩn đốn. Thơng qua giao thức mở, đã được chuẩn hóa RPC, trạm HMI hoặc các hệ
thống kỹ thuật (IO giám sát) cũng có thể truy cập vào các thiết bị PROFINET IO. Các
PROFINET kênh thời gian thực được sử dụng để truyền dữ liệu người dùng và báo động. Trong
một cấu hình IO điển hình, có một bộ điều khiển IO trao đổi dữ liệu người dùng theo chu kỳ
bằng phương tiện của các mối quan hệ giao tiếp được thành lập trong giai đoạn khởi động với
nhiều thiết bị hiện trường phân phối (các thiết bị IO). Trong mỗi chu kỳ, các dữ liệu đầu vào
được gửi từ các thiết bị lĩnh vực được phân công điều khiển IO và, ngược lại, các dữ liệu đầu ra
được gửi lại cho các thiết bị trường thích hợp. Các mối quan hệ giao tiếp được theo dõi bằng
cách theo dõi các thông điệp theo chu kỳ. Nếu, ví dụ, các thơng điệp theo chu kỳ thất bại trong
ba chu kỳ, bộ điều khiển IO công nhận rằng các thiết bị IO tương ứng đã thất bại. Các lớp truyền
tải dữ liệu của PROFINET được định nghĩa trong IEEE 802.3, trong đó mơ tả việc thiết kế giao
thức và sự cố giám sát. Một khung thông báo sử dụng dữ liệu bao gồm tối thiểu là 64 byte và tối
đa là 1500 byte. Các giao thức trên tổng thể cho thời gian thực dữ liệu là 28 byte.
Giao tiếp giữa các module công nghệ
TCP / IP và DCOM tạo thành "ngơn ngữ" phổ biến mà có thể được sử dụng để bắt đầu
giao tiếp giữa các thiết bị trong mọi trường hợp. Sau đó là PROFINET kênh thời gian thực sử
dụng để giao tiếp thời gian thực giữa các máy riêng biệt trong các ứng dụng thời gian quan trọng.
Trong cơng cụ cấu hình, người dùng có thể chọn thời gian cập nhật, cái gọi là chất lượng của
dịch vụ, để xác định xem các giá trị được chuyển giao giữa các thành phần theo chu kỳ trong khi
hoạt động hoặc khi có thay đổi. Một vận chuyển cyclic là thuận lợi hơn cho việc cập nhật thường
xuyên kể từ khi kiểm tra các thay đổi và thừa nhận xử lý ít hơn cyclic gửi (Hình 102.14).

17

Hình 102.14 Truyền thơng PROFINET giữa các thành phần và thiết bị IO PROFINET
102.6 Kỹ thuật cài đặt PROFINET
Các tiêu chuẩn quốc tế ISO / IEC 11801 (tương đương ở châu Âu là EN 50.173) xác định
một thông tin định hướng kết nối mạng tiêu chuẩn ứng dụng cho cho các tòa nhà. Các nội dung
của hai tiêu chuẩn cơ bản là giống hệt nhau. Cả hai tiêu chuẩn giả định rằng các tịa nhà tương tự
như một mơi trường văn phịng và có quyền u cầu để trở thành ứng dụng trung lập. Các yêu
cầu cụ thể sau đây cho các mạng Ethernet trong môi trường công nghiệp không được đưa vào
xem xét trong hai tiêu chuẩn:


Cáp định tuyến.



Mức độ cá nhân của mạng cho mỗi máy/cây.



Cấu trúc mạng tuyến tính.



Cáp cơng nghiệp và kết nối với các u cầu đặc biệt cho EMC, nhiệt độ, độ ẩm, bụi,
và chống rung.

Hình 102.15 Cấu trúc mạng Ethernet trong hệ thống văn phịng

Hình 102.16 Sự khác nhau trong cài đặt cáp ở hệ thống văn phòng và hệ thống tự động

18


Vì lý do này, "Cơng nghệ truyền và đi cáp PROFINET " hướng dẫn xác định một cài đặt
cáp công nghiệp cho các ứng dụng "Fast Ethernet" dựa trên các yêu cầu cơ bản trong IEC 11801
(Hình 102,15 và 102,16).
Lắp đặt cáp PROFINET
Lắp đặt cáp đồng
Lắp đặt PROFINET với cáp đồng đối xứng (xoắn đôi) 100BASE-TX với tốc độ truyền
tải 100 Mbits (Fast Ethernet). Các phương tiện truyền dẫn là một cặp cáp xoắn, cáp đồng bọc
(xoắn đôi) với một trở kháng đặc tính 100 Ω.
Các thành phần riêng phải đáp ứng loại 5 yêu cầu theo tiêu chuẩn IEC 11801. Các đường
truyền tổng thể phải đáp ứng các yêu cầu của lớp D theo tiêu chuẩn IEC 11801. Kết nối có thể
tháo rời được sản xuất sử dụng một RJ45 hoặc hệ thống kết nối M12. Ổ cắm được sử dụng như
là các kết nối thiết bị. Cáp kết nối (cáp kết nối thiết bị, cáp marshaling) được cung cấp với phích
cắm phù hợp ở cả hai đầu. Một thành phần mạng lưới hoạt động được sử dụng để kết nối tất cả
các thiết bị. Để đảm bảo lắp đặt đó là càng đơn giản càng tốt, cáp truyền dẫn đã được xác định là
giống hệt nhau ở cả hai đầu. Cáp kết nối này đáp ứng các chức năng của một cáp lắp ráp với hai
đầu giống hệt nhau (Hình 102.17).
Chiều dài đoạn tối đa là 100 m.

Hình 102.17 Các mạng Ethernet trong môi trường công nghiệp
Lắp đặt cáp quang
PROFINET có thể hoạt động với sợi quang đa/đơn mode. Tín hiệu được truyền qua sợi
quang phù hợp với chuẩn 100BASE-FX, tốc độ truyền tải 100 Mbits. Các giao diện quang học
theo các tiêu chuẩn ISO/IEC 9314-3 (đa) hoặc ISO/IEC 9314-4 (đơn mode). Đối với các ứng
dụng bên ngoài để các tủ điều khiển, vỏ ngoài phải đáp ứng các yêu cầu áp dụng tại thời điểm sử
dụng (cơ khí, hóa chất, nhiệt). Chiều dài đoạn tối đa là 2 km (đa mode), 14 km (đơn mode).
Đầu cắm Connectors

Đầu cắm cho M12 và cho RJ45 có sẵn trong PROFINET (Hình 102.18).

19


RJ45 hay được sử dụng trong tủ điều khiển trong PROFINET. Nó tương thích với một
kết nối văn phịng. Đầu cắm ngoài để các tủ điều khiển đặc biệt là phải phù hợp yêu cầu công
nghiệp. Các loại RJ45 trong IP65 hoặc IP67 hoặc loại M12 được sử dụng trong trường hợp này
(Hình 102.19).
Kết nối cáp quang được thực hiện theo tiêu chuẩn ISO/IEC 11801, tốt hơn với một hệ
thống kết nối duplex SC. Hệ thống này được mô tả trong IEC 60874-14. Ngoài ra, các sợi quang
nối cắm BFOC / 2,5 phù hợp với IEC 60.874-10 có thể được sử dụng.
Các đầu cắm lai được sử dụng trong các tình huống mà các module lĩnh vực phân cấp
được kết nối bằng cách sử dụng kết nối cắm kết hợp có chứa dữ liệu và cung cấp điện. Một kết
nối được bảo vệ khi vơ tình động chạm tới kết nối (Hình 102.20).

Hình 102.18

Hình 102.19

Hình 102.20

Ví dụ về đầu cắm RJ45 chuẩn IP20 (102.18), chuẩn IP67 (102.19), đầu cắm lai
chuẩn IP67 (102.20)
Thiết bị chuyển mạch
PROFINET sử dụng thiết bị chuyển mạch như là một thành phần mạng. Thiết bị chuyển
mạch là các thiết bị nằm trong đường dẫn truyền giữa các thiết bị đầu cuối và tái tạo tín hiệu
nhận được, sau đó chuyển tiếp qua cổng tương ứng. Chúng được sử dụng để cấu trúc mạng.
ISO/IEC 15.802-3 chứa các thông số kỹ thuật cơ bản. Thiết bị chuyển mạch thích hợp cho
PROFINET có tốc độ Fast Ethernet (100 Mbits/sec, IEEE 802.3u) và truyền dẫn song công.

Trong thời gian hoạt động song công, một switch nhận và gửi dữ liệu cùng một lúc tại cùng một
cổng. Khơng có va chạm xảy ra khi bị chuyển mạch được sử dụng. Kết quả là khơng bị mất do
q trình va chạm Ethernet. Cấu hình mạng được đơn giản hóa đáng kể.
102.7 Tích hợp IT
Ngồi các chức năng tự động hóa đã được mô tả, việc sử dụng Ethernet như một phương
tiện truyền thông trong bối cảnh PROFINET cho phép chức năng IT được tích hợp trong
PROFINET là rất tốt. Như trường hợp trong thế giới bus, Ethernet đặt yêu cầu quản lý mạng trên
kết nối với giao thức TCP/IP. Để quản lý tất cả các khía cạnh kỹ thuật của các thiết bị
PROFINET trong các mạng như vậy.
Một khái niệm về quản lý mạng đã được quy định tại PROFINET. Các chủ đề của cơ sở
hạ tầng mạng lưới, quản lý IP, chẩn đốn mạng, và đồng bộ hóa thời gian là những yếu tố chính
của khái niệm. Quản lý mạng đơn giản hố việc quản trị và quản lý Ethernet thơng qua việc sử
dụng các giao thức chuẩn của IT. Việc sử dụng công nghệ Internet trong các hệ thống tự động

20


hóa đại diện cho một khía cạnh khác. PROFINET đã chỉ định một khái niệm thuộc phạm vi của
hội nhập web cho phép truy cập vào một thành phần PROFINET. Truy cập đạt được bằng cách
sử dụng tiện ích web (chuẩn http, XML và HTML).
Quản lý mạng
Quản lý mạng lưới bao gồm tất cả các chức năng để quản trị mạng, chẳng hạn như cấu
hình (phân bổ địa chỉ IP), lỗi giám sát (chẩn đốn), và tối ưu hóa hiệu suất.
Quản lý IP
Việc sử dụng giao thức TCP/IP trong PROFINET có nghĩa là một địa chỉ IP được gán cho
các trạm mạng (tức là thiết bị PROFINET)
Phân bổ địa chỉ với các hệ thống cấu hình của nhà sản xuất cụ thể: Phương án này là cần
thiết vì một hệ thống quản lý mạng khơng phải lúc nào cũng có sẵn. Trong PROFINET, giao thức
DCP (Discovery and Basic Configuration) được quy định, cho phép các thông số IP được chỉ
định sử dụng các cơng cụ cấu hình/lập trình sản xuất cụ thể hoặc trong kỹ thuật plantwide (ví dụ,

trong trình soạn thảo kết nối PROFINET). Việc sử dụng DCP là bắt buộc đối với các thiết bị
PROFINET. Bằng cách này, một hành vi thống nhất của các thiết bị PROFINET được đảm bảo.
Cấp phát địa chỉ tự động với DHCP (Dynamic Host configuration protocol – giao thức
cấu hình host động) được thiết lập để cấp phát và quản lý các địa chỉ IP trong các hệ thống mạng
văn phòng với ác hệ thống quản lý mạng. PROFINET cung cấp việc sử dụng tiêu chuẩn này và
mơ tả cách DHCP có thể được áp dụng theo cách hữu dụng trong môi trường PROFINET. Việc
thực hiện DHCP trong các thiết bị PROFINET là tối ưu.
Quản lý chẩn đoán
Độ tin cậy khi vận hành hệ thống mạng sẽ được ưu tiên cao trong quản lý mạng. Giao
thức quản lý Mạng đơn giản (SNMP) được thiết lập trong các mạng tồn tại như là tiêu chuẩn
thực tế để duy trì và giám sát các bộ phận mạng và chức năng của chúng. Để cho các thiết bị
PROFONET được giám sát trong các hệ thống quản lý đã thiết lập thì sẽ rất hữu ích khi áp dụng
SNMP. Các thiết bị SNMP cung cấp việc truy nhập đọc từ (giám sát, chuẩn đoán) và truy nhập
viết đến một thiết bị.
Các tiện ích mạng
Ngồi việc sử dụng các công nghệ nền tảng Ethernet hiện đại trong PROFINET thì cịn
có thể truy nhập một bộ phận PROFINET bằng cách sử dụng các máy khách trên các công nghệ
Internet, chẳng hạn như http, XML, HTML, hoặc scripting.
Dữ liệu được truyền phát trong một định dạng được tiêu chuẩn hóa (HTML, XML), và
thơng qua các đầu cuối tiêu chuẩn hóa (các trình duyệt như Netscape, MS internet Exploer,

21


Opera v.v). Điều này cho phép tích hợp thơng tin từ các bộ phận PROFINET trong những hệ
thống thông tin hỗ trợ đa phương tiện hiện đại.
Các đặc điểm tính năng
Tích hợp web cho PROFINET được thiết kế chú trọng đến việc phát lệnh và chuẩn đoán.
Các ý tưởng nền tảng web có thể được dùng rất hiệu quả trong những lĩnh vực ứng dụng này.
Các trường hợp có thể xảy ra đối với tích hợp web PROFINET trong các lĩnh vực vận

hành và duy trì bao gồm: kiểm tra và vận hành, đánh giá cơ sở dữ liệu thiết bị, chẩn đoán thiết bị,
và lập hồ sơ thiết bị và nhà máy.
Các đặc tính kỹ thuật
Bộ phận cơ bản của tích hợp web là máy chủ web. Máy chủ web sẽ hình thành giao diện
giữa mơ hình đối tượng PROFINET và các cơng nghệ cho tích hợp web.
Tích hợp web PROFINET có thể được điều chỉnh kích thước tùy theo hiệu suất và tính
chất của máy chủ web. Điều này nghĩa là, ngoài một thiết bị PROFINET với một “máy chủ
thông tin Internet MS hoặc “Apache webserver”, các thiết bị PROFINET nhỏ chỉ có trang bị
“máy chủ web tích hợp” cũng có thể tham gia và q trình tích hợp web với đầy đủ các quyền.
Phạm vi
Thông số kỹ thuật tích hợp web PROFINET có thể được tạo ra sao cho việc truy nhập
vào các thiết bị PROFINET sẽ là đồng nhất bất kể nó xảy ra từ Internet hay Intranet. Kết quả là,
có thể thu được tất cả những ưu điểm tích hợp web ngay cả khi bản thân thiết bị khơng được
được liên kết Internet.

Hình 102.21 Tích hợp web cho phép truy nhập các bộ phận PROFINET

OPC

22


Mơ hình bộ phận PROFINET và OPC có cùng nền tảng công nghệ, tức là DCOM. Điều
này giúp mang lại các tùy chọn thân thiện người dùng đối với việc trao đổi dữ liệu giữa các bộ.
OPC là giao diện được sử dụng rộng rãi cho việc trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng trong các hệ
thống tự động. OPC cho phép lựa chọn linh hoạt các trạm của các nhà sản xuất khác nhau và trao
đổi dữ liệu giữa các trạm mà khơng cần lập trình.
Truy nhập dữ liệu OPC
Truy nhập dữ liệu (DA) OPC là một tiêu chuẩn ngành xác định giao diện người dùng
đồng nhất để truy nhập xử lý dữ liệu. Kết quả mà tiêu chuẩn này mang lại đó là truy nhập dữ liệu

của các thiết bị điều khiển và xử lý, định vị các máy chủ OCP, và trình duyệt đơn giản trong các
trường tên của máy chủ OPC được liên kết với nhau.
Trao đổi dữ liệu OPC
Trao đổi dữ liệu (DX) OPC là một tiêu chuẩn giao tiếp cho việc trao đổi dữ liệu người
dùng không chú trọng cấp độ hệ thống giữa những bộ điều khiển của những nhà sản xuất khác
nhau và các dạng (chẳng hạn như giữa PROFINET và Ethernet/IP). Tuy nhiên OPC DX không
cho phép bất kỳ truy nhập trực tiếp nào đến cấp độ trường của hệ thống khác.

OPC DX và PROFINET
OPC DX được phát triển với mục đích tạo ra mức độ tối thiểu khả năng hoạt động liên
đới giữa các hệ thống trạm khác nhau và các giao thức giao tiếp nền tảng Ethernet. Để duy trì kết
nối mở đến các hệ thống khác, OPC DX sẽ được tích hợp vào PROFINET. Việc tích hợp này
được thực hiện như sau:
Mỗi nút PROFINET sẽ được xem là một máy chủ OPC.
Mỗi máy chủ OPC sẽ được vận hành như một nút PROFINET nhờ vào bộ adater tiêu
chuẩn. Điều này sẽ được thực hiện bằng bộ đối tượng hóa, vì bộ phận SW thực hiện một thiết bị
PROFINET trên nền tảng của một máy chủ OPC trong một PC. Bộ phận SW này chỉ cần được
thi hành một lần và sau có thể dùng cho tất cả máy chủ OPC.

Hình 102.22 Mặt cắt hệ thống DX với OPC DA và OPC DX

23


102. 8 Tích hợp Hệ thống trạm trường
PROFINET đưa ra một mơ hình cho sự tích hợp PROFIBUS hiện hành và các hệ thống
trạm trường khác. Điều này cho phép tạo ra kết hợp trạm trường và các hệ thống phụ phụ nền
tảng Ethernet. Theo các này, việc truyền phát công nghệ liên tục từ các hệ thống nền tảng trạm
trường đến PROFINET là có thể.
Chiến lược dịch chuyển

Qua đánh giá số lượng lớn các hệ thống PROFIBUS hiện hành ta thấy điều cốt lõi cho
mục đích bảo vệ đầu tư mà những hệ thống này có thể được tích hợp dễ dàng vào PROFINET
(được dịch chuyển) mà khơng có bất kì thay đổi nào. Phải phân biệt các trường hợp sau đây:




Người vận hành nhà máy phải có khả năng dịch chuyển dễ dàng việc cài đặt hiện hành
của mình vào một ý tưởng tự động PROFINET mới sẽ được cài đặt.
Kỹ sư thi cơng nhà máy phải có khả năng sử dụng chuỗi thiết bị cho các dự án tự động
hóa PROFINET mà khơng gây ra bất kì thay đổi nào.
Nhà sản xuất thiết bị hoặc OEM phải có khả năng tích hợp các thiết bị trường hiện hành
của mình vào các hệ thống PROFINET mà khơng phải tốn thêm bất kì có gắng nào cho
các thay đổi.

Tích hợp thông qua các proxy
Ý tưởng proxy trong PROFINET cho phép sự tích hợp đồng nhất cao, đơn giản các hệ
thống trạm trường. Proxy là đại diện trên Thernet cho một hoặc nhiều hơn một thiết bị trạm
trường (chẳng hạn như trên PROFIBUS). Đại diện này đảm bảo giao tiếp đồng nhất (không tạo
đường hầm giao thức) giữa các hệ thống mạng. Ví dụ có thể thi hành một proxy, như kiểm soát
nền tảng PC hoặc PLC hoặc thuần túy như một cổng thơng tin (hình 102.24)
Các máy khách DP trên PROFIBUS được kiểm soát như những thiết bị IO (đầu vào đầu
ra) trong PROFINET IO. Theo đánh giá bộ phận thì các máy khách DP thơng tin sẽ được dùng
như những bộ phận PROFINET độc lập. Trong bộ biên tập liên kết nối PROFINET, các bộ phận
PROFIBUS như thế không thể phân biệt với các bộ phận trên Ethernet. Việc sử dụng các proxy
cho phép giao tiếp đồng nhất giữa các thiết bị trên các hệ thống trạm khác nhau.

24

Hình 102.23 PROFINET cung cấp tính cơng khai và bảo vệ đầu tư cho các nhà sản xuất
thiết bị và khách hàng đầu cuối.

Hình 102.24. Các quy tắc tích hợp các thiết bị trạm trường riêng lẻ bằng cách sử dụng
một proxy: mẫu PROFIBUS
Tích hợp các ứng dụng trạm trường
Một ứng dụng trạm trường tổng thể có thể được sao chép như một bộ phận PROFINET
trong khung làm việc của mơ hình bộ phận.

Hình 102.25 Các quy tắc tích hợp các ứng dụng trạm trường: mẫu PROFIBUS
Để giao tiếp với nhà máy hiện hành bằng cách sử dụng PROFINET, máy chủ trạm trường
trong bộ phận PROFINET phải có khả năng PROFINET. Theo đó, cơ chế trạm trường hiện hành
(chẳng hạn như PROFIBUS DP) được dùng trong bộ phận và các cơ chế PROFINET được dùng
ngoài bộ phận.
PROFINET và các hệ thống trạm trường khác
Ý tưởng proxy có thể được dùng để dịch chuyển các hệ thống trạm trường khác bên cạnh
PROFIBUS và PROFINET (chẳng hạn như Trạm trường nền tảng, DevideNet, CC-Link) hình
ảnh mơ tả trạm của giao diện bộ phận phải được xác định và lưu trữ trong proxy cho tất cả các
truyền phát dữ liệu khả dĩ trên mỗi trạm. Điều này cho phép tích hợp bất kì trạm trường nào
trong PROFINET mà ít tốn cơng sức.
102. 9 PNO Offer

25