Profinet I/O nedir?

Bu yazımızda sizlere, endüstriyel otomasyon haberleşmesi için tasarlanmış PROFINET IO’ya genel bir bakış sunacağız.

Profinet I/O (Input/Output), profinet haberleşme sisteminin 2 sürümünden birisidir. Bir veya birkaç merkezi kontrolör kullanarak aktüatörleri, sensörleri ve sürücüleri kontrol etmek için kullanılır. PROFINET IO, PLC veri alışverişine odaklanırken, PROFInet CBA (Component Based Automation – Bileşen Tabanlı Otomasyon) dağıtılmış otomasyon sistemlerine odaklanır.

PROFINET IO için işlevsel model, PROFIBUS DP modeline benzer, ancak Ethernet kullanırken tüm düğümler eşit haklara sahip olduğundan, master-slave yöntemi sağlayıcı-tüketici (server-client) modeline dönüştürülmüştür. PROFINET IO cihazları, IO kontrolörü (IO Controller) ve IO cihazı (IO Device) veya IO süpervizörü (IO supervisor) olarak adlandırılır. Profibus’ta olduğu gibi, bir Programlanabilir Kontrolör ve bir cihaz, veri yapısı ve anlamı hakkında önceden bilgi sahibi olmalıdır.

Bir PROFINET IO modeli aşağıdaki bileşenelerden oluşur:

IO kontrolörü (IO Controller)

Bir IO Kontrolörü, otomasyon görevini kontrol eden, tipik olarak bir PLC, CNC, robot kontrolü veya Hareket Kontrolörü olan bir kontrolördür. PROFIBUS ile karşılaştırıldığında, bir IO Kontrolörü bir “Thin”dir (Thin/Client’ten).

IO cihazı (IO Device)

Bir IO Cihazı, PROFINET IO ile bağlanmış dağıtılmış bir saha cihazıdır. Bir IO Kontrolörü tarafından kontrol edilir. Bir IO Cihazı, birkaç modül ve alt modülden oluşabilir. Değiştirilecek tüm veriler, adresleme amacıyla atanmış yuvalar ve alt yuvalardır. Bunlar, Genel İstasyon Açıklaması (GSD – General Station Description) dosyasında tanımlanır. ET 200 dağıtılmış I/O modülü veya bir SINAMICS sürücüsü, PROFINET IO cihazlarının örnekleridir. PROFIBUS ile karşılaştırıldığında, bir IO Cihazı bir İstemcidir (Thin/Client’ten).

IO süpervizörü (IO supervisor)

Bir IO Süpervizörü tipik olarak devreye alma veya teşhis için bir programlama cihazı, bir PC veya bir HMI cihazıdır. Bireysel IO cihazlarını parametrelendirmek ve teşhis etmek için kullanılabilecek bir mühendislik aracına sahiptir. PROFINET ile karşılaştırıldığında, bu, işlev açısından (Thin/Client’ten) Sınıf-2-“Thin” olacaktır.

PROFINET IO, aşağıdaki işlevler için protokol tanımları sağlar

  • IO verilerinin döngüsel iletimi
  • Onay gerektiren alarmların döngüsel olmayan iletimi
  • Döngüsel olmayan veri aktarımı (parametreler, ayrıntılı teşhis bilgileri, devreye alma verileri, I&M verileri)

Bir IO Denetleyicisi ve bir IO Cihazı arasında bir uygulama ilişkisi (AR – application relation) oluşturulur. İletişim görünümü, iletişim ilişkilerini, tanılama seçeneklerini ve olası yararlı veri alışverişini belirler. Değişken özelliklere sahip iletişim ilişkileri (CR – Communication relationships), AR’ye dayalı olarak parametrelerin aktarımı, döngüsel veri alışverişi ve alarm işleme için özelleştirilir.

İletişim kanalları, her bir IO Denetleyicisi ve IO Cihazı arasındaki veri alışverişini yönetmek için kurulur. Farklı cihazlar arasında birden fazla uygulama ilişkisi kurmak mümkündür. Hareket kontrolü uygulamaları için PROFINET IO ve PROFIdrive profili ile eşzamanlı sürücü kontrolleri uygulanabilir.

Cihaz üreticisi, GSD dosyasında (Genel İstasyon Açıklaması) cihaz işlevlerinin özellikle PROFINET IO modeline nasıl eşleştirildiğini, yani IO cihazının özelliklerini tam olarak açıklamalıdır. Bu amaçla XML tabanlı bir dil olan GSDML (GSD Markup Language) kullanılmaktadır. GSD dosyası mühendislik programı tarafından okunur ve bir PROFINET IO sisteminin konfigürasyonunun planlanması için bir temel oluşturur.

Profinet IO, Ethernetin avantajlarını kullanarak Profibus sistemlerine ciddi avantajlar sağlamaktadır.

Bir ofiste çalışan çoğu insan, “Ethernet” terimini masalarının arkasındaki fiziksel kabloyla ilişkilendirir. Bu kablo, ofis bilgisayarlarını yerel ağdaki yazıcılara ve Sunuculara ve İnternet’teki sonsuz web sitelerine bağlar. Bu kablo, Ethernet mesajlarını PC’nize taşıyan ortam olan Ethernet’in yalnızca fiziksel kısmıdır. Bu kablo üzerinde IP, İnternet Protokolü gibi bir dizi iletişim protokolü vardır; TCP, İletim Kontrol Protokolü; ve NetBEUI gibi çeşitli Microsoft protokolleri. Bu protokol paketleri, ofis ortamı için iyi yeterli olur. Kullanıcıların dosya paylaşmasına, yazıcılara erişmesine, e-posta göndermesine, internette arama yapmasına ve ofis ortamında kullanılan diğer tüm iletişimleri gerçekleştirmesine olanak tanır.

Fabrika seviyesindeki ihtiyaçlar, yukarıda saydığımız temel düzeydeki kullanımlardan çok farklıdır. Üretim saha kontrolörleri (PLC’ler), dosyalara ve yazıcılara erişmek yerine sürücü sistemlerinde, operatör iş istasyonlarında ve I/O cihazlarında gömülü verilere erişmelidir. Bir görev gerçekleştirilirken kullanıcının beklemesine izin vermek yerine, fabrika veri iletişim ihtiyaçları gerçek zamanlı veya gerçek zamana çok yakındır. Bir şişede doldurma işlemini sonlandırmak, bir İnternet sitesinin sonraki sayfasına erişmekten çok daha fazla zaman-hassas iletişim gerektirir.

Geleneksel olarak Ethernet, Endüstriyel Otomasyonda yalnızca sınırlı bir kabul görmüştür. Yakın zamana kadar, masraflar, karmaşık anahtarların ve yönlendiricilerin eksikliği ve özel protokollere sahip büyük satıcıların egemenliği, Ethernet’in fabrika ortamında geniş çapta kabul görmesini engellemişti. Ancak artık fiyatların düşmesi, doğal Ethernet özelliğine sahip endüstriyel PC’lerin fabrikalarda yer edinmesi ve akıllı network switchleri ve routerlar ile Ethernet kabul artık çok yaygın olarak kullanılıyor. Profinet gerektiğinde bu gerçek zamanlı iletişim ihtiyaçlarına cevap vermek için 3 farklı hız seçeneğine sahiptir:

  • TCP/IP (100 ms): Açık TCP iletişimi için (örn. kritik olmayan verilerin iletimi için: Parametreleştirme, tanılama)
  • RT (10 ms): Zaman açısından kritik veriler için gerçek zamanlı iletişim (örneğin fabrika otomasyonunda: Döngüsel veriler, olay kontrollü mesajlar, alarmlar)
  • IRT (1 ms): Karmaşık uygulamalar için : Isochronous real-time (IRT) (örn. hareket kontrolünde)

Kaynakça

https://mall.industry.siemens.com/mall/en/WW/Catalog/Products/10352994?tree=CatalogTree

https://support.industry.siemens.com/cs/attachments/22981197/22981197_PROFINET_IO_Config_V20_e.pdf

KURSLARIMIZ

BLOG KATEGORİLERİ

SON YAZILAR

Mesajınız için teşekkür ederiz. Size en kısa sürede ulaşacağız.
Mesajınızı gönderirken bir hata oluştu. Lütfen tekrar deneyin.

İletişim Bilgilerinizi Bırakın Biz Sizi Arayalım!

Sizin memnuniyetiniz, bizim mutluluğumuzdur…

Mesajınız için teşekkür ederiz. Gönderildi.
Mesajınızı gönderirken bir hata oluştu. Lütfen tekrar deneyin.