Truyền thông Profinet là gì? Ứng dụng truyền thông Profinet trong công nghiệp

Ứng dụng truyền thông Profinet

Ứng dụng truyền thông Profinet trong công nghiệp ra sao?

Profinet là một tiêu chuẩn sáng tạo và mở trong số những tiêu chuẩn phổ biến nhất trên thế giới. Được phát triển bởi Profibus International, đây là một hệ thống truyền thông dựa trên Ethernet công nghiệp. Trở thành một tiêu chuẩn quốc tế với IEC 61158 và được xác định với sự hợp tác chặt chẽ với người dùng cuối trên cơ sở các tiêu chuẩn IEEE 802, IEC 61158 và IEC 61784, Profinet hỗ trợ tích hợp các thiết bị cho các ứng dụng tự động hóa và thời gian thực. 

Chuẩn công nghiệp hiện đại đã và đang dần thay thế những giao thức truyền thống như analog, ModBUS RTU, …. Nhờ những giao thức này mà việc giao tiếp giữa các thiết bị trở nên dễ dàng hơn, việc mở rộng hệ thống cũng trở nên đơn giản hơn. Trong đó, một chuẩn công nghiệp đang ngày càng được sử dụng rộng rãi đó là giao thức truyền thông Profinet. Đây là giao thức được dựa trên chuẩn internet nên có ưu điểm là tốc độ truyền cao, ổn định, dễ mở rộng.

Giao thức truyền thông Profinet
Giao thức truyền thông Profinet

Trong bài viết hôm nay, hãy cũng mình tìm hiểu về chuẩn giao tiếp hiện đại và mạnh mẽ này nha.

Đầu tiên, ta sẽ cùng tìm hiểu 1 vài khái niệm:

Truyền thông Profinet là gì?

Profinet nó không phải là 1 từ có nghĩa hoàn toàn. Mà đây là từ viết tắt của 1 cụm từ.

Vậy thì, Profinet nó là viết tắt từ đâu?

Thì Profinet được viết tắt từ cụm từ Process Field Net. Như tên gọi, tất cả việc giao tiếp của các thiết bị sẽ đều được thông qua môi trường ethernet hoặc internet.

Cáp sử dụng trong giao thức Profinet
Cáp sử dụng trong giao thức Profinet

Các thiết bị sẽ giao tiếp trực tiếp với nhau thông qua dây cáp mạng RJ-45.

Dành cho ai chưa biết về cáp RJ-45. Thì bạn có thể xem trong nhà mình, sợi dây cáp mạng nối từ modem wifi ra các thiết bị trong nhà (như tivi-box hoặc máy tính để bàn/laptop) chính là cáp RJ-45.

Một điểm nữa là tiêu chuẩn Profinet này được duy trì và hỗ trợ bởi tổ chức Profibus & Profinet International (viết tắt là PI) có trụ sở tại Karlsruhe, Đức.

Bên cạnh chuẩn Profinet thì còn có chuẩn Profibus, mình sẽ có bài viết về chuẩn giao tiếp này ở những bài viết sau.

Ưu điểm truyền thông Profinet:

Một số những ưu điểm giúp Profinet được sử dụng ngày càng nhiều như:

  • Tốc độ truyền tải cao, lên tới 100 MBit/s, chiều dài dây dẫn có thể lên đến 100m.
  • Giám sát số liệu theo thời gian thực với thời gian đáp ứng là dưới 1ms.
  • Sử dụng dây cáp truyền thống RJ-45 nên ta có thể sử dụng kèm với các bộ router trong hệ thống mạng hiện tại. Điều này giúp ta tận dụng được các thiết bị có sẵn, cũng như mở rộng hệ thống khi cần thiết.
  • Khả năng giám sát theo dõi và khắc phục nhanh khi gặp sự cố. Ta chỉ cần xác định thiết bị nào đang bị lỗi thông qua địa chỉ IP hoặc tên thiết bị là có thể xác định được.

Đặc điểm nhận dạng truyền thông Profinet?

Đầu tiên, ta có thể dễ dàng phân biệt các thiết bị sử dụng truyền thông Profinet là sẽ có 1 cổng LAN được thiết kế phía trên thiết bị. Cổng LAN này đóng vai trò giao tiếp với các thiết bị bên dưới.

Một đặc điểm nữa là các dây cáp kết nối sử dụng truyền thông Profinet sẽ là dây RJ-45 có màu xanh lá cây (green). Nếu như không có loại dây này, người ta vẫn có thể dùng loại dây cáp RJ-45 màu trắng thông thường. Tuy nhiên, theo khuyến cáo thì ta nên sử dụng loại cáp chuyên dụng dành riêng cho nó; bởi vì loại cáp này có bọc chống nhiễu, giúp tín hiệu ổn định hơn, tránh bị nhiễu. 

làm sao phân biệt profinet
Vị trí cổng kết nối Profinet trên PLC

Khác với các giao thức khác hoạt động theo mô hình Master-Slave tín hiệu chỉ đi 1 chiều; các slave chỉ có thể nhận lệnh từ Master mà không thể giao tiếp ngược lại Master.

Còn giao thức Profinet hoạt động dựa trên mô hình Consumer/Provider (khách hàng/nhà cung cấp); nghĩa là 2 đối tượng sẽ có thể hoạt động hỗ trợ lẫn nhau, Consumer có thể giao tiếp với Provider và ngược lại Provider cũng có thể giao tiếp với Consumer. Điều này làm cho hệ thống hoạt động trơn tru và linh hoạt hơn rất nhiều.

Ứng dụng truyền thông Profinet trong công nghiệp?

Với ưu điểm tốc độ nhanh, thời gian đáp ứng dưới 1ms, giao thức Profinet đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhà máy.

Lấy ví dụ đơn giản về ứng dụng của Profinet như:

  • Nhà máy có 1 vài thiết bị như cảm biến siêu âm đo mức; cảm biến áp suất chênh áp có tín hiệu output là dạng ModBUS RTU. Yêu cầu đặt ra là ta muốn giám sát mức chất lỏng hoặc giám sát áp suất thông qua internet (bằng web hoặc application chẳng hạn).

Thì với dạng tín hiệu là ModBUS RTU, ta không thể làm được việc này. Hoặc nếu làm thì sẽ tốn khá nhiều thời gian và kiến thức.

Cách đơn giản nhất là ta sẽ dùng 1 bộ chuyển đổi tín hiệu từ ModBUS RTU sang Profinet. Từ tín hiệu này, ta có thể lập trình trên web hoặc trên ứng dụng để có thể xem và theo dõi tín hiệu trong nhà máy.

Ứng dụng Profinet
Ứng dụng Profinet
  • Bài toán thứ 2:

Nhà máy đang có sẵn các loại cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất, cảm biến đo mức,… với tín hiệu output là dạng 4-20mA truyền thống. Nhưng nhà máy họ muốn đưa các số liệu này lên internet để theo dõi từ xa.

Cách thực hiện như sau:

Sử dụng bộ chuyển đổi analog sang ModBUS RTU với các model như Z-4AI (4 đầu vào analog) hoặc Z-8AI (8 đầu vào analog).

Sau đó dùng thêm bộ chuyển R-KEY-LT-P hoặc Z-KEY-P để chuyển từ ModBUS RTU sang Profinet.

Cuối cùng là lập trình đưa dữ liệu lên web/application là xong.

Ứng dụng chuyển đổi ModBUS sang Profinet
Ứng dụng chuyển đổi ModBUS sang Profinet

Thiết bị sử dụng truyền thông Profinet:

Sau khi đã tìm hiểu về truyền thông Profinet thì sau đây mình xin giới thiệu một vài những thiết bị chuyển đổi giao thức từ ModBUS RTU/ModBUS TCP-IP sang Profinet.

Ở đây mình sẽ giới thiệu 2 model cơ bản của hãng Seneca. Đây là một thương hiệu khá lớn của Italy mà bên mình đang là đại diện tại Việt Nam.

Seneca R-KEY-LT-P:

Bộ này sẽ đóng vai trò như 1 gateway để chuyển đổi qua lại giữa tín hiệu ModBUS và Profinet. 

Ưu điểm của bộ này là ta có thể cài đặt cái thông số của thiết bị bằng cách truy cập qua trang web.

Seneca gateway
Gateway R-KEY-LT-P của hãng Seneca

Ngoài ra thì cách đấu dây, cách cài đặt đơn giản còn là ưu điểm khá lớn của bộ này.

Một vài những thông số của bộ này như sau:

  • Nguồn cấp: 10…40 Vdc
  • Cách ly chống nhiễu tại 1500 Vac
  • Chuẩn bảo vệ: IP20
  • Nhiệt độ môi trường làm việc: -25…70 độ C.
  • Kích thước: 32 x 53 x 90mm
  • 1 cổng Fast Ethernet 100 Tx, RJ45 (Profinet IO, ModBUS TCP-IP Client)
  • 1 cổng RS232/RS485 commutabile, baud rate max 115k (ModBUS RTU/ASCII Master)
  • Giao thức sử dụng: ModBUS TCP-IP, ModBUS RTU, MdoBUS ASCII, Profinet IO
  • Chức năng: chuyển đổi Gateway Profinet IO ↔ ModBUS RTU/TCP-IP/ASCII
  • Cách cài đặt: bằng web server, phần mềm EASY SETUP 2
  • Flatform hỗ trợ: TiA Portal / Step7, GSDML

Bạn có thể tham khảo thêm về sản phẩm này tại địa chỉ:

Bộ chuyển đổi giao thức Profinet R-KEY-LT-P

Seneca Z-KEY-P:

Bộ này có tính năng tương tự như bộ R-KEY-LT-P. Chỉ khác nhau là bộ này có 2 cổng ModBUS thay vì chỉ có 1 cổng như bộ R-KEY-LT-P.

gate way profinet
Gateway Z-KEY-P của hãng Seneca

Một vài những thông số của bộ này:

  • Nguồn cấp: 11..40 Vdc
  • Cách ly chống nhiễu tại 1500 Vac
  • Chuẩn bảo vệ: IP20
  • Nhiệt độ môi trường làm việc: -25….65 độ C
  • Kích thước: 17.5 x 100 x 112 mm
  • Trọng lượng: 100g
  • 1 cổng Fast Ethernet 100 Tx, RJ45 front (Profinet IO, ModBUS TCP-IP Client)
  • 1 cổng RS232 / RS485 switchable serial, baud rate max 115k on connector (ModBUS RTU/ASCII Master)
  • + thêm 1 cổng RS485, baud rate max 115k on IDC10 connector for bus and terminals (ModBUS RTU/ASCII Master)
  • Giao thức sử dụng: ModBUS TCP-IP, ModBUS RTU, MdoBUS ASCII, Profinet IO
  • Chức năng: chuyển đổi Gateway Profinet IO ↔ ModBUS RTU/TCP-IP/ASCII
  • Flatform hỗ trợ: TiA Portal / Step7, GSDML

Trên đây là những thông tin mà mình muốn chia sẻ về giao thức Profinet trong công nghiệp.

Hy vọng bài viết có thể cung cấp cho bạn những kiến thức mới.

Nếu bài viết có gì sai sót hoặc cần tìm hiểu về sản phẩm; hãy liên hệ với mình qua thông tin bên dưới.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *