Profibus ve Ethernet/ip protokolleri arasındaki farkları anlamak

Giriş: Endüstri İletişimin Vakfı

Endüstri otomasyonu mimarisinde, iletişim protokolü sinir sistemi olarak hareket eder, sensörler, eylemciler, kontrolörler ve vizyon sistemleri bir kohesive, fonksiyonel alan ünitesine bağlı olarak. Doğru protokolü seçmek, doğrudan sistem determinism, veri aktarım, sorun giderme verimliliği ve uzun vadeli ölçeklenebilirliği ile ilgilidir. On yıl boyunca, manzara iki farklı paradigma tarafından hükmedilmiştir: determinist alanbus ve esnek Industrial Ethernet.

Profibus ve EtherNet/IP arasındaki teknik ve stratejik farklılıkları anlamak, Endüstri 4.0 ve Nesnelerin Endüstriyel İnterneti (IIoT) için gerekli olan bant genişliği, entegrasyon ve ölçeklenebilirlik için gereklidir.Proibus bu iki protokolün ayrıntılı, teknik karşılaştırması sunarken, belirli gereksinimleriniz için bilgilendirici bir seçim yapmanıza yardımcı olmak için pratik mühendislik uygulamaları sunar.

Profibus nedir?

Profibus (Process Field Bus) 1980'lerin sonlarında Alman şirketlerin bir konsorsiyumu tarafından geliştirilen klasik bir alanbus standardıdır, daha sonra IEC 61158 altında standartlaşmıştır.

Teknik Mimari: DP vs. PA

Profibus ailesi, farklı otomasyon segmentleri için uygun iki birincil versiyondan oluşur:

• [FONT:0)Profibus DP (Yerel Periphery): [Dönetici:2) Bu, PLCs ve uzaktan I /O, sürücüler, valfler ve operatör panelleri arasında iletişim için kullanılan yüksek hızlı değişkendir. RS-485 fiziksel katmanı kullanır ve veri oranlarına kadar çalışır:2).12 Mbit/s).
• [FONT:0)Profibus PA (Process Automation): ) Bu değişken, baskı vericileri, tehlikeli alanlarda akış metreler ve pozisyonlayıcıları gibi, sinyal bütünlüğünü uzun ve engeller yoluyla sağlamak için tasarlanmıştır.

Fiziksel Katman ve Topoloji

Profibus DP, bir kalkanlı, çarpık kablo (Type A) Anahtar fiziksel katman özellikleri içerir:

• [FONT:0]Segmentation:[[Dönetici: 1 ) Her segmentin en fazla 32 düğümü destekleyebilmesi için kullanılır. Tekrarlayıcılar ( lineer yükselteçler) ek segmentlere bağlanmak için kullanılır, tek bir ağda 126 düğüme izin verir.
• [FONT:0]Distance:[[Dönetici:[Dört: 1 ) 12 Mbit /s, maksimum segment uzunluğu 100 metredir.
• [FONT:0) Tanımlama: [Dönetici: 1) Profibus, hem fiziksel çizginin son aşamalarında aktif otobüs sonlandırmasını gerektirir.
• [[Dönetici:0)Bağlantılar: [Döntgen: 0:1] Standart bağlantı, cihazda 9-pin D-Sub (female) bir bağlantıdır.

Güçlüler ve İdeal Kullanım Vakaları

Profibus, Profibus tarafından kullanılan orta erişim kontrolü, ağ yüküne bakılmaksızın, sabit bir süre garanti eder.

• Legacy otomotiv montaj hatları.
• Siemens PCS 7 veya S7-300/400 sistemleri ile işlem bitkileri.
• Intrinsic security (Profibus PA) gerektiren uygulamalar.
• Hava aktığı sistemler, izole kontrol ağı güvenlik gereksinimidir.

EtherNet/IP nedir?

EtherNet/IP (EtherNet Endüstriyel Protokolü), yüksek bant genişliği, esnekliği ve kurumsal sistemlerle sorunsuz bir şekilde entegrasyon nedeniyle IT dünyasını etkin bir şekilde birleştirmektedir.

Teknik Mimari: CIP ve Messaging Modeller

EtherNet/IP'in temeli, ortak bir nesne modeli, veri yönetimi ve mesajlaşma hizmetleri sağlayan CIP'dir.

• [[Dönetici Messaging (TCP/IP): [Dönetici olmayan, konfigürasyon parametreleri, tanı ve program yüklemeleri / WordPress.Bu mesajlar, garantili ve daha yüksek bir teslimatla birlikte, garantilidir.
• [FONT:0]Ikkeşif Messaging (UDP/IP): [UDP/IP: [UDP/IP): [UDP/IP: [UDP/IP) Zaman-kırık, gerçek zamanlı I/O verileri ve kontrol bilgileri için kullanılır. Bu mesajlar UDP aracılığıyla gönderilir ve garanti edilen teslimata hız sağlar.

EtherNet/IP daha fazla CIP Sync'i IEEE 1588 Hassasiyet Zaman Protokolü (PTP) ve CIP Hareketine Belirlenmesi için zaman senkronizasyonu elde etmek için kullanır.

Fiziksel Katman ve Topoloji (DLR)

Çünkü standart Ethernet üzerinde çalışır, EtherNet/IP, dışsal altyapıdan yararlanır, ancak özel endüstriyel geliştirmelerle:

• [FONT:0)Topolojiler: [DFLT:1] Standart topoloji bir yıldızdır, yönetilen anahtarlar kullanılır.Daha büyük dayanıklılık için, [[DLR:2).Device Seviye Ring (DLR)[DLR)[DLR)[DLR) bir çizginin sonlu bir özelliğidir. DLR, bir yüzük topolojide bir kablo molası meydana gelir.
• [FONT:0]Distance:[[Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [Dönetici: [DFLT:1] Standart 100BASE-TX Ethernet, 100 metreye tek bir segmenti 100 metreye sınırlar.
• [FONT:0)Connectors:[Döneticiler:[Döneticiler) EtherNet/IP cihazları genellikle kabin kurulumları ve M12 D-coded konektörleri sert ortamlar için kullanır (IP67).
• [FONT=0)Speed:[Dönem: [Dönemli: 0,3) Standart hız 100 Mbit / (Fast Ethernet), Gigabit Ethernet ile yüksek kod uygulamaları için giderek desteklenmiştir.

Güçlüler ve İdeal Kullanım Vakaları

EtherNet/IP'in birincil gücü, [[0)konvergence[[Dönetici: 1). Şirket IT ağı ile bitki zemin ağı, benzeri olmayan verilere izin vermek. Anahtar uygulamalar şunları içerir:

• Dağıtım merkezleri ve savaş (konveyor sistemleri, türasyon).
• Görme sistemleri, gelişmiş analitik ve yüksek veri hacimleri gerektiren karmaşık makine kontrolü.
• Greenfield tesisleri tek, ölçeklenebilir bir ağ altyapısı üzerinde standartlaşmaya bakıyor.
• MES ve ERP gibi daha yüksek seviyeli sistemlerle sıkı entegrasyon gerektiren uygulamalar.

Detaylı Karşılaştırma: Profibus vs. EtherNet/IP

Bu iki protokol arasında karar verirken, mühendisler bir dizi operasyonel ve performans özelliklerini değerlendirmelidir. Aşağıdaki, temel farklılıklarının sistematik bir bozulmasıdır.

Data Rate and Throughput

En glaring farkı ham hızdır. Profibus DP 12 Mbit /s. EtherNet/IP 100 Mbit /s temelinde çalışır: Yaklaşık 10x'un bu farkı önemli sonuçlara sahiptir:

• [FONT:0)Profibus[[Dönetici:0) Küçük I/O verilerinin çevrimsel değişimi için yeterli (örneğin, 16 giriş ve 16 kişi başına çıktı, cihaz set noktaları ve durum kelimeleri. Ancak, büyük veri transferleri gibi, güncelleme dosyaları veya yüksek çözünürlüklü görüş verileri ile.
• [FONT=0]EtherNet/IP[Dönetici yoğun ortamlarda üstündür. Tek bir vizyon kamerası, 100 Mbit / ağ tarafından kolayca ele alınabilir. Büyük bir Bilgisayar güncelleştirmeleri birkaç saniyeden fazla tamamlanabilir.

Determinism ve Real-Time Davranış

Her iki protokol deterministik davranışlar elde edebilir, ancak farklı şekilde devam ederler:

• [FONT:0]Profibus[[Dönetici:0) Merkezi bir token-passing planı (Profibus DP) veya yüksek hızlı mantık ve koordinasyon için önemli bir avantajdır.Eğer bir ağ doğru yapılandırılırsa, bir Profibus sistemi sabit bir zamanda verileri sabit bir şekilde tamamlayacaktır, öngörülebilir bir zaman penceresini, ağ yüküne bakılmaksızın.
• [FONT=0]EtherNet/IP[Dönetici] standart Ethernet anahtarları üzerindedir. EtherNet/IP yönetilen anahtarlarla elde edilir, tam ekranlı iletişim üzerinden çarpışmalar. CIP Sync (IEEE 1588), sanal LAN'lar (VLAN) ve Hizmet Kalitesi (örneğin, QS) ile düzgün bir şekilde segmente sahip değilse, Net mesajlaşma (örneğin, IP transferleri ile) ile kontrol edilebilir.

Network Topology and Resilience

Bir ağın topolojisi fiziksel düzeni ve hata toleransını tanımlar:

• [FONT:0]Profibus[[Dönetici:0) Kesinlikle bir otobüs (line) topoloji kullanır.Saç kabloda tek bir mola veya güçlü olmayan bir cihaz tüm alt düğümlere iletişimi bozabilir. Tekrarlayıcılar arka kemiğinde kırmızılık yaratabilirken, standart Profibus hatlarının başarısızlığın önemli tek noktaları vardır.
• [FONT=0)EtherNet/IP[DDDD][/IP][/FONT=2))) {0}[DLR)[DLR)[DLR)[DLR ağ, diğer cihazlara iletişim yapmadan tek bir kablo molasına veya cihaz başarısızlığına dayanabilir, çünkü geçiş yeniden yüklenecektir.

Cabling,ups ve kurulum

Fiziksel katman farklılıkları farklı yükleme uygulamaları dikte eder:

• [FONT:0)Profibus:[Dönetici:0) Özel, özelleştirilmiş kablolar 150 Ohms'in karakteristik bir şekilde kısıtlanmış olması gerekir. Otobüs, güçlendirici bir direnç ağıyla sona ermelidir.
• [FONT=0)EtherNet/IP: [Dönetici: [Dönetici: 0,3, ucuz Kategori 5e veya Cat6a bakır taksileme. altyapı (switches, patchshoot, kablolar) büyük tesisler için standart IT araçları kullanılarak yapılır.

Tanılar ve Sorun Gider

Ağ hataları hızlıca teşhis etme yeteneği, aşağı zaman için kritiktir:

• [FONT:0]Profibus[[Dönetici:0) Tanıklar genellikle yanlış veya yanlış zemin için uzman otobüs monitörlerini ve sinyal seviyelerini kontrol etmek için bir oscilloskop gerektirir. standart tanı telegramları sunar, ancak yorumlayın onları derin protokol bilgilerini gerektirir.
• [FONT=0)EtherNet/IP[Dönetici:0) Standart IT tanı aletlerinden büyük ölçüde faydalanmaktadır. Yönetilen anahtarlar port istatistikleri, hata karşıları ve Basit Ağ Yönetimi Protokolü (SNMP) tuzakları ile, Cihaz seviyesindeki tanı birçok EtherNet/IP cihazıyla erişilebilir.

Cybersecurity Gereksinimleri

Güvenlik endüstriyel kontrol sistemleri için büyüyen bir endişedir:

• [FONT:0]Profibus[[Dönetici 1], siber güvenlik mekanizmalarının birincil bir endişesi olduğu bir dönemde tasarlanmıştır. Ancak, seri doğası ve fiziksel otobüs topolojisi genellikle hava yoluyla hava yoluyla yapılır, bir Profibus ağının bir şirket ağının kurulması, geçncy sağlayan özel ağ geçidi gerektirir.
• [FONT=0]EtherNet/IP[Dönetici:0)[Dönetici:0)EtherNet/IP[D][/IP- bazlı protokoldür, aynı IT tabanlı saldırılara karşı savunmasız hale getirir (Bİspanyalar, VLAN'lar, güvenlik ağı) diğer Ethernet ağı ile ilgili olarak, CIP Güvenlik, hala veri erişimi sağlarken yüksek derecede güvenli olabilir.

Filonuz için Doğru Seçim Yapmak

Profibus ve EtherNet/IP arasındaki karar genellikle teknik üstünlük ve ekosistem uyumluluk ve uzun vadeli stratejiye daha az bağlıdır.

Greenfield Projects

Yeni yüklemeler için, [[0)EtherNet/IP genellikle önerilen seçimdir.[D: 1) Piyasa, Endüstri Ethernet'e karşı güçlü bir şekilde eğilim gösterir.Profesyonel bir teknoloji ile sizi kilitler, IT sistemleri ve Endüstri 4.0 girişimleri ile gelecekteki entegrasyon yapmak için daha karmaşık ve pahalı. EtherNet/IP için taksileme maliyeti genellikle Profibus için gerekli olan özel bileşenlerden daha düşük.

Brownfield Modernizasyon

Profibus cihazların büyük yüklü bir üssü olan mevcut tesisler için, tam bir rip-ve-replace nadiren en iyi ekonomik karardır.Mevcut Profibus hatlarının güvenilirliği, bu durumlarda strateji genellikle elde edilebilir:

• Mevcut Profibus DP/PA hatları I/O ve sensör bağlantı için koruyun.
• Yüksek seviyeli kontrol kontrol edici iletişim için bir EtherNet/IP back Bone ekleyin, HMIs ve veri toplama.
• Kullanım:0)[[Dönler[Dönler) veri değişiminin gerekli olduğu iki protokolü köprülemek için.

Satışor Ekosystem ve Bölgesel Faktörler

Seçilmiş satıcı tarafından genellikle doğrulanmış olan seçeneklerdir. ⁇ Otomasyonda standartlaştırılmış Olanaklar (Allen-Bradley) neredeyse sadece EtherNet/IP. Siemens otomasyon ekipmanına dayanan tesisler hala Profibus (veya onun bir önceki, Profinet) en yerli ve iyi desteklenen seçim olabilir.

Bütünleşme ve Göç Stratejileri

Birçok tesis, Profibus ve EtherNet/IP ağları arasında sorunsuz bir iletişim kurmak için karışık bir ortam işletmektedir.

Gateways and Protokolü Interface

Özel protokol ağ geçidi (Herhangi birbus gibi satıcılardan Hilscher ve ProSoft) bir Profibus usta ve bir EtherNet/IP tarayıcısı arasında şeffaf bir veri paylaşımına izin verir. Bu cihazlar bir köprü olarak hareket eder, örneğin, Profibus'ta bir Siemens PLC, bir geçiş sırasında Ether/IP'den bir ağ aracılığıyla tüm sistemi bir ağ gibi bir ağ gibi görünebilir.

Profinet ve Future Trendlerinin Rolü

Profibus'un doğrudan yeni bir hale gelmesi, Profinet'e yönelik endüstriyel ağ noktalarının geleceğidir.Profing (TSN)[Dfb/IP ile rekabet eden bir Endüstriyel Ethernet protokolüdir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Profibus ve EtherNet/IP endüstriyel otomasyonda iki ayrı çağı temsil ediyor. Profibus, dijital fabrika iletişimi için temel inşa eden olgun, sağlam alanbus standarttır.Bu, doğru bir şekilde analize olanak sağlayan mükemmel bir seçimdir ve esnek ağ topolojileri için.En yeni yüklemeler ve modernizasyon projeleri için, EtherNet/IP, mevcut bir güvenlik gereksinimlerine göre, gerçek bir uygulama için doğru bir şekilde analiz sağlar.