I. INTRODUZIONE
Con il rapido sviluppo della tecnologia di automazione industriale, l'importanza dello standard Ethernet industriale come importante ponte che collega diversi dispositivi di automazione, sistemi di controllo e sistemi di informazione sta diventando sempre più evidente. Tra i molti standard Ethernet industriali, Profinet ed EtherNet/IP sono stati ampiamente utilizzati in campo industriale in virtù delle rispettive caratteristiche e vantaggi. In questo articolo spiegheremo in dettaglio questi due standard Ethernet industriali e ne discuteremo le caratteristiche tecniche, gli scenari applicativi e le tendenze di sviluppo future.
II. Panoramica di Profinet
Profinet è uno standard di bus di automazione basato sulla tecnologia Ethernet industriale introdotta da Profibus International (PROFIBUS International, PI). Lo standard mira a fornire una soluzione di rete completa per il campo delle comunicazioni di automazione industriale, coprendo Ethernet in tempo reale-, controllo del movimento, automazione distribuita, fail-safe e sicurezza di rete e altri argomenti caldi attuali nel campo dell'automazione. Profinet come tecnologia cross-vendor, pienamente compatibile con Ethernet industriale e bus di campo esistenti (come Profibus) tecnologia, per proteggere gli investimenti esistenti. investimenti.
Caratteristiche tecniche
Profinet definisce tre classi di protocolli di comunicazione: TCP/IP, RT (tempo reale-) e IRT (tempo reale-isocrono). Il protocollo TCP/IP viene utilizzato principalmente per PROFINET CBA e factory commissioning, con un tempo di risposta di circa 100 ms; il protocollo RT è pensato per applicazioni PROFINET CBA e PROFINET IO, con tempo di risposta inferiore a 10 ms; e il protocollo IRT è appositamente progettato per la comunicazione PROFINET IO nei sistemi di azionamento, con un tempo di risposta inferiore a 1 ms. Inoltre, Profinet utilizza un modello di comunicazione basato sui componenti-, che descrive i componenti tramite file PROFINET Component Description (PCD) in formato XML, che possono essere caricati dallo strumento di pianificazione per stabilire le relazioni logiche tra i diversi componenti.
Scenari applicativi
Grazie al suo elevato grado di capacità di integrazione dei dati e in tempo reale-, Profinet è ampiamente utilizzato in vari scenari di automazione industriale, come la produzione automobilistica, la produzione di macchinari, la lavorazione alimentare e altri campi. Soprattutto nelle applicazioni con elevati requisiti in tempo reale,-come il controllo robot e le linee di produzione ad alta-velocità, Profinet può fornire trasmissione dati stabile e affidabile e funzioni di controllo in tempo reale-.
III. Panoramica su EtherNet/IP
EtherNet/IP è un protocollo di comunicazione Ethernet industriale sviluppato da Rockwell Automation e gestito da ODVA (Open DeviceNet Vendors Association). Il protocollo si basa sul Common Industrial Protocol (CIP) e può essere utilizzato per accedere a oggetti dalle reti ControlNet e DeviceNet. EtherNet/IP utilizza il livello fisico della rete Ethernet e il protocollo di comunicazione TCP/IP e può essere implementato utilizzando il software su un microprocessore senza la necessità di uno speciale ASIC o FPGA.
Caratteristiche Tecniche
EtherNet/IP utilizza un modello di comunicazione basato su oggetti-che tratta i dispositivi sulla rete come tanti "oggetti". Questo modello supporta strutture di dati e servizi più complessi, consentendo a EtherNet/IP di soddisfare le esigenze di un'ampia gamma di applicazioni di automazione industriale. Inoltre, EtherNet/IP è progettato con uno specifico meccanismo di commutazione dei dati in tempo reale-per applicazioni che richiedono un'elevata prestazione.
Scenari applicativi
EtherNet/IP è ampiamente utilizzato nel campo dell'automazione industriale grazie al suo standard aperto e all'ampio supporto. È adatto a sistemi di automazione industriale di tutte le dimensioni, dal semplice controllo PLC ai complessi sistemi di controllo distribuito che possono trovare EtherNet/IP. Soprattutto nel Nord America, EtherNet/IP è più ampiamente utilizzato ed è diventato uno degli standard di comunicazione principali nel campo dell’automazione industriale.
IV. Confronto tra Profinet ed EtherNet/IP
Profinet ed EtherNet/IP, in quanto due principali standard Ethernet industriali, presentano vantaggi e svantaggi in termini di caratteristiche tecniche e scenari applicativi. Profinet è stato ampiamente utilizzato in Europa, soprattutto in Germania, per il suo elevato grado di capacità di integrazione dei dati e in tempo reale-; mentre EtherNet/IP occupa una posizione dominante nel Nord America per i suoi standard aperti e l'ampio supporto. Nell'applicazione reale, gli utenti possono scegliere lo standard Ethernet industriale appropriato in base alle proprie esigenze.
V. Tendenze di sviluppo futuro
Con il continuo sviluppo della tecnologia di automazione industriale, anche gli standard Ethernet industriali stanno progredendo e migliorando. In futuro Profinet ed EtherNet/IP continueranno a svolgere un ruolo importante nel campo dell'automazione industriale ed evolveranno con lo sviluppo di nuove tecnologie. Allo stesso tempo, con l’integrazione di IoT, big data, intelligenza artificiale e altre tecnologie, anche gli standard Ethernet industriali dovranno affrontare maggiori sfide e opportunità. Non vediamo l’ora di vedere emergere tecnologie e soluzioni più innovative per portare il campo dell’automazione industriale a un livello superiore.