PROFINET

Vznik	2003
Vývoj	PROFIBUS & PROFINET International
Založen na	Ethernetu
Použití v PLC	Siemens

PROFINET je inovativní otevřený standard pro průmyslové Ethernetové sítě, vyvinutý společností Siemens a organizací Profibus User Organization (PNO). S PROFINET lze realizovat řešení pro průmyslovou a procesní automatizaci, pro bezpečnostní aplikace a pro celou řadu pohonových technologií až po synchronizované řízení pohybu. PROFINET je standardizován v normách IEC 61158 a IEC 61784. Produkty s protokolem Profinet jsou certifikovány organizací PNO, což zaručuje celosvětovou kompatibilitu.

PROFINET je založen na Ethernetu a využívá standardy TCP/IP a IT, doplňuje je však specifickými protokoly a mechanismy pro dosažení dobrého výkonu v reálném čase. PROFINET umožňuje integraci stávajících sběrnic jako jsou PROFIBUS, DeviceNet a Interbus, bez nutnosti změn na stávajících zařízeních. To znamená, že jsou chráněny investice provozovatelů závodů, výrobců strojů a systémů a výrobců zařízení.
Profinet byl vyvinut jako nástupce starších průmyslových sběrnic, jako je Profibus. Byl navržen tak, aby byl schopen přenášet data v reálném čase a zároveň být kompatibilní s protokoly Ethernetu. Tím se stal Profinet první průmyslovou sběrnicí, která využívala standardní Ethernetovou infrastrukturu.
Dnes je jednou z nejrozšířenějších průmyslových sběrnic na světě. Podporuje různé topologie, jako jsou hvězdicová, lineární, stromová a další.
Profinet je standardizován jako IEC 61158 a IEC 61784. Tyto standardy definují protokol pro komunikaci mezi průmyslovými zařízeními a také fyzické rozhraní pro přenos dat.
Profinet umožňuje cyklickou a acyklickou komunikaci mezi uzly sítě, včetně diagnostiky, funkční bezpečnosti, přenos alarmů a dalších informací. Pro propojení všech těchto komponent využívá jako komunikační médium standardní Ethernet. Ethernetové kabely propojují komponenty v rámci sítě, což umožňuje koexistenci dalších ethernetových protokolů ve stejné infrastruktuře. Kromě Profinetu můžete k doplnění sítě použít další protokoly založené na Ethernetu, jako je OPC UA, SNMP, MQTT nebo HTTP.
Aby byl zajištěn odpovídající výkon, nabízí Profinet několik variant lišících se použitou technologii:

• PROFINET  založen na TCP/IP ( nebo UDP/IP)
• PROFINET RT  (Real-Time)
• PROFINET IRT (Isochronous Real-Time)
• PROFINET s podporou TSN (Time Sensitive Networking)

PROFINET 
Komunikuje s využitím TCP/IP nebo UDP/IP a využívá se pro časově nekritické úlohy, jako je konfigurace a parametrizace. Vzhledem k přidané latenci a jitteru spojenému s komunikací založenou na IP je tato metoda nevhodná pro časově kritické úlohy.

PROFINET RT
Využívá standard RT k poskytování dat rychlým a deterministickým způsobem pro časově kritické aplikace.
Standardní ethernetové rámce mají pole nazvané EtherType, které označuje typ použitého protokolu. Komunikace PROFINET RT je nastavena na EtherType 0×8892. Tím jsou tyto rámce okamžitě při přijetí cílovou adresou nasměrovány do PROFINET aplikace. Pokud se na to podíváme optikou ISO/OSI modelu, tak data  putují přímo z linkové vrstvy 2 do aplikační PROFINET vrstvy 7. Tímto lze dosáhnout velice rychlé odezvy a zlepšení determinismu.

PROFINET RT splňuje požadavky velké většiny časově kritických aplikací. Celkový výkon bude záviset na návrhu sítě, ale obecně lze dosáhnout doby cyklu 250 µs až 512 ms. K použití PROFINET RT nepotřebujete speciální hardware ani konfiguraci, protože všechny produkty jsou vším potřebným již vybaveny.

Profinet IRT
Tam kde nestačí PROFINET RT, lze využít jeho vylepšenou variantu PROFINET IRT, který eliminuje proměnná zpoždění dat vylepšením pravidel používaných pro přepínání (směrování) ethernetového provozu a vytvořením speciálních pravidel pro provoz PROFINET IRT. Ten již splňuje všechny požadavky na synchronizaci a umožňuje deterministickou komunikaci s dobou cyklu až 31,25 µs a až 1 µs očekávaného zpoždění, známého také jako jitter. PROFINET IRT je volitelný a je vyžadován pouze ve specifických vysoce výkonných aplikacích typu motion control typické například pro řízení například balicích a tiskařských strojů.

Nejnovější specifikace PROFINET (V2.4) zavádí čtvrtý komunikační kanál: PROFINET komunikující přes TSN.
Time Sensitive Networking (TSN) je sada standardů, jejímž cílem je vylepšit vlastnosti reálného času dnešních ethernetových sítí. Jedná se tedy o několik jednotlivých standardů, které jsou aktuálně definovány v TSN Task Group standardizační organizace IEEE 802.1.
Ethernet TSN však není žádný samostatný komunikační protokol, pouze definuje funkce. Tyto funkce mohou opět využít různé protokoly jako OPC UA nebo PROFINET.
Výhody a vlastnosti standardu TSN
Přenos dat aplikací náročných na reálný čas (rychlé regulace, záznam signálu v energetických sítích, řízení pohybů aj.) a datově náročných aplikací (např. video streamování nebo IT systémy) dnes probíhá v oddělených sítích, aby nedocházelo k vzájemnému ovlivňování. Zvýšení flexibility a digitalizace pracovních procesů však vyžaduje větší splynutí informační techniky a průmyslové provozní techniky, a tím také sloučení doposud oddělených systémů.
Rozšířením a přizpůsobením stávajících ethernetových standardů vytváří TSN konvergenci mezi informační technikou a průmyslovou provozní technikou v průmyslových sítích. Tak je možné realizovat data náročná na reálný čas i datově náročné aplikace (např. streamování videí) za pomoci společného ethernetového media, aniž by docházelo ke vzájemnému rušení.

Produkty pro Profinet z našeho portfolia

Propojení sítě PROFINET - X-gateways od společnosti Anybus umožňují připojení vašeho zařízení nebo sítě PROFINET k mnoha dalším sběrnicím nebo průmyslovým Ethernetovým sítím.

Připojte sériová nebo CAN-based zařízení s PROFINET - Anybus Communicator je samostatný převodník protokolu, který umožňuje připojení vašeho zařízení bez sítě nebo založeného na sběrnici CAN k PROFINET.

Připojte OT sítě s vašimi IT systémy - Brána Anybus PROFINET do .NET umožňuje prezentovat data z výrobního prostředí PROFINET do aplikací .NET.

Otestujte své PROFINET zařízení - Master Simulator promění váš počítač v PROFINET Mastera, pomůže Vám pro nastavení PROFINET slave zařízení v síti, stejně jako během testů a finální kontroly.

Bezdrátový most mezi sítěmi PROFINET  - S použitím Anybus Wireless Bridge lze snadno přistupovat k zařízením nebo sítím PROFINET a propojovat je, což umožňuje mobilní údržbu nebo propojení pohyblivých nebo rotačních komponent.

Bezdrátový přístup ke strojům - Anybus Wireless Bolt bezdrátový konektor umožňující strojům nebo skříním založeným na PROFINET, sériovém nebo CAN rozhraní přístup k bezdrátovým sítím pomocí Bluetooth nebo WLAN.

Anybus CompactCom - založena na oceněném síťovém procesoru Anybus NP40. Je vhodná zejména pro výrobce zařízení pro konektivitu PROFINET-IRT