أولا: المقدمة
مع التطور السريع لتكنولوجيا الأتمتة الصناعية، أصبحت أهمية معيار إيثرنت الصناعي كجسر مهم يربط بين مختلف أجهزة الأتمتة وأنظمة التحكم وأنظمة المعلومات أكثر وضوحا. من بين العديد من معايير Ethernet الصناعية، تم استخدام Profinet وEtherNet/IP على نطاق واسع في المجال الصناعي بحكم ميزاتهما ومزاياهما. في هذه الورقة، سنشرح هذين المعيارين الصناعيين للإيثرنت بالتفصيل ونناقش خصائصهما التقنية وسيناريوهات التطبيق واتجاهات التطوير المستقبلية.
ثانيا. نظرة عامة على بروفينت
Profinet هو معيار ناقل أتمتة يعتمد على تقنية Ethernet الصناعية التي قدمتها PROFIBUS International (PROFIBUS International, PI). يهدف المعيار إلى توفير حل شبكة كامل لمجال اتصالات الأتمتة الصناعية، والذي يغطي إيثرنت-في الوقت الحقيقي، والتحكم في الحركة، والأتمتة الموزعة، والفشل-الآمن وأمن الشبكات وغيرها من المواضيع الساخنة الحالية في مجال الأتمتة.Profinet كتقنية بائعين متقاطعين-، ومتوافق تمامًا مع شبكة Ethernet الصناعية وتكنولوجيا ناقل المجال الحالي (مثل PROFIBUS)، لحماية الاستثمارات القائمة. الاستثمارات.
الميزات التقنية
يحدد Profinet ثلاث فئات من بروتوكولات الاتصال: TCP/IP، وRT (الوقت-الحقيقي) وIRT (الوقت الحقيقي- المتزامن). يُستخدم بروتوكول TCP/IP بشكل أساسي لتشغيل PROFINET CBA والمصنع، مع وقت استجابة يبلغ حوالي 100 مللي ثانية؛ تم تصميم بروتوكول RT لتطبيقات PROFINET CBA وPROFINET IO، مع وقت استجابة أقل من 10 مللي ثانية؛ وتم تصميم بروتوكول IRT خصيصًا لاتصالات PROFINET IO في أنظمة محرك الأقراص، مع وقت استجابة أقل من 1 مللي ثانية. بالإضافة إلى ذلك، يستخدم Profinet نموذج اتصال قائم على المكون-، والذي يصف المكونات عبر ملفات وصف المكونات PROFINET (PCD) بتنسيق XML، والتي يمكن تحميلها بواسطة أداة التخطيط لإنشاء العلاقات المنطقية بين المكونات المختلفة.
سيناريوهات التطبيق
ونظرًا للدرجة العالية من إمكانيات تكامل البيانات والوقت الفعلي{{0}، يتم استخدام Profinet على نطاق واسع في العديد من سيناريوهات الأتمتة الصناعية، مثل تصنيع السيارات وتصنيع الآلات ومعالجة الأغذية وغيرها من المجالات. خاصة في التطبيقات ذات متطلبات الوقت الحقيقي- العالية، مثل التحكم في الروبوت وخطوط الإنتاج عالية السرعة-، يمكن لـ Profinet توفير نقل مستقر وموثوق للبيانات ووظائف التحكم في الوقت الحقيقي-.
ثالثا. نظرة عامة على إيثرنت/IP
EtherNet/IP هو بروتوكول اتصالات إيثرنت صناعي تم تطويره بواسطة Rockwell Automation وتتم إدارته بواسطة ODVA (رابطة موردي Open DeviceNet). يعتمد البروتوكول على البروتوكول الصناعي المشترك (CIP) ويمكن استخدامه للوصول إلى الكائنات من شبكات ControlNet وDeviceNet. يستخدم EtherNet/IP الطبقة المادية لشبكة Ethernet وبروتوكول اتصال TCP/IP، ويمكن تنفيذه باستخدام برنامج على معالج دقيق دون الحاجة إلى ASIC أو FPGA خاص.
الميزات التقنية
يستخدم EtherNet/IP نموذج اتصال قائم على الكائنات- يتعامل مع الأجهزة الموجودة على الشبكة على أنها العديد من "الكائنات". ويدعم هذا النموذج هياكل وخدمات البيانات الأكثر تعقيدًا، مما يمكّن EtherNet/IP من تلبية احتياجات نطاق واسع من تطبيقات الأتمتة الصناعية. بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم EtherNet/IP بآلية محددة لتبديل البيانات في الوقت الفعلي-للتطبيقات التي تتطلب وقتًا- حقيقيًا عاليًا أداء.
سيناريوهات التطبيق
يتم استخدام EtherNet/IP على نطاق واسع في مجال الأتمتة الصناعية نظرًا لمعاييرها المفتوحة ودعمها الشامل. إنها مناسبة لأنظمة الأتمتة الصناعية بجميع أحجامها، بدءًا من التحكم البسيط PLC وحتى أنظمة التحكم الموزعة المعقدة التي يمكن العثور عليها عبر EtherNet/IP. يتم استخدام EtherNet/IP على نطاق أوسع في أمريكا الشمالية على وجه الخصوص، وقد أصبح أحد معايير الاتصالات السائدة في مجال الأتمتة الصناعية.
رابعا. مقارنة Profinet وEtherNet/IP
إن Profinet وEtherNet/IP، باعتبارهما معيارين رئيسيين لشبكة Ethernet الصناعية، لهما مزايا وعيوب خاصة بهما في الخصائص التقنية وسيناريوهات التطبيق. تم استخدام Profinet على نطاق واسع في أوروبا، وخاصة في ألمانيا، نظرًا لدرجتها العالية في الوقت الفعلي-وقدراتها على تكامل البيانات؛ بينما تحتل EtherNet/IP موقعًا مهيمنًا في أمريكا الشمالية لمعاييرها المفتوحة ودعمها الشامل. في التطبيق الفعلي، يمكن للمستخدمين اختيار معيار Ethernet الصناعي المناسب وفقًا لاحتياجاتهم الخاصة.
خامساً: اتجاهات التنمية المستقبلية
مع التطور المستمر لتكنولوجيا الأتمتة الصناعية، تتقدم معايير إيثرنت الصناعية وتتحسن أيضًا. في المستقبل، ستواصل Profinet وEtherNet/IP لعب دور مهم في مجال الأتمتة الصناعية والتطور مع تطور التقنيات الجديدة. وفي الوقت نفسه، مع تكامل إنترنت الأشياء والبيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي وغيرها من التقنيات، ستواجه معايير إيثرنت الصناعية أيضًا المزيد من التحديات والفرص. ونحن نتطلع إلى رؤية ظهور المزيد من التقنيات والحلول المبتكرة لدفع مجال الأتمتة الصناعية إلى مستوى أعلى.