PROFINET_IO_vs_PROFIBUS_DP.pdf
(
782 KB
)
Pobierz
PROFINET IO vs. PROFIBUS DP
System PROFIBUS dzięki swojej ponad 15-letniej obecności na rynku jest dobrze znanym,
sprawdzonym i zaakceptowanym rozwiązaniem, przeznaczonym do komunikacji systemu
sterowania z rozproszonymi urządzeniami peryferyjnymi.
PROFINET IO, jako następca PROFIBUS DP, oferuje użytkownikowi przede wszystkim większą
funkcjonalność, ale również otwartość – szczególnie pod kątem integracji ze środowiskiem
aplikacji IT.
Głównym celem niniejszego artykułu jest porównanie najistotniejszych cech systemu
PROFINET IO z PROFIBUS DP. Ze względu na szeroki zakres tematu artykuł ten skupia się tylko na
wybranych zagadnieniach.
Topologia sieci
PROFIBUS DP
na poziomie warstwy fizycznej (okablowania) najczęściej bazuje na RS-485.
Wszystkie urządzenia w segmencie są ze sobą połączone przy pomocy wspólnej, jednoparowej skrętki.
To powoduje że:
●
obowiązuje jedna prędkość transmisji w całej sieci
●
wraz ze wzrostem prędkości transmisji maleje długość segmentu (przykładowo dla 500 kbit/sek
segment może mieć do 400m długości, zaś dla 1,5 Mbit/sek tylko 200m)
●
jednocześnie mogą wymieniać informacje tylko dwa urządzenia (jednym z nich będzie DP Master)
i to tylko w jednym kierunku (nadawanie lub odbieranie), ponieważ do komunikacji
wykorzystywana jest tylko jedna para przewodów.
W przypadku sieci wykonanej przy użyciu kabla miedzianego jedyną dozwoloną topologią segmentu jest
linia. Stosując dedykowane, aktywne komponenty sieciowe (wzmacniacze / koncentratory) można
w
segmencie implementować odgałęzienia w celu otrzymania topologii przypominającej układ
drzewiasty.
W sieci PROFIBUS DP połączenia nadmiarowe (redundancja) można uzyskać tylko i wyłącznie
w przypadku sieci bazującej na światłowodzie. Sieć ma w tym wypadku strukturę pierścieniową.
Wykorzystując światłowody można pominąć ograniczenia wynikające ze stosowania kabli miedzianych
(podatność na zakłócenia elektromagnetyczne, maksymalna długość segmentu i jej zależność od
prędkości transmisji).
Standard PROFIBUS DP nie definiuje transmisji bezprzewodowej (w eterze lub poprzez podczerwień),
dlatego też decydując się na takie rozwiązanie w tym systemie należy stosować urządzenia jednego
producenta (nadajnik-odbiornik). Wykorzystanie takiego interfejsu może ograniczać prędkość transmisji
w całej sieci.
______________________________________________________________________________________________________
INTEX Sp. z o.o. | 44-100 Gliwice, ul. W. Pola 16 | Tel. 032 2307516 | Fax 032 2307517 |
intex@intex.com.pl
|
www.intex.com.pl
| NIP: 631-000-88-84
zarej. pod nr KRS 0000134132 w Sądzie Rejonowym w Gliwicach, X Wydział Gospodarczy Krajowego Rejestru Sądowego | Kapitał zakł: 200.000 PLN
PROFINET IO vs. PROFIBUS DP - wersja 080501 - strona
1
/
12
Ilustracja 1: Przykładowa struktura sieci PROFIBUS
(WZMacniacz, KONCentrator)
PROFINET
na poziomie warstwy fizycznej bazuje na sieci Ethernet. W sieci tej do jednego kabla mogą
być dołączone tylko dwie stacje (połączenie punkt-punkt) np. sterownik i urządzenie IO. Stosując
przełączniki sieciowe – czyli urządzenia koordynujące wymianę pomiędzy stacjami w sieci Ethernet -
istnieje możliwość zbudowania sieci o praktycznie dowolnej strukturze (linia, drzewo oraz pierścień).
Stosując urządzenia z wbudowanym przełącznikiem możliwe jest uzyskanie topologii liniowej bez
konieczności stosowania dodatkowych przełączników.
Maksymalna długość połączenia bazującego na skrętce ograniczona jest do 100m niezależnie od
prędkości transmisji. Ograniczenie to można ominąć stosując połączenia światłowodowe lub radiowe.
Do wymiany informacji pomiędzy dwoma urządzeniami wykorzystywane są dwie pary przewodów.
Dzięki temu stacje mogą jednocześnie wymieniać informacje w dwóch kierunkach (nadawać i odbierać).
W przypadku sieci Ethernet wykorzystywanej do komunikacji sterownika z urządzeniami peryferyjnymi
(IO), dobrą praktyką jest wydzielanie niezależnych klastrów szczególnie w sytuacji kiedy duży nacisk
położony jest na krótkie czasy odpytywania urządzeń.
Aby możliwe było tworzenie połączeń nadmiarowych (redundancja) należy zastosować odpowiednie
przełączniki sieciowe. Dozwolona w tym wypadku topologia sieci określona jest przez protokół
wykorzystywany przez przełączniki do programowej dezaktywacji/aktywacji nadmiarowych połączeń.
Dostępne są dwa rozwiązania:
●
topologia pierścieniowa – przełączniki wykorzystują mechanizm menadżera redundancji do
dezaktywacji/aktywacji nadmiarowych połączeń. Mechanizm ten wykorzystywany jest np.
w protokole MRP (Media Redundancy Protocol)
●
dowolna topologia sieci – przełączniki wykorzystują protokół STP/RSTP (Spanning Tree
Protocol / Rapid Spanning Tree Protocol) do zarządzania połączeniami nadmiarowymi.
Na poziomie łączącym poszczególne sterowniki (PLC), komputery przemysłowe (IPC), lokalne
wyświetlacze (HMI) czy też serwery zbierające dane z urządzeń obiektowych (serw), sieć PROFINET
będzie miała najczęściej strukturę pierścieniową ponieważ zapewnia ona najkrótsze czasy rekonfiguracji
w przypadku wystąpienia problemów typu przerwanie linii czy uszkodzenie przełącznika (ilustracja 2).
Podobny układ sieci występować będzie na poziomie sieci Ethernet łączącej komputery z aplikacjami
typu SCADA, MES, IT. Zaś w przypadku sieci biurowych wykorzystywany jest protokół STP/RSTP.
______________________________________________________________________________________________________
INTEX Sp. z o.o. | 44-100 Gliwice, ul. W. Pola 16 | Tel. 032 2307516 | Fax 032 2307517 |
intex@intex.com.pl
|
www.intex.com.pl
| NIP: 631-000-88-84
zarej. pod nr KRS 0000134132 w Sądzie Rejonowym w Gliwicach, X Wydział Gospodarczy Krajowego Rejestru Sądowego | Kapitał zakł: 200.000 PLN
PROFINET IO vs. PROFIBUS DP - wersja 080501 - strona
2
/
12
Ilustracja 2: Typowa struktura sieci przemysłowej
Stosując sieć bezprzewodową zgodną z 802.11 (Wi-Fi) lub 802.15.1 (Bluetooth) użytkownik bazuje na
otwartym standardzie i w ramach jednego systemu może wykorzystywać urządzenia różnych
producentów.
Istotną cechą systemu bazującego na sieci Ethernet jest możliwość wykorzystywania różnych prędkości
transmisji w ramach tej samej sieci.
Cecha ta wynika z bezpośrednich połączeń pomiędzy urządzeniami (punkt-punkt), dlatego też
w zależności od potrzeb w tym samym systemie istnieje możliwość wykorzystania połączeń pracujących
z prędkościami 100 lub 1000 Mbit/sek i jednocześnie połączeń radiowych, które mogą pracować z
prędkością do 108 Mbit/sek.
______________________________________________________________________________________________________
INTEX Sp. z o.o. | 44-100 Gliwice, ul. W. Pola 16 | Tel. 032 2307516 | Fax 032 2307517 |
intex@intex.com.pl
|
www.intex.com.pl
| NIP: 631-000-88-84
zarej. pod nr KRS 0000134132 w Sądzie Rejonowym w Gliwicach, X Wydział Gospodarczy Krajowego Rejestru Sądowego | Kapitał zakł: 200.000 PLN
PROFINET IO vs. PROFIBUS DP - wersja 080501 - strona
3
/
12
Konfiguracja systemu
Proces konfiguracji i uruchomienia systemu sterowania wykorzystującego sieć
PROFIBUS DP
można
podzielić na następujące etapy:
●
import opisów urządzeń (plików GSD)
●
definicja parametrów sieci (np. określenie prędkości transmisji)
●
definicja wykorzystywanych adresów dla stacji DP Master oraz DP Slave
●
przypisanie adresów stacjom DP Slave (w urządzeniu)
●
dołączanie stacji do sieci w konfiguratorze systemu (stacje pobierane są z biblioteki dostarczanej
przez producenta aplikacji uzupełnionej o pliki GSD przez użytkownika)
●
konfiguracja (definicja modułów) i parametryzacja stacji oraz poszczególnych modułów.
W przypadku systemu
PROFINET IO
należy wykonać podobne kroki, jedyną różnicą jest definicja
parametrów sieci. W PROFINET IO minimalna prędkość to 100Mbit/sek oraz tryb pełnego dupleksu
(możliwość jednoczesnego nadawania i odbioru).
Ilustracja 3: Przykład konfiguracji systemu PROFINET IO w STEP7
______________________________________________________________________________________________________
INTEX Sp. z o.o. | 44-100 Gliwice, ul. W. Pola 16 | Tel. 032 2307516 | Fax 032 2307517 |
intex@intex.com.pl
|
www.intex.com.pl
| NIP: 631-000-88-84
zarej. pod nr KRS 0000134132 w Sądzie Rejonowym w Gliwicach, X Wydział Gospodarczy Krajowego Rejestru Sądowego | Kapitał zakł: 200.000 PLN
PROFINET IO vs. PROFIBUS DP - wersja 080501 - strona
4
/
12
Opis możliwości urządzenia
Aby umożliwić wykorzystanie urządzeń różnych producentów w ramach jednego systemu sterowania,
konieczne jest opracowanie języka opisu możliwości komunikacyjnych, konfiguracyjnych oraz
parametrów urządzenia. Opis ten docelowo będzie interpretowany przez narzędzie do konfiguracji
systemu sterowania.
W przypadku
PROFIBUS DP
urządzenia DP Slave są opisywane przy pomocy plików GSD
(General Station Description). Pliki GSD to pliki tekstowe, a więc do ich edycji można wykorzystać
np. standardowy Notatnik.
Ze względu na większe możliwości protokołu oraz samych urządzeń w przypadku
PROFINET IO
do opisu stacji wykorzystano standard XML (eXtensible Markup Language), który pozwala na
strukturyzację opisywanych danych.
Pliki opisujące urządzenia IO-Device nazywane są GSDML (General Station Description Markup
Language).
Pliki te można również otwierać przy pomocy notatnika, jednak ze względu na najczęściej duży rozmiar
pliku, złożony opis urządzenia przy pomocy XML plik taki jest zdecydowanie mniej czytelny niż GSD.
Organizacja PI (PROFIBUS&PROFINET International) udostępnia firmom członkowskim przeglądarkę
plików GSDML. Dzięki tej aplikacji analiza zawartości pliku GSDML staje się bardzo prosta.
Ilustracja 4: Plik GSDML - widok kodu XML oraz widok przez przeglądarkę
______________________________________________________________________________________________________
INTEX Sp. z o.o. | 44-100 Gliwice, ul. W. Pola 16 | Tel. 032 2307516 | Fax 032 2307517 |
intex@intex.com.pl
|
www.intex.com.pl
| NIP: 631-000-88-84
zarej. pod nr KRS 0000134132 w Sądzie Rejonowym w Gliwicach, X Wydział Gospodarczy Krajowego Rejestru Sądowego | Kapitał zakł: 200.000 PLN
PROFINET IO vs. PROFIBUS DP - wersja 080501 - strona
5
/
12
Plik z chomika:
maxhack
Inne pliki z tego folderu:
07-22-2011-UT-7 S7.ZIP
(11373 KB)
07-24-2011-UT-7 S7.ZIP
(11391 KB)
07-26-2011-UT-7 S7-ADAM-pp.zip
(11326 KB)
07-26-2011-UT-7 S7-ADAM.zip
(11293 KB)
07-26-2011-UT-7 S7.ZIP
(11709 KB)
Inne foldery tego chomika:
beatka-k
Galeria spytaj o hasło to Ci udostępnię
Origami
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin