Profibus và Profinet là các giao thức truyền thông công nghiệp được sử dụng rộng rãi bởi các hệ thống điều khiển của Siemens. Profibus và Profinet là các giao thức rất khác nhau sử dụng các loại cáp và đầu nối khác nhau. Hãy cùng Bảo Tín tìm hiểu điểm khác nhau giữa Profibus và Profinet ngay bài viết sau bạn nhé!
Profibus là gì?
Profibus (Process Field Bus) là một chuẩn truyền thông fieldbus, ứng dụng trong ngành kỹ thuật tự động hóa và được phát triển lần đầu vào năm 1989 bởi BMBF (phòng giáo dục và nghiên cứu Đức) và sau đó được sử dụng bởi hãng Siemens.
Trong các ứng dụng tự động hóa công nghiệp và tự động hóa tòa nhà, các mạng trường nối tiếp (serial fieldbus) có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các hệ thống tự động hóa và các thiết bị hiện trường phân tán.
Chuẩn này cũng cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau mà không cần điều chỉnh giao diện truyền thông đặc biệt.
Đặc điểm của Profibus
PROFIBUS dựa trên RS485, là một phương thức truyền thông nối tiếp phổ biến. Profibus là một mạng Fieldbus được thiết kế để giao tiếp giữa máy tính và PLC. Dựa trên nguyên tắc token bus không đồng bộ ở chế độ thời gian thực, PROFIBUS xác định mối quan hệ truyền thông giữa nhiều master và giữa master-slave, với khả năng truy cập theo chu kì và không theo chu kì, tốc độ truyền tối đa lên tới 500 kbit/s (trong một số ứng dụng có thể lên tới 1,5Mbp hay 12Mbp).
Khoảng cách bus tối đa không dùng bộ lặp (repeater) là 200m và nếu dùng bộ lặp khoảng cách tối đa có thể đạt được là 800m. Số điểm (node) tối đa nếu không có bộ lặp là 32 và là 127 nếu có bộ lặp.
PROFIBUS có 2 phiên bản: Thiết bị ngoại vi phi tập trung PROFIBUS (DP) và Tự động hóa quy trình PROFIBUS (PA). Nguyên tắc chung của PROFIBUS là thu thập nhiều đầu vào và đầu ra từ trường vào một thiết bị IO cục bộ, sau đó truyền dữ liệu chỉ qua một cáp đến thiết bị chính.
PROFIBUS PA là cùng một giao thức PROFIBUS DP nhưng dựa trên một lớp vật lý khác: Manchester Bus Powered (MBP). PROFIBUS PA được chứng minh để sử dụng trong các khu vực dễ cháy nổ, nơi yêu cầu an toàn nội tại.
Khi cài đặt mạng PROFIBUS, người dùng liên kết từng thiết bị với thiết bị tiếp theo trong một quá trình thường được gọi là daisy-chaining, dẫn đến một cấu trúc liên kết dòng. Ngoài ra, họ có thể sử dụng cấu trúc liên kết hình sao hoặc cây cho các cấu hình nâng cao hơn, mặc dù điều này ít phổ biến hơn. Bên cạnh đó, các tin nhắn PROFIBUS có thể được truyền không dây, nhưng chúng yêu cầu bộ đàm độc quyền từ cùng một nhà sản xuất ở cả hai đầu.
Cách tiếp cận này tiết kiệm chi phí bằng cách bỏ qua phần cứng và cáp bổ sung. Ngoài ra, nó còn tiết kiệm thời gian kỹ thuật vì nó hợp lý hóa việc cài đặt, bảo trì và khắc phục sự cố mạng. Biểu đồ dưới đây minh họa khái niệm PROFIBUS DP. Ngoài ra, nó bao gồm một phần PROFIBUS PA cho các môi trường nguy hiểm.
Profinet là gì?
Profinet dựa trên Ethernet tiêu chuẩn, cùng một loại Ethernet mà bạn có thể đã gặp trong nhà hoặc văn phòng của mình. Cáp Ethernet tiêu chuẩn phù hợp với mạng PROFINET. Tuy nhiên, hầu hết người dùng sử dụng cáp PROFINET, chỉ là cáp Ethernet nhưng được làm chắc chắn, được chế tạo để chịu được môi trường khắc nghiệt của nhà máy.
Profibus và Profinet thì cũng giống như với Profibus, trong mạng Profinet, bạn có PLC, PAC và DCS cũng như các cảm biến, thiết bị truyền động, rô bốt, đầu đọc RFID và các IO khác. Tuy nhiên, trong Profinet, người ta gọi các bộ điều khiển và thiết bị này tương ứng.
Profibus và Profinet cũng cho phép người dùng tiết kiệm chi phí đi dây và lắp đặt bằng cách sử dụng cơ chế IO phân tán. Người dùng PROFINET linh hoạt hơn khi thiết kế mạng. Có nhiều tùy chọn cấu trúc liên kết: đường, sao, cây và vòng. Ngoài ra, vì mạng PROFINET dựa trên Ethernet nên không cần thiết bị chuyển mạch chuyên dụng.
Bạn có thể sử dụng các bộ chuyển mạch Ethernet tiêu chuẩn để triển khai các tùy chọn cấu trúc liên kết linh hoạt với chi phí hiệu quả. Yêu cầu duy nhất đối với bộ chuyển mạch là 100 Mbps, song công. Ngoài ra, có thể triển khai các cấu hình dựa trên không dây với PROFINET.
Profinet hỗ trợ WLAN và Bluetooth như một phần của đặc điểm kỹ thuật của nó. Do đó, nó cho phép kết nối không dây mà không có giới hạn, ngay cả với các thông báo an toàn (PROFIsafe).
So sánh kỹ thuật: Profibus và Profinet
So sánh Profibus và Profinet: Mạng PROFIBUS (dựa trên RS-485) có thể đạt tốc độ lên đến 12 Mbit /s, mặc dù hầu hết đều chạy ở tốc độ 1,5 Mbit/s. Kích thước bức điện có thể lên đến 244 byte và không gian địa chỉ được giới hạn ở 126 thiết bị trên mỗi mạng.
Mạng Profinet đạt tốc độ 100 Mbit/s hoặc thậm chí 1 Gbit/s và cao hơn. Kích thước bức điện có thể lên đến 1440 byte và không có giới hạn về không gian địa chỉ. Mặc dù đặc điểm kỹ thuật không giới hạn không gian địa chỉ, các bộ điều khiển riêng lẻ sẽ có các hạn chế dựa trên bộ xử lý và bộ nhớ của chúng.
Việc chuyển từ RS-485 sang Ethernet là một bước chuyển sang công nghệ hiện đại hơn. Bởi vì PROFINET chỉ sử dụng Ethernet tiêu chuẩn nên nó sẽ mang tính tương lai; như những tiến bộ của Ethernet thương mại, PROFINET tận dụng lợi thế của nó.
Ví dụ, khi PROFINET bắt đầu, 100 Mbit / s Ethernet là tiêu chuẩn. Hiện tại, PROFINET có thể chạy mượt mà trên Gigabit Ethernet ngày nay (và cao hơn). Việc chuyển sang cơ sở Ethernet cung cấp băng thông cao hơn, kích thước thư lớn hơn và không gian địa chỉ không giới hạn.
Cơ chế trao đổi dữ liệu
Một điểm khác biệt quan trọng khác giữa Profibus và Profinet là cơ chế trao đổi dữ liệu. Profibus sử dụng tương tác chủ-tớ, trong khi Profinet sử dụng mô hình nhà cung cấp người tiêu dùng.
- Trong tương tác Profibus và Profinet hay chủ - tớ, chủ có quyền kiểm soát một chiều đối với tất cả các thiết bị và quy trình phụ của nó. Bộ điều khiển sẽ luôn là chủ và các thiết bị IO sẽ luôn là nô lệ. Mô hình nhà cung cấp người tiêu dùng linh hoạt hơn.
- Trong mạng PROFINET, bộ điều khiển và thiết bị IO đều có thể đảm nhận vai trò người tiêu dùng và nhà cung cấp, tận dụng bản chất song công đầy đủ của Ethernet. Bộ điều khiển cung cấp dữ liệu đầu ra cho các thiết bị IO được cấu hình với vai trò là nhà cung cấp và là người tiêu thụ dữ liệu đầu vào từ các thiết bị IO. Thiết bị IO là nhà cung cấp dữ liệu đầu vào và là nơi tiêu thụ dữ liệu đầu ra.
Cổng và Proxy
Profibus và Profinet: Các công ty riêng lẻ đã tạo ra các cổng để thực hiện việc dịch từ các mạng khác sang Profibus . Profinet đã tiến thêm một bước nữa bằng cách xác định proxy trong đặc điểm kỹ thuật của riêng mình. Proxy giống như các cổng ở chỗ chúng dịch một mạng này sang một mạng khác, nhưng không giống như các cổng, chúng được định nghĩa theo một tiêu chuẩn mở.
Profinet có sẵn các proxy cho PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, AS-i, IO-Link, DeviceNet, Foundation Fieldbus, CANopen, Modbus, HART, v.v. Ví dụ, IO-Link và AS-i proxy cho phép giao tiếp với các thiết bị thông minh mà không cần cổng Ethernet.
>> Tìm mua các sản phẩm tại Batiea: 6ES7214-1AG40-0XB0, 6ES7215-1AG40-0XB0, 6ES7217-1AG40-0XB0, 6ES7214-1BG40-0XB0, 6ES7214-1HG40-0XB0,...
