Netilion Blog

Alles over het PROFIBUS netwerk en hoe u het gebruikt met IIoT diensten

Fabrício de Andrade -

Het doel van dit artikel is om u alle belangrijke informatie te geven over PROFIBUS netwerken. Wij gaan samen leren over andere soorten PROFIBUS,  de verschillen tussen PROFIBUS en PROFINET en hoe u het IIoT kunt toepassen aan een PROFIBUS oplossing.

Wanneer u klaar bent met lezen, kunt u verder om uw netwerk te verbeteren. Als u er niet een heeft, geen probleem, want dan krijgt u alle belangrijke informatie om een netwerk te installeren in uw fabriek.

Elke dag gebruiken veel mensen PROFIBUS. De belangenorganisatie, verantwoordelijk voor dit protocol, doet geweldig werk door het PROFIBUS-woord overal te verspreiden.

Bent u er klaar voor? Laten we dit protocol eens nader bekijken en leren hoe het samen met IIoT diensten kan worden gebruikt voor de optimale prestaties van uw veldapparaten en uw netwerk.

Inhoudsopgave

Wat is PROFIBUS?

PROFIBUS is een digitaal netwerk dat verantwoordelijk is voor de communicatie tussen de veldsensoren en het besturingssysteem of de besturingen. Het eerste idee voor de ontwikkeling van PROFIBUS-oplossingen was voor fabrieksautomatisering industrieën bedoeld, toen proces industrieën, productie, enz.

Als eerste ontwikkelde de belangenorganisatie het PROFIBUS FMS (Engels: Fieldbus Message Specification). Het was een complex protocol en tegenwoordig wordt het niet meer gebruikt. Na deze ontwikkeling hebben ze gewerkt aan het PROFIBUS DP (Engels: Decentralized Peripherals) protocol en later, in 1998, is de PROFIBUS PA (Engels: Process Automation) opgestart.

Als iemand het tegenwoordig over PROFIBUS heeft, kan het alleen maar over deze twee zijn: PROFIBUS DP en PROFIBUS PA. Daarnaast is PROFINET verder ontwikkeld om Ethernet-communicatie toe te voegen. Dit wordt al veel gebruikt in verschillende omgevingen en programma's.

Wat zijn de PROFIBUS soorten?

Zoals hierboven vermeld, kunt u de PROFIBUS DP en de PROFIBUS PA op de markt vinden. Laten we nu kijken hoe PROFIBUS DP en AP eigenlijk werken en in welke programma's ze het meest worden gebruikt.

Wat is PROFIBUS DP?

Het PROFIBUS DP netwerk was ontwikkeld als een snelle oplossing, dat op de fysieke laag RS485 en op de Europese standaard EN-50170 werkt. De fysieke laag hoeft geen koper te zijn - u kunt ook draadloos of optische vezels gebruiken.

PROFIBUS DP staat in het Engels voor "Decentralized Periphery". Deze naam verwijst naar de I/O verbinding die alleen een complete gedecentraliseerde seriële communicatie met hoge snelheid gebruikt en op een centraal systeem aansluit.

Het kan van pas komen als u weet dat het PROFIBUS DP protocol gebaseerd is op het Open System Interconnection (OSI) model, waarmee het model de ISO7498 gebruikt en een vastgestelde taal voor elke protocol laag heeft.

Het PROFIBUS DP netwerk is een multi-master token-netwerk. Dit betekent dat wanneer er twee of meerdere masters in het systeem zijn weergegeven, een token wordt doorgegeven van master naar master dat toestemming geeft om met de veldapparaten te communiceren. Hierdoor krijgt elke master een deel van de communicatietijd.

Er zijn twee soorten Master Classes. Master Class 01 communiceert de cyclische informatie van de apparaten om het proces te beheersen. Master class 02 (optioneel) communiceert de niet-cyclische informatie en wordt gebruikt voor diagnose, noodsignalen en apparaatconfiguratie.

Als u naar de snelheid kijkt, werkt het netwerk met 9,6 kbp/s tot 12 Mbp/s in een systeem van 100 tot 1000 meter. Wat de topologie betreft, is het netwerk van PROFIBUS DP lineair, waarmee u poorten, lijnversterkers en afsluitweerstanden gebruiken kunt.

Tot slot kunt u op uw DP netwerk een ProfiSafe profiel maken en het gebruiken op een SIL3 beveiligingapplicatie.

Wat is PROFIBUS PA?

In eerste instantie was het PROFIBUS PA protocol ontwikkeld als een opvolger voor HART communicatie. Het is bedoeld voor veldtoepassingen, waarbij communicatie tussen de meetinstrumenten en het besturingssysteem vereist is.

PROFIBUS PA gebruikt een gedraaide en afgeschermde netwerkkabel die een eenheid maakt tussen stroomvoeding en communicatie. De structuur van het fysieke netwerk voldoet aan de IEC-61158-2 standaard met een datasnelheid van 31.25kbit/s in het netwerk. Natuurlijk is dit vergelijkbaar met de FOUNDATION Fieldbus H1 - allebei gebruiken dezelfde standaard.

Ten tijde van de ontwikkeling was de datasnelheid van 31,25kbit/s meer dan voldoende (en dat is het nog steeds) voor het soort informatie dat door veldinstrumenten wordt verzonden en ontvangen.

PROFIBUS PA apparaten zijn niet rechtstreeks verbonden met de besturingseenheid. De besturingseenheid sluit aan op het snellere PROFIBUS DP netwerk en is te bereiken via een koppeling of een verbinding. De koppeling/verbinding werkt als een netwerkinterface en voedt de bus met stroom.

Wat het PA netwerk zo geweldig maakt, is dat ze zo kunnen worden ontworpen dat ze intrinsiek veilig zijn. Dit betekent dat de aangesloten instrumenten in gevaarlijke en explosieve omgevingen kunnen werken.

Meestal zijn er minder apparaten die aan een intrinsiek veilige bus sluiten, vergeleken met het gebruikelijke netwerk. Natuurlijk hangt dit af van verschillende redenen, die beoordelen hoeveel apparaten aan kunnen sluiten. Een paar redenen zijn: verbruiksstroom van het instrument, bus lengte, kabeltype, enz.

Wat is PROFINET?

Voordat ik begin, moet ik u informeren dat ik niet in al te veel detail over PROFINET ga vertellen, omdat het een heel ander protocol is, ook al is het ontworpen en onderhouden door de PROFIBUS belangenorganisatie. Ik kan u een andere keer meer informatie geven, maar eerst ga ik u nu alleen de belangrijke feiten leren.

Eigenlijk kunnen wij het PROFINET zien als de evolutie van het PROFIBUS protocol. In de huidige industrieën gebruiken veel mensen graag protocollen gebaseerd op het Ethernet (IEEE 802.3) en het OSI model.

PROFINET kan worden toegepast van besturing tot communicatie in het veld. Daarmee brengt het een gelijkvormig en verticaal netwerk, terwijl het ook alle voordelen van IT biedt in de bedrijfsproductiegebieden.

U kunt al veel fabrikanten vinden die het originele Ethernet-gebaseerde protocol gebruiken in hun veldinstrumenten. Een voordeel hiervan zijn de toepassingen. Het protocol is gemakkelijk toe te passen, omdat het een bekend model gebruikt met lage infrastructuurkosten.

Denk alstublieft niet dat het PROFINET een soort van PROFIBUS Ethernet is! In plaats daarvan is PROFINET een openbare standaard, dat op Ethernet gebaseerd is en een ontwikkeling is van het PROFIBUS protocol.

Een belangrijk voordeel van PROFINET is de verborgen coëxistentie met TCP/IP. Hiermee kunnen alle apparaten aan een enkel netwerk sluiten waar verschillende functies worden uitgevoerd, zoals beheren en diagnoses. Verder zijn de poorten niet verplicht.

Deze standaard biedt de samenstelling van uw netwerk op verschillende manieren aan, bijvoorbeeld een ring, lijn, boom of ster topologie. PROFINET werkt op snelheden van meer dan 1000 megabits per seconde en gebruikt kabels van 100 meter in lengte. Door deze hoge snelheden heeft het een reactietijd van minder dan 1 milliseconde.

Wat is het verschil tussen PROFIBUS en PROFINET?

Wanneer wij het over PROFIBUS hebben, bedoelen wij het traditionele en bekende communicatie protocol dat al in veel industrieën en toepassingen aangesloten is. Dit protocol is gebaseerd op seriële communicatie en heeft veel voordelen naar de industrie gebracht.

PROFINET is een op Industrial Ethernet gebaseerd protocol. Inderdaad, PROFINET ondersteunt snellere communicatie en heeft zelfs een hogere bandbreedte. Dit betekent dat een berichtuitwisseling op het PROFINET netwerk ook meer informatie bevatten kan, vergeleken met een bericht op PROFIBUS.

Hieronder staat een tabel van PROFIBUS International over de vergelijkingen tussen de twee:

Uiteindelijk is het nog steeds een van de best beschikbare oplossingen. Het blijft echter essentieel om de vereisten van uw applicatie te controleren om uw fabriek het beste communicatie protocol aan te bieden.

Wat is PROFIBUS en PROFINET International?

PROFIBUS en PROFINET International is een grote automatiseringsgemeenschap, aanwezig in verschillende delen van de wereld. Zij zijn verantwoordelijk voor de twee belangrijkste communicatie protocollen op de markt: PROFIBUS en PROFINET.

Ik geloof echt dat deze gemeenschap geweldig werk doet om de kloof te verkleinen op het gebied van protocolkennis in verschillende industrieën. Ik was lid van deze gemeenschap toen ik nog in Brazilië werkte, waar wij vaak grote evenementen hadden om te praten over technologie en om nieuwe kennis met de klanten te delen.

Hoe kunt u de IIoT diensten gebruiken in een PROFIBUS netwerk?

Ik vind het altijd leuk om te zeggen dat de meeste PROFIBUS gebruikers het netwerk nog steeds behandelen als een 4-20 mA systeem. Ik heb het al vaak gezien bij verschillende klanten: niemand gebruikt de netwerkgegevens om een idee te krijgen wat er aan de hand is en het te behandelen voordat er iets gebeurt.

Natuurlijk kan het gebruik van een traditioneel controlesysteem best moeilijk zijn voor sommige situaties. Gelukkig is met behulp van IIoT diensten, het controleren van gezondheidsbewaking, het vinden van gegevens en het beheren van documenten nog nooit zo gemakkelijk geweest. Zeker omdat u het overal kunt controleren!

Om diagnosegegevens en status informatie van het veld te verzamelen, heeft u waarschijnlijk een FieldGate nodig. Een goed voorbeeld is de Fieldgate SFG500. Die werkt als een Class 02 DP Master, waarmee het gegevens van veldapparaten verzamelt. De Fieldgate wordt dan aan een Edge Device gesloten, zoals de FieldEdge SGC500.

Alle informatie van de apparaten wordt in een veilige omgeving naar de cloud gestuurd. Daarna kunt u verschillende soorten IIoT diensten gebruiken, zoals Netilion Health dat de gezondheidsbewaking van uw veldapparaten controleert.

Daarnaast heeft u ook Netilion Library, waarmee u alle documenten met betrekking tot uw veldapparaten kunt organiseren, bijvoorbeeld de technische handleidingen, kalibratierapporten, enzovoort.

Tot slot is er een dienst om uw geïnstalleerde bestand beter te beheren. Met behulp van Netilion Analytics en een Edge Device kunt u gemakkelijk een digitale tweeling van uw apparaten creëren. Hiermee krijgt u alle informatie van uw geïnstalleerde bestand, zoals de verschillende soorten apparaten, leveranciers, criticiteit en veroudering.

Als u iets leuks heeft geleerd van dit artikel, deel het dan met uw collega's op sociale media met behulp van de tag #Netilion.

Nog een fijne dag allemaal!

Blijf op de hoogte van de wereld van IIoT en Netilion.

Abonneer nu op onze nieuwsbrief om informatieve artikelen te ontvangen. Door u in te schrijven gaat u ermee akkoord dat u het Privacybeleid hebt gelezen en accepteert. U kunt zich op elk gewenst moment uitschrijven.