Apa itu ProfiNet : Arsitektur, Cara Kerja, Jenis & Aplikasinya

Teknologi Profinet dikembangkan & diterbitkan oleh PROFIBUS & PROFINET International pada awal tahun 2000. PROFINET adalah solusi Ethernet Industri berstandar terbuka & inovatif yang digunakan untuk bertukar data antara pengontrol & perangkat di otomasi industri . Konsep PROFINET hanya memenuhi semua persyaratan teknologi otomasi industri dengan menggunakan standar TI seperti TCP/IP & XML untuk berkomunikasi, mengonfigurasi & mendiagnosis perangkat/mesin lapangan. Jadi, ini adalah solusi Ethernet Industri yang diadopsi dengan baik. Jadi, artikel ini memberikan informasi singkat tentang Profibus – bekerja dengan aplikasi.

Apa itu Profinet?

PROFINET (proses field Net) adalah standar komunikasi industri berdasarkan standar internasional yang dirancang untuk pertukaran data antara perangkat dan pengontrol dalam sistem kontrol industri. Di sini, pengontrol adalah PLC,  PAC, atau DCS sedangkan perangkat adalah sistem penglihatan, blok I/O, pembaca RFID,  instrumen proses, drive, proxy, dll. Karena ini adalah standar terbuka, banyak produsen telah merancang produk PROFINET seperti PAC, PLC, Robot, Drive, IO, Proksi & alat diagnostik.

Dengan menggunakan standar komunikasi industri ini, kita dapat menghubungkan HMI, PLC , I/O Terdistribusi, a sensor , berbeda pemancar , VFD, dan aktuator pada satu jaringan. Profinet memberikan waktu respon yang lebih cepat sehingga pengumpulan data menjadi lebih baik.

Industrial Profinet tersedia dengan pelindung yang memberikan kinerja superior dalam lingkungan yang bising secara elektrik. Untuk mengidentifikasi perangkat Profinet, itu harus didefinisikan dengan nama perangkat dengan alamat IP. Setiap perangkat dalam jaringan harus dialokasikan berdasarkan alamat IP untuk berkomunikasi. Profinet digunakan sebagai I/O jarak jauh yang mirip dengan Profibus-DP untuk memberikan kecepatan komunikasi yang sangat cepat.

Di jaringan yang lebih besar, sakelar jaringan digunakan untuk menghubungkan Profinet untuk distribusi sederhana. Perangkat profinet diidentifikasi melalui alamat IP yang valid. Misalnya, jika perangkat profinet memiliki alamat IP 191.127.0.20 di mana tiga digit pertama menyertakan informasi jaringan & digit terakhir adalah nomor perangkat.

Arsitektur ProfiNet

PROFINET adalah protokol komunikasi yang terutama dirancang untuk bertukar data antara pengontrol serta perangkat dalam pengaturan otomatisasi. Jadi ini adalah solusi Ethernet berbasis Industri yang paling banyak digunakan. Karena PROFINET adalah standar terbuka, maka sejumlah produsen telah mengembangkan berbagai produk PROFINET seperti PLC, Robot, PAC, Proksi, IO, alat diagnostik, Drive, dll.
PROFINET hanya mendefinisikan komunikasi siklik & asiklik antara berbagai komponen seperti diagnostik, alarm, keamanan fungsional, dan informasi tambahan. Jadi, PROFINET menggunakan Ethernet standar sebagai media komunikasi untuk menghubungkan komponen-komponen ini.

Komponen PROFINET dalam jaringan dihubungkan oleh kabel Ethernet dan memungkinkan protokol Ethernet lain untuk hidup berdampingan dalam infrastruktur serupa. Selain PROFINET, Anda dapat menggunakan protokol lain berbasis Ethernet untuk menyeimbangkan jaringan seperti SNMP, OPC UA, HTTP, atau MQTT.
Arsitektur ProfiNet berdasarkan ISO/ model OSI ditunjukkan di bawah ini. PROFINET hidup di 7 lapisan mode ISO/OSI yang merupakan lapisan aplikasi. Umumnya, model ISO/OSI tujuh lapis ini hanya mendefinisikan lapisan abstraksi sistem komunikasi.

ProfilNet Bekerja

Otomasi industri sering kali membutuhkan komunikasi berkecepatan tinggi dan juga deterministik yang berarti menyampaikan pesan secara tepat seperti yang diharapkan. Jadi, PROFINET harus memastikan bahwa pesan dikirim dengan kecepatan & determinisme yang sesuai berdasarkan tugas. Tetapi tidak semua aplikasi membutuhkan kinerja yang sama.

PROFINET mengirimkan data menggunakan saluran komunikasi yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada arsitektur di atas untuk memastikan kinerja yang sesuai seperti TCP/IP atau UDP/IP, RT (PROFINET Real-Time) IRT (Isochronous Real-Time), dan TSN (Time Sensitive Networking).

PROFINET menggunakan TCP/IP atau komunikasi UDP/IP, terutama untuk tugas-tugas penting non-waktu seperti konfigurasi serta parameterisasi. Karena latency & jitter tambahan yang terhubung dengan komunikasi berbasis IP, teknik ini tidak cocok untuk tugas-tugas kritis waktu.

PROFINET menggunakan saluran RT untuk mengirimkan data dengan cara yang sangat cepat dan deterministik untuk digunakan dalam aplikasi berbasis waktu kritis. PROFINET RT memenuhi kebutuhan sebagian besar aplikasi kritis waktu. Jadi kinerja keseluruhan terutama tergantung pada desain jaringan, namun, Anda dapat mencapai waktu siklus dari 250 s – 512 ms. Jadi, Anda tidak memerlukan konfigurasi atau perangkat keras khusus untuk memanfaatkan mekanisme PROFINET secara real-time karena semua produk PROFINET dilengkapi dengan kapasitas ini.

PROFINET IRT digunakan untuk meningkatkan kinerja sehingga mengurangi penundaan data yang dapat diubah dengan meningkatkan aturan yang digunakan untuk mengalihkan lalu lintas Ethernet & juga membuat aturan khusus untuk lalu lintas PROFINET. IRT ini opsional & hanya diperlukan dalam aplikasi berbasis kinerja tinggi yang tepat seperti mesin cetak & mesin pengepakan.

Spesifikasi PROFINET terbaru V2.4 meluncurkan saluran komunikasi keempat seperti PROFINET melalui TSN. Ini adalah teknologi baru yang berada di lapisan data link dalam Model ISO/OSI. Ini adalah satu set standar IEEE 802 yang digunakan untuk membuat Ethernet deterministik secara default. Beberapa standar IEEE adalah; IEEE 802.1AS, IEEE 802.1-2018, IEEE 802.1Q-2018, IEEE 802.1CB & IEEE 802.1Q-2018.

Jenis ProfilNet

Profinet tersedia dalam dua jenis berdasarkan kabel yang digunakan seperti kabel tembaga dan kabel serat optik.

Kabel Tembaga Profinet

Ini adalah kabel berwarna hijau dan 4-kawat terlindung dan mendukung hingga 100 Mbps Fast Ethernet pada jarak 100 meter. Dengan menggunakan kabel ini tercapai transmisi Full Duplex yang berarti data ditransmisikan dalam dua arah secara bersamaan. Selain itu, untuk kecepatan transmisi 1 Gbps, digunakan kabel tembaga 8 inti.

Kabel tembaga PROFINET tersedia dalam empat tipe tipe-A, tipe-B, tipe-R & tipe-C.

• Kabel tembaga tipe-A terutama digunakan untuk instalasi tetap.
• Kabel tembaga tipe-B digunakan jika ada pelenturan. Jenis kabel ini dapat menahan getaran atau gerakan sesekali.
• Kabel tembaga tipe-R digunakan dalam aplikasi robot.
• Kabel tembaga tipe C digunakan dalam aplikasi khusus dan dapat menahan gerakan serta lingkungan yang dinamis. Misalnya mesin rotari.
• Kabel tembaga lainnya juga ada seperti kabel trailing yang digunakan untuk bagian yang bergerak, kabel terkubur yang digunakan dalam komunikasi bawah tanah, dan kabel non-korosif tahan api yang digunakan untuk proteksi kebakaran.

Kabel Serat Optik Profinet

Kabel ini menggunakan dua kabel paralel yang digunakan untuk perakitan konektor secara langsung. Jenis kabel ini memiliki kecepatan hingga 100 Mbit/dtk & juga komunikasi dupleks penuh.

Jenis kabel ini memberikan banyak manfaat seperti dapat menempuh jarak berkilo-kilometer, dan menyediakan isolasi listrik total antar wilayah pembangkit. Selain itu, kabel ini tahan terhadap interferensi elektromagnetik. Kabel ini tersedia dalam dua tipe Tipe B & Tipe C di mana kabel Tipe B digunakan untuk penggunaan fleksibel atau stasioner dan kabel Tipe C digunakan untuk aplikasi khusus seperti getaran, gerakan permanen, dll.

ProfiNet Vs Ethernet

Itu perbedaan antara Profinet dan Ethernet dibahas di bawah ini.

ProfiNet Vs Profibus

Itu perbedaan antara Profinet dan Profibus dibahas di bawah ini.

Konektor Profil

Konektor Profinet dirancang khusus untuk terminasi kabel profinet. Konektor ini sangat populer karena harganya yang terjangkau & juga penggunaan yang sederhana. Jadi ini mudah digunakan, terhubung dengan cepat, memberikan kinerja tinggi, strukturnya kaku, tahan goncangan, dan juga bebas perawatan.

Topologi ProfiNet

Dalam desain jaringan, fleksibilitas & tata letak adalah fitur utama PROFINET. Ini mendukung opsi kombinasi yang kira-kira tidak terbatas ketika semua topologi Ethernet tipikal digunakan. Ada topologi dasar PROFINET yang berbeda di sana, jadi, pemilihan topologi yang benar sangat penting untuk desain pabrik otomasi PROFINET. Setelah desain ini, topologi harus disesuaikan. Untuk mengatur topologi profinet, sakelar tambahan mungkin diperlukan. Topologi PROFINET dasar yang berbeda tersedia seperti topologi bintang, pohon, dan garis.

Topologi Bintang

Topologi star cocok untuk area termasuk perluasan geografis parsial. Topologi ini dibuat secara otomatis jika banyak node komunikasi digabungkan ke switch umum. Jika node PROFINET tunggal gagal atau terlepas, maka node PROFINET lainnya akan beroperasi terus menerus. Tetapi, jika sakelar tengah gagal, maka komunikasi akan terputus ke semua node yang terhubung.

Topologi Pohon

Topologi pohon dibentuk dengan menghubungkan berbagai jaringan bintang ke jaringan tunggal. Unit fungsional dibentuk oleh bagian-bagian dari pabrik otomatisasi yang disatukan ke titik bintang. Jadi ini saling terhubung melalui sakelar tetangga. Di titik bintang, sakelar tunggal berfungsi seperti penyalur sinyal.

Topologi Garis

Topologi garis banyak digunakan di pabrik otomasi untuk ban berjalan dan juga digunakan dalam aplikasi mesin kecil. Perangkat PROFINET dilengkapi dengan sakelar terintegrasi untuk membantu pengenalan topologi saluran. Setelah gangguan saluran terjadi ketika topologi saluran digunakan, maka perangkat yang diatur setelah perangkat yang gagal tidak dapat lagi dihubungi. Jadi ini dapat dihindari dengan memperluas garis ke bentuk cincin dengan protokol redundansi.

Keuntungan

Itu Keuntungan ProfiNet termasuk berikut ini.

• PROFINET memberi Anda cara terbaik untuk meningkatkan produktivitas Anda dengan empat manfaat penting yaitu fleksibilitas, keterbukaan, kinerja & efisiensi.
• Ketersediaan dan keandalan operasional yang tinggi.
• Aksesibilitas Data Transparan.
• Kombinasi yang mudah dan sempurna dari sistem Fieldbus yang sudah mapan melalui gateway/proxy.
• Ini memiliki opsi diagnostik yang bermakna & terperinci.
• Dengan menggunakan Profinet, kita dapat mengeksekusi opsi topologi yang berbeda seperti bintang, garis, cincin & pohon.
• Ini menawarkan pengenalan & diagnostik topologi untuk komisioning jaringan yang cepat dan mahir.
• Keamanan fungsional Profibus menghindari bahaya karena fungsi mesin industri palsu

Aplikasi

Itu aplikasi ProfiNe t meliputi berikut ini.

• PROFINET digunakan dalam berbagai aplikasi seperti otomatisasi proses, produksi, keamanan & aplikasi kontrol gerak isokron.
• PROFINET digunakan di semua bidang teknik otomasi.
• Ini adalah solusi Ethernet Industri terbuka berdasarkan standar internasional yang digunakan untuk bertukar data antar perangkat & pengontrol dalam pengaturan otomatisasi.
• Bidang proses Net digunakan oleh Siemens PLC.
• PROFINET digunakan di berbagai bidang untuk menerapkan solusi otomatisasi seperti otomatisasi proses, otomatisasi gedung & otomatisasi pabrik.
• PROFINET digunakan melalui Ethernet Industri untuk komunikasi data.
• Ini digunakan secara umum dalam proses otomatisasi untuk mengubah dan mengendalikan media seperti cairan dan gas.
• Ini juga digunakan di berbagai area seperti pasokan bahan bakar gas, otomatisasi & kontrol untuk air limbah atau pengolahan air.
• Ini digunakan untuk memproses tanaman di industri minuman, perusahaan susu, dan untuk produksi makanan.
• Ini berlaku di berbagai industri seperti gas, otomotif, minyak, logistik, dan banyak lagi.

Jadi, ini semua tentang gambaran umum tentang Profinet teknologi – bekerja dengan aplikasi. Ini adalah Standar Ethernet Industri yang paling penting di pasar. Ini adalah teknologi berorientasi masa depan dan didirikan secara global yang didukung oleh beberapa vendor produk untuk memastikan perlindungan investasi & ketersediaan jangka panjang. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, apa itu Profibus?