Profinet, sistema de comunicació industrial

L'empresa alemanya Siemens, amb Totally Integrated Automation (TIA), ofereix una gamma integrada i homogènia de productes i sistemes per a l'automatització en tots els sectors, des de l'entrada de matèries primeres i el procés de producció fins a la sortida de productes acabats, des del nivell de camp i el nivell de control de producció fins a la connexió al nivell de direcció.

TIA es caracteritza per una homogeneïtat i integració úniques en el seu gènere. Gràcies a que minimitza les interfícies, aconsegueix la màxima fluïdesa entre tots els nivells, des del de camp fins al de gestió de l'empresa, passant pel de producció. Naturalment, també reporta beneficis durant tot el cicle de vida de la seva màquina, instal·lació o planta: des de la fase d'enginyeria conceptual, passant per la d'operació, fins a la possible modernització. En efecte, el poder comptar amb successives generacions de productes i sistemes plenament compatibles, evitant així interfícies innecessàries, permet preservar les inversions. Aquesta homogeneïtat, única en el seu gènere, s'especifica ja a l'hora del desenvolupament dels productes i sistemes Siemens. El resultat és una millor interacció de tots els components, des del controlador, passant per la HMI i els accionaments, fins a i el sistema de control de processos.

Visió general completa d'Industrial Ethernet.

D'aquesta forma, es redueix la complexitat de la solució d'automatització per a la seva instal·lació. Això ja es pot experimentar, per exemple, durant la fase d'enginyeria en forma d'estalvi de temps i costos així com, durant l'operació, en forma major disponibilitat de la seva instal·lació deguda a les possibilitats de diagnòstic homogènies que ofereix Totally Integrated Automation.

A causa de l'avanç d'Industrial Ethernet en l'automatització, Profinet ha adquirit una gran importància i presència al que a comunicacions industrials es refereix.

Profinet, l'estàndard Industrial Ethernet per a l'automatització. Profinet és l'estàndard Industrial Ethernet capdavanter amb més de 3 milions de nodes al món sencer i augmenta l'èxit de les empreses en accelerar els processos, incrementar la productivitat i aconseguir una major disponibilitat de la instal·lació. Amb Profinet, Siemens aprofita l'estàndard Ethernet per a l'automatització, que permet un intercanvi de dades ràpid i segur a tots els nivells. Això brinda l'oportunitat d'implementar conceptes innovadors de màquines i plantes o instal·lacions. Gràcies a la seva flexibilitat i al seu caràcter obert, ofereix a l'usuari un màxim de llibertat per a les tasques d'enginyeria i la configuració de l'arquitectura de la planta. L'eficiència de Profinet permet aprofitar al màxim els recursos dels quals disposa l'usuari i incrementar notablement la disponibilitat de les instal·lacions.

Exemple d'aplicació d'IWLAN basada en controlador per a molts punts d'accés, p. ex., en un terminal de contenidors.

Aquest estàndard industrial s'ha ampliat amb diverses característiques innovadores que simplifiquen la configuració del sistema, per exemple en aplicacions de seguretat crítica, i permeten una topologia més estilitzada i versàtil en molts escenaris diferents. La funció I-Device (Intelligent IO-Device) fa possible una comunicació ràpida i senzilla entre controlador i controlador mitjançant l'accés directe a la imatge d'adreces IO amb protocol Profinet IO. Gràcies a la funció Shared Device, dos controladors poden accedir al mateix Profinet IO-Device (per exemple, una estació ET 200 descentralitzada o un accionament en una aplicació Safety). ja que ja no és necessari instal·lar tants dispositius en el camp, es redueixen els costos d'enginyeria, cablejat, consum d'energia i instal·lació. Amb una topologia en anell i el protocol Intervé Redundancy Protocol (MRP) es pot incrementar la disponibilitat de la instal·lació. Aquesta pot funcionar directament a través dels ports RJ45 integrats en els equips Profinet i pot combinar-se com es desitgi amb els ‘switches’ Industrial Ethernet corresponents, com per exemple Scalance X-200).

Una major flexibilitat, eficiència i rendiment (Profinet)

• Industrial Wireless LAN (IWLAN). Redueix els costos de manteniment, augmenta la fiabilitat i convenç per un alt rendiment de comunicació. Profinet és l'únic que permet l'ús d'IWLAN amb Safety.

• Seguretat. La comunicació de seguretat mitjançant PROFIsafe protegeix a les persones, les instal·lacions i el medi ambient amb gran fiabilitat.

• Topologies flexibles. A més de la topologia lineal, també admet topologies en estel, arbre o anell.

• Estàndard obert. Per la seva arquitectura oberta, és la base ideal per crear una xarxa d'automatització homogènia en la màquina i la instal·lació a la qual es poden connectar tant PLC com a dispositius Ethernet estàndard.

• Eines web. Profinet és Ethernet al 100% i és compatible amb TCP/IP. Això permet, entre altres coses, usar tecnologies web, com l'accés al servidor web integrat dels aparells de camp.

• Possibilitats d'ampliació. Poden ampliar-se les infraestructures de xarxa com es desitgi, fins i tot durant el funcionament.

• Un cable per a tot. Ofereix moltes funcions en un cable: les dades de màquina i les dades estàndard de TU convergeixen. D'aquesta manera s'aconsegueix homogeneïtat i es redueixen els treballs de cablejat i formació, amb el consegüent estalvi.

• Diagnòstic de dispositius i xarxa. A fi de localitzar ràpidament els errors pot llegir-se gran quantitat de dades de diagnòstic dels dispositius. Per al manteniment de dispositius Profinet (locals i remots) s'empren pàgines web en estàndard HTML.

• Major eficiència energètica. PROFIenergy desconnecta consumidors concrets o unitats de producció senceres durant els períodes d'inactivitat, de forma coordinada i centralitzada.

• Cablejat senzill. Gràcies al sistema de muntatge ràpid FastConnect, permet dissenyar xarxes aptes per a la indústria en un temps mínim i sense coneixements especials.

• Canvio ràpid de dispositiu. En substituir un dispositiu Profinet, el IO-Controller detecta el nou dispositiu i li assigna automàticament un nom.

• Molta robustesa. L'ocupació de ‘switches’ fins i tot en aparells de camp impedeix que les fallades sorgides en una determinada secció de la xarxa arribin a pertorbar tota la xarxa de planta. A les àrees molt sensibles a les interferències electromagnètiques, admet l'ocupació de cables de fibra òptica.

• Velocitat. Les aplicacions ràpides de control de moviment necessiten un intercanvi de dades igualment ràpid. Els temps de cicle breus de Profinet augmenten la productivitat de les màquines i instal·lacions.

• Precisió. La comunicació és determinista. Amb una fluctuació inferior a 1 µs s'obté un cicle summament precís, la qual cosa garanteix un producte d'alta qualitat.

• Grans capacitats funcionals. Un controlador Simatic pot administrar fins a 256 dispositius. El nombre d'estacions per xarxa és pràcticament il·limitat.

• Alta velocitat de transferència. Gràcies a l'ús d'Ethernet, aconsegueix una velocitat de transferència de dades notablement major que els busos de camp anteriors. D'aquesta manera fins i tot és possible, i molt senzill, transferir grans volums de dades sense repercussions en la transferència de dades IO.

• Redundància de mitjans. Es pot aconseguir una major disponibilitat de la instal·lació utilitzant la redundància, que es pot implementar tant amb ajuda de ‘switches’ externs com directament a través d'interfícies Profinet integrades.

• Arrenqui ràpid. En les instal·lacions modulars, els IO-Controller han de detectar ràpidament noves màquines o seccions de