Profinet
Indice
1. Objetivo
2. Introducción
3. ¿Qué es Profinet?
4. Características de Profinet
5. Estándares
5.1 Profinet IO
5.2 Profinet CBA
6. Dispositivos en el entorno Profinet
7. Proxy
8. Velocidad de transmisión
9. Topologías flexibles
10. Topología líneal y estructuras de anillo
11. Normas
1. Objetivo
Dar a conocer información
reciente e importante acerca de profinet, una de las redes más importantes de
la industria.
2. Introducción
Debido a la creciente demanda de sistemas automatizados en
los procesos productivos, es necesario tener conocimientos concretos y certeros
a cerca de su aplicación y desarrollo en la industria.
Las Redes Industriales y Buses de Campo hacen mucho más
preciso un proceso, con menores costos de producción y ciertas cualidades como
adaptabilidad, variedad de funcionalidades y facilidad de mantenimiento,
gestión, organización y comunicación.
3. ¿Qué es profinet?
Es el estándar Ethernet abierto que cumple la
especificación IEC 61158 para la automatización industrial. PROFINET permite
conectar equipos desde el nivel del campo (Plcs y otros dispositivos) hasta el
nivel de gestión (sistemas informáticos e internet). PROFINET permite una
comunicación homogénea con la ingeniería cubriendo toda la planta industrial y
de gestión apoyando las tecnologías de la información hasta el nivel del campo.
Actualmente ya se están elaborando soluciones para la aplicación en la
automatización de procesos. En la industria del automóvil, la industria de
alimentación y bebidas como en la logística, son ejemplos de utilización del estándar
de comunicación PROFINET. Ha demostrado su versatilidad en las aplicaciones más
diversas.
4. Características de Profinet
- Uso de estándares TCP/IP
- Automatización con Ethernet en tiempo real
- Integración directa de sistemas con bus de campo.
5. Estándares
5.1 Profinet IO
PROFINET-IO ha sido diseñado para dar un nivel de operación
en tiempo real de forma segura, incluso con infraestructuras compartidas. Los
rápidos datos de E/S cíclicos evitan las capas TCP/IP convencionales y los
flags de prioridad en la trama Ethernet aseguran que los mensajes de E/S puedan
saltarse las colas de los switches de la red.
Proporciona a los usuarios una forma segura y
fiable de utilizar Ethernet industrial, combina la facilidad de uso de un
estándar bien establecido como el Bus de Campo PROFIBUS-DP con la efectividad y
capacidad de alto rendimiento que caracterizan al nivel físico del estándar
Ethernet, pudiendo incluso compartir la infraestructura de red con otras
comunicaciones Ethernet.
PROFINET-IO es inherentemente fiable, pero para aplicaciones
críticas, la disponibilidad del sistema además puede mejorarse cerrando la
estructura lineal o de bus de la red para formar un anillo. Cuando esto se
hace, si se tiene algún problema de funcionamiento en alguno de los
dispositivos conectados al anillo, la comunicación del resto de dispositivos no
se verá afectada.
5.2 Profinet CBA
PROFINET CBA (Component Based Automation) es un concepto de
automatización con los siguientes puntos centrales:
1. Realización de aplicaciones modulares
2. Comunicación entre máquinas
Permite crear una solución de automatización distribuida
basada en componentes y soluciones parciales preparadas.
Component Based Automation permite implementar módulos
tecnológicos enteros en forma de componentes estandarizados en plantas
industriales de gran tamaño.
Rasgo
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PROFINET IO
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PROFIBUS DP
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Nombre de la RED
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Ethernet
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PROFIBUS
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Nombre del sistema
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Sistema PROFINET IO
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Sistema Maestro DP
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Nombre del dispositivo Maestro
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Controlador IO
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Maestro DP
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Nombre del dispositivo esclavo
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Dispositivo IO
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Esclavo DP
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Direccionamiento
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Número del dispositivo
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Dirección PROFIBUS
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Transmisión por cable
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Industrial Ethernet con cable de cobre o fibra óptica
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PROFIBUS con cable de cobre o fibra óptica
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Transmisión inalámbrica
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WLAN, transmisión por radiofrecuencia
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Posibilidad de transmitir por infrarrojo
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6. Dispositivos en el entorno Profinet
En el entorno de Profinet, "se distingue entre tres
clases de dispositivos:
- Controlador IO, que realiza el intercambio de las señales de E/S con los dispositivos de campo asociados. (p/e un “PLC” o “CPU”)
- Dispositivos IO, son dispositivos de campo asignados al controlador, (p. Ej., periferia descentralizada, terminales de válvulas, accionamientos),
- Supervisor PROFINET, Una estación de ingeniería y diagnostico (Field PG).
7. Proxy
Dispositivo PROFINET con funcionalidad Proxy
- La conectividad entre Profinet y Profibus PA se logra mediante una solución 'proxy' o 'caja negra' para conectar las dos redes.
- La solución 'proxy' es uno de los más fuertes diferenciadores para Profinet. Se puede utilizar para incluir otras redes en un sistema Profinet y proxies ya existentes para ser un gran competidor de bus de campo.
- Un proxy dentro de la red adquiere la modalidad de Controlador IO, con esto se permite configurar sistemas mixtos a partir de sistemas parciales basados en buses de campo (Interbus o Profibus) y Ethernet (Profinet).
Tipos de redes soportados para PROFINET
- Industrial Ethernet
- PROFIBUS
- INTERBUS
8. Velocidad de transmisión
- Alta velocidad de transmisión, rendimiento y alta velocidad de transmisión.
- Usando Ethernet, Profinet alcanza una velocidad de transmisión significativamente alta respecto a otros buses de campo.
- Debido al ancho de banda más grande, aplicaciones intensivas en datos de Switches conectados en línea se pueden usar paralelamente sin que ello afecte a la transmisión de datos de periferia.
- Uso de la tecnología de switch Ethernet.
- Usando 100 Mbit/s Ethernet, Profinet alcanza una velocidad de transmisión significativamente alta (p.ej. comparado con Profibus DP)
- 100 Mbit/s es una prestación suficientemente alta para el nivel de campo.
- Para Profinet se requiere siempre una velocidad de transmisión de datos de 100 Mbit/s (Fast Ethernet). Para transferir los datos se pueden utilizar cables eléctricos de cobre trenzado (100 Base-TX, de par trenzado, 4 hilos).
- La longitud máxima de la conexión entre el terminal y el componente de red o entre dos componentes de red no puede ser superior a 100 m.
En Profinet:
Los conectores han de ser de tipo M12 o RJ45 con IP20 o
IP65/IP67 para M12.
Topologías flexibles
- Topología basada en el diseño de la máquina
- Menor coste de cableado y puesta en marcha más sencilla
- Topología líneal y estructuras de anillo redundante posibles sin componentes de red adicionales
- Varios controladores pueden convivir en una red _ acceso simultaneo a un dispositivo con Shared Device e I-Device
- Topología adaptada para cada máquina
- Soporte de topologías variadas tales como estrella, árbol, línea o anillo
- Varios medios disponibles para la red: cable de cobre Cat5, cables de fibra óptica de vidrio y plástico, e IWLAN
- Acceso a máquinas y plantas mediante una conexión segura VPN, p.ej. para mantenimiento remoto
Normas
Las Normas de Standarización son una base importante para el
diseño, desarrollo y uso. Estas normas sustentan la interoperabilidad y
garantizan un rendimiento consistente y de alta calidad para los usuarios
finales.
Profinet está estandarizado en una serie de normas
internacionales, las más importantes son:
• IEC 61158/61784-1 y -2 para el protocolo de
comunicaciones
• IEC 61784-5 y IEC 61918 para los
conectores
• IEC 62439 para las cuestiones de redundancia (MRP)
Resumen
PROFINET es el estándar Ethernet innovador y abierto (IEC
61158) para la automatización industrial. PROFINET permite conectar equipos
desde el nivel del campo hasta el nivel de gestión. Profinet es utilizado en la
industria del automóvil, de alimentos y bebidas ya que es una herramienta versátil
en las diferentes aplicaciones.
Profinet utiliza estándares TCP/IP, utiliza Ethernet para la
automatización en tiempo real
Estándares
Profinet IO: diseñado para realizar una operación en tiempo
real y de una forma segura. Ofrece una forma segura de utilizar Ethernet
también facilita la combinación con un estándar como Profibus-DP con
efectividad y alto rendimiento.
Permite que cuando se presente un problema de funcionamiento
en alguno de los dispositivos conectados al anillo los demás dispositivos no se
vea afectada y continúen con comunicación.
PROFINET CBA (Component Based Automation): permite crear una solución de automatización
distribuida basada en componentes y soluciones parciales preparadas así como
también la implementación de módulos en forma de componentes en plantas.
En Profinet podemos encontrar controlador IO, el cual se
encarga del intercambio de E/S con PLC, CPU entre otros dispositivos;
dispositivos IO, son dispositivos de campo asignados al controlador; supervisor
Profinet, es una una estación de ingeniería y diagnostico
Proxy: permite la conectividad entre Profinet y Profibus-PA.
Se puede utilizar para incluir otras redes en el sistema, cuando un proxy se
encuentra dentro de la red se convierte en Controlador IO.
Profinet puede trabajar con red Ethernet, Profibus e
Interbus.
Velocidad de transmisión: Profnet alcanza unaalta velocidad
con respecto a otras utilizando Ethernet, la velocidad alcanzada es de 100 Mbit/s
PROFINET está estandarizado en una serie de normas
internacionales, las más importantes son:
• IEC 61158/61784-1 y -2 para el protocolo de
comunicaciones
• IEC 61784-5 y IEC 61918 para los
conectores
• IEC 62439 para las cuestiones de redundancia (MRP)
Mapa mental
Conclusión
Debido al avance de Industrial Ethernet en la
automatización, Profinet ha adquirido una gran importancia y presencia a lo que
a comunicaciones industriales se refiere.
Profinet es el estándar Industrial Ethernet líder que
aumenta el éxito de las empresas al acelerar los procesos, incrementar la
productividad y conseguir una mayor disponibilidad de la instalación. Con
Profinet y el estándar Ethernet para la automatización, permite un intercambio
de datos rápido y seguro a todos los niveles. Esto brinda la oportunidad de
implementar conceptos innovadores de máquinas y plantas o instalaciones.
Gracias a su flexibilidad y a su carácter abierto, ofrece al usuario un máximo
de libertad para las tareas de ingeniería de la planta. La eficiencia de
Profinet permite aprovechar al máximo los recursos de los que dispone el
usuario e incrementar notablemente la disponibilidad de las instalaciones.
