GBT-C1203 - PROFIBUS ve PROFINET Sistemlerin Çalışma Prensipleri

PROFIBUS ve PROFINET Haberleşme Sistemleri

Otomasyon Sistemleri içinde yer alan bileşenler kendi aralarında ve/veya kontrol ünitesi ile haberleşmeyi sağlamak için özel  protokoller kullanırlar. Bunlar PROFIBUS ve PROFINET olarak adlandırılırlar. En önemli özellikleri gerçek zamanlı iletişim sağlamalarıdır.

Kronolojik olarak ilk kullanılmaya başlanan, bir seri protokol olan Profibus'tır. Temel olarak RS485 benzeri çalışır. 9600bps ila 12Mbps hız aralığında, bakır teller üzerinden 50m ila 1000m arasında mesafede haberleşme sağlar.

Sahada Profibus arayüzüne sahip cihazlar, bir master ve birden fazla sayıda slave olarak, ardışık gir-çık bağlantı ile iletişim yaparlar.

Bu cihazları kontrol eden bir Profibus Controller (mesela PLC) bulunur.

Aşağıdaki resimde 9 pinli bir Profibus konnektör görülmektedir.

Bu konnektörün arkasında bulunan ikinci bir DB9 konnektöre pass-through yaparak daisy chain topoloji kurulabilir. Bu da aşağıdaki resimde görülmektedir.

İki PROFIBUS arayüz arasındaki çalışma hızları ve mesafeleri aşağıdaki resimdedir.

Zamanla fabrikaların büyümesi, haberleşen sistemlerin sayısının artması sebebiyle ortaya çıkan, mesafe, bandgenişliği gibi yeni sorunları çözmek için PROFINET protokolü de kullanılmaya başlandı.

Profinet aslında bir ethernet ağıdır. Farklı olarak Real-Time iletişime imkan sağlar. Standart TCP/IP ethernet ağlarında 100ms'ye kadar gecikme görülebilirken, profinet ethernet ağlarda gecikme 1ms'nin altındadır.

Profinet 100Mbps bandgenişliği sağlayabilmesi ve mesafe sorununu ortadan kaldırması sebebiyle tercih edilmeye başlandı. Otomasyon sistemlerinde profibus arayüzleri yanında profinet arayüzleri de yer buldu. Profinet arayüzü bulunmayan sistemler de profibus/profinet gatewayler üzerinden ethernet ağa bağlandı.

Profinet portlarına standart RJ45 konnektör ile bağlantı yapılır.

Profinet arayüzleri arasında mesafe ve hız değerleri aşağıdaki resimde görülebilir.

Ayrıca Profinet ağların TCP/IP sistemlerden bir farkı da adres yapılarıdır. MAC ve IP adreslerine ek olarak Profinet'te DEVICE NAME adres alanı da bulunur.

Son olarak hem Profibus hem de Profinet cihazların hep birlikte nasıl çalıştırılabileceğini gösteren topoloji çizimi aşağıdadır.

Kontrol eden (PLC, vb.) ve kontrol edilen (sensör, vb) cihazları bir ağ şeklinde haberleştirmek için endüstriyel profinet switchler kullanılmalıdır. Profinet switchin her bir portu aslında bir Profinet IO cihazı işlevi görür. Profinet Controller ile sürekli sinyalleşerek ağda yaşanan değişimleri bildirir.