PROFINET

Ethernet je tehnologija prenosa podatkov za ožičena omrežja in standard za prenos podatkovnih paketov v domačih ali pisarniških lokalnih omrežjih (LAN).

To pomeni, da se podatki pošiljajo in sprejemajo prek Etherneta. Ethernet ne deluje brezžično kot WLAN, ampak potrebuje fizično povezavo.

Strokovno združenje IEEE je definiralo in standardiziralo ta omrežni protokol in strukturo njegovih paketov s specifikacijo IEEE 802.3.

Ethernet predstavlja osnovno tehnologijo za največje omrežje na svetu - internet in je zato tudi najbolj uporabljan standard na svetu.

Potrebno je razumeti, da lastnosti klasičnega Etherneta iz sektorja ožičenja stavb ne zadostujejo za uporabo v industrijskem okolju. V pisarniških okoljih je potrebno podatkovne pakete pošiljati in prejemati zanesljivo, manjši časovni zamiki pa tu ne igrajo bistvene vloge.

Industrijski Ethernet (IE) se uporablja v industrijskem sektorju. S pomočjo industrijskega etherneta je zdaj mogoče povezati pisarniški svet z industrijskim svetom. Z drugimi besedami, za povezovanje posameznih strojev z nadzornim nivojem tako v proizvodnji kot pri avtomatizaciji procesov. Podatkovne pakete je mogoče poslati in prejeti točno ob zahtevanem času prek industrijskega etherneta (determinizem). Zlasti v sistemih za avtomatizacijo s strogimi zahtevami za komunikacijo v realnem času so zamiki prenosa podatkovnih paketov preprosto nesprejemljivi in lahko včasih povzročijo resne konflikte in izgube.

Ob tem so zahteve okolja v industrijskem sektorju veliko višje kot v pisarni. Pri proizvodnji je pričakovati razna olja ter pogosto tudi visoke temperature in vlago. Obstajajo tudi visoke dinamične zahteve, ki jih je treba izpolniti tam, kjer so kabli v nenehnem gibanju. Uporabljene komponente morajo biti izdelane tako, da so ustrezno robustne in odporne ter tako zagotavljajo za trajno in zanesljivo delovanje.

Pri tem mora biti celoten sistem tako enostaven za uporabo, da ga lahko načrtujejo, namestijo in vzdržujejo ne IT strokovnjaki, ampak strokovnjaki za avtomatizacijo.

PROFINET (Process Field Network) je standard za prenos podatkov, ki temelji na protokolu industrijskega etherneta. Poseben komunikacijski sistem, ki je idealen za uporabo v industrijskih omrežjih in je na tem področju najpogosteje uporabljen protokol v Evropi.

PROFINET se lahko uporablja za katero koli tehnologijo avtomatizacije in v kateri koli industriji.

Medtem ko Industrijski ethernet ureja samo zahteve protokola za prenos podatkov, standard PROFINET opisuje več kot le prenos podatkov. Standard daje tudi napotke o dovoljeni strukturi in barvi zunanjega plašča kabla in vodnikov, določa uporabljene konektorje in še veliko več.

Mimogrede: PROFINET-a ne smete zamenjevati z zelo podobnim PROFIBUS-om, standardom protokola za komunikacijo fieldbus.

Industrijski ethernet sistem PROFINET je bil razvit s strani Siemens AG v sodelovanju s PROFIBUS & PROFINET- Nutzerorganisation (PNO). Ta organizacija je danes globalno aktivna in ima na stotine članov.

LAPP aktivno sodeluje tudi v posameznih delovnih skupinah.

Sistem PROFINET je mednarodno opredeljen v standardu IEC 61918 "Industrijska komunikacijska omrežja - Namestitev komunikacijskih omrežij v industrijskih območjih" za ožičenje znotraj in med avtomatiziranimi otoki ali proizvodnimi otoki. Posebna infrastruktura za kable in povezovalne rešitve PROFINET je standardizirana v IEC 61784-5-3. Vključuje bakrene in optične prenosne medije ter brezžični prenos. "Smernice za tehnologijo kablov in medsebojnega povezovanja PROFINET" ustvarja delovna skupina znotraj PNO. Ta smernica povzema standard IEC 61784-5-3.

PROFINET združuje prednosti mnogih drugih protokolnih standardov:

1. 100% Ethernet združljivost
2. Prilagodljivost pri funkcionalnosti zahvaljujoč modularni zasnovi, ki temelji na razredih skladnosti
3. Interoperabilnost PROFINET-združljivih komponent zahvaljujoč standardizaciji
4. Enostavno razširljivi sistemi
5. Enostavna integracija sistemov fieldbus
6. Visoko razpoložljiva sredstva
7. Nizko vzdrževanje omrežja
8. Preverjeni varnostni in diagnostični koncepti
9. Razširljiva komunikacija v realnem času
10. Komponente s certifikatom zagotavljajo visoko zanesljivost sistema

Najbolj priljubljen PROFINET sistem je PROFINET IO (input/output) iz leta 2006. Komunikacijski sistem PROFINET IO je zasnovan modularno in ga je možno postaviti v različnih variantah. Različni funkcionalni obsegi omogočajo oblikovanje omrežja podjetja na različne načine. Ker ima vsak sistem avtomatizacije svoje zahteve za prenos podatkov, se sistemski operater odloči, katero funkcionalnost zahteva na podlagi tako imenovanih razredov skladnosti.

Katere različne razrede skladnosti ponuja PROFINET?

Možne aplikacije so razdeljene v štiri razrede skladnosti, ki določajo na primer tipe naprav, ki jih je mogoče uporabiti (krmilnik, naprava, kontrolnik), uporabljeni prenosni medij in vrsto komunikacije. To zagotavlja, da so komponente razreda vedno združljive in izpolnjujejo potrebne zahteve. Razred dopolnjuje obseg funkcij osnovnega razreda z nadaljnjimi funkcionalnostmi.

Kratek pregled razredov skladnosti:

Opomba: Pri izbiri komponent pazite, da izbirate takšne, ki ustrezajo razredu skladnosti, ki ste ga izbrali za svoj sistem avtomatizacije.

Smernice za PROFINET določajo strukturo ter mehanske in električne lastnosti bakrenih kablov, bakrenih hibridnih kablov in kablov iz optičnih vlaken, ki se lahko uporabljajo v omrežjih PROFINET. Odvisno od vrste kabla to vključuje tudi zahteve glede:

• označevanja kablov,
• barv za identifikacijo vodnikov,
• vrste zaščite,
• barv zunanjega plašča,
• vrednosti upora,
• vrednosti slabljenja,
• frekvenčna območja,
• temperaturne odpornosti,
• zaviranja gorenja in veliko več.

Specifikacija za bakrene kable

Za bakrene povezave so definirane štiri vrste kabla, tako za 2- kot 4-parične.

Osnoven pregled zahtev za bakrene povezave (samo prenos signala):

Ob simetričnih kabelskih zasnovah, PROFINET omogoča tudi hibridne kabelske zasnove (tip B in C), kot je na primer naš ETHERLINE® Cat.5 FRNC HYBRID (tip B). Hibridni kabli vsebujejo vodnike za prenos signala in napajanje.

Fast Connect za PROFINET

Veliko naših PROFINET podatkovnih kablov ima "Fast Connect" zasnovo, kar pomeni, da ima kabel, namesto opletenih žičnih paric, poseben notranji plašč in ločilo (tak kabel prepoznate po kratici FC v imenu izdelka). Pri konfekcioniranju takšnega podatkovnega kabla z ustreznim konektorjem, težko odstranjevanje opleta parice ni več potrebno.

Sistem Fast Connect je celostna rešitev, ki zajema primerne kable, konektorje in orodja.

Z izdelki FC prihranite do 50 % časa pri konfekcioniranju podatkovnega kabla.

Prepričajte se sami, kako enostaven je sistem Fast Connect in koliko časa prihranite z njegovo uporabo.

Specifikacija za optične kable

Za kable iz optičnih vlaken POF, PCF in GOF sta bila določena po dva tipa kabla.

Osnoven pregled zahtev za optične kable (optični prenos signalov):

Vse v zelenem?

Barva zunanjega plašča kablov PROFINET je fiksno določena in zato precej jasna identifikacijska značilnost (vsaj za kable tipa A in tipa B): zelena RAL6018.

Za tip C in tip R je ta barva priporočena za uporabo.

PROFINET smernice določajo različne vrste konektorjev za povezovalno tehnologijo - tako za kable v zaščitenih prostorih, na primer krmilni omarici, kjer je potrebna nizka stopnja zaščite, kot tudi za kable na proizvodni liniji, kjer so višje zahteve glede odpornosti proti umazaniji in vlagi.

Specifikacije za konektorje

Za prenos podatkov v industrijskem ethernetu, v PROFINET sistemu, sta bila vzpostavljena sva standarda konektorev za bakrene kable – RJ45 in M12.

Hiter pregled zahtev za konektorje za bakrene kable:

Pri konektorjih, ki jih je mogoče konfekcionirati na mestu povezave, se je potrebno osredotočiti predvsem na to, da jih je mogoče čim bolj enostavno povezati brez posebnega orodja. Ob tem mora biti konektor mogoče povezati s čim več kabli, kar pomeni, da morajo pokrivajo širok razpon v smislu presekov in premerov vodnikov, strukture prevodnikov in zunanjih premerov kablov.

Specifikacije za konektorje za optične kable

Za prenos podatkov v industrijskem ethernetu, v PROFINET sistemu, so iz vidika optične povezave vzpostavljeni naslednji standardi:

Hiter pregled zahtev za konektorje za optične kable:

Ne glede na to, ali gre za 4- ali 8-žilne PROFINET kable blagovne znamke ETHERLINE® ali HITRONIC® kable iz optičnih vlaken v POF, PCF ali GOF različici – LAPP ima pravo rešitev za vašo PROFINET aplikacijo. Spodaj je še nekaj utrinkov iz naše ponudbe:

Bakreni kabli

ETHERLINE PN Cat.6A FC

Za fiksno namestitev v omrežju PROFINET® (tip A): Zahvaljujoč zasnovi Fast Connect z ločilom med paricami, je ta UL-certificiran Ethernet kabel (cat. 6A), mogoče posebej hitro konfekcionirati, ob tem pa navdušujejo tudi njegove odlične EMC lastnosti. Izbirate lahko tudi med tremi različnimi materiali plašča.

ETHERLINE® ROBOT PN Cat.5e

Za robotske aplikacije se zanesite na naš kabel za industrijski ethernet, ki je bil razvit in preizkušen v skladu z enotnim standardom "Type R" PROFINET®. Lastnosti za kabelske verige, torzije in izmenična upogibanja so zdaj združene v enem samem kablu. Podjetje LAPP že od samega začetka sodeluje pri razvoju in standardizaciji zahtev za ta razred omrežja PROFINET®.

ETHERLINE® Cat.5 kabli za PROFINET aplikacije

ETHERLINE® Cat.6A kabli za PROFINET aplikacije

ETHERLINE® Cat.7 kabli za PROFINET aplikacije

Kabli z optičnimi vlakni

HITRONIC® GOF DUPLEX PNB

Ime izdelka pove vse: optična vlakna + PROFINET + stavbna inštalacija v enem! Visoko ognjevaren kabel s CPR klasifikacijo je primeren za ožičenje krmilnih omaric in strukturiranih PROFINET omrežij v zgradbah. Tako uporabljen material v notranjosti kot zunanji plašč prepričata s svojimi materiali brez halogenov.

HITRONIC® GOF DUPLEX PNC

Ime izdelka pove vse: optična vlakna + PROFINET + neprekinjeno gibanje v enem! Ta kabel združuje lastnosti potrebne za uporabo v kabelskih verigah, torzijskih aplikacijah in aplikacijah izmeničnega gibanja, kar ga dela idealnega za vse PROFINET APLIKACIJE, kjer so prisotni gibanje, vibracije ali torzija. Zahvaljujoč PUR izolaciji kabla je ta izdelek še posebej vzdržljiv in robusten. 

HITRONIC® POF kabli PROFINET aplikacije

HITRONIC® PCF kabli PROFINET aplikacije

Spoznajte druge Ethernet protokolne standarde

Spoznajte druge fieldbus protokolne standarde