Qué es Profinet. Característica, Funcionamiento, Componentes

Una industria necesita lograr una productividad en diferentes ámbitos, por ejemplo: en el ámbito de las tecnologías de automatización industrial presente o del momento actual. Los costos operativos que son necesarios para lograr que los datos y mensajes empleados en el intercambio de información entre dispositivos de un sistema industrial lleguen en el tiempo oportuno y de forma adecuada (calidad).

son cada vez más altos a medida que la información no llega en el momento correcto para el acorde funcionamiento del sistema, habiendo retrasos y errores. Para combatir con estos retrasos y errores se desarrolló el protocolo profinet.

¿Qúe es profinet?

Profinet es la norma, requisito o estándar técnico establecido por Industrial Ethernet (su nombre en inglés) con el fin de proveer comunicación entre los diferentes controladores y dispositivos que pueden existir en aplicaciones de automatización industrial a través de un protocolo de comunicaciones específico con velocidades y precisiones determinadas.

Posibilita el ahorro de inversión, debido a que permite la incorporación de sistemas como Profibus, sin tener que cambiar los dispositivos de esta red que ya se encontraban en un sistema previo.

profinet
Cable profinet

Es una solución que expertos de alto nivel en el tema (proveedores principales para sistemas de automatización), tardaron en desarrollar muchos años, dando como resultado una solución ethernet integral en tiempo real para la automatización de sistemas implementados con profinet

Es útil porque así se pueden operar sistemas de automatización difíciles y no solo eso, lo hace a una velocidad y precisión que necesitan los sistemas industriales para su adecuado funcionamiento. 

Se puede unir el hecho de que el protocolo profinet soporta tecnología TI, de esta manera se pueden monitorear el estado del sistema de automatización, además de tener acceso a los periféricos mediante la red, del mismo modo, incluso por internet se puede emplear el mantenimiento y servicio, por consiguiente, tiene costos más bajos para el monitoreo de datos de producción-calidad.

Implementación de profinet

En los sistemas de automatización industrial modernos, es la interfaz que desarrolla la comunicación entre los periféricos. Estos periféricos pueden ser controladores como: PLC, DCS o IPC, y dispositivos fundamentales como: bloques de entrada-salida (E/S), variadores, sensores o actuadores. En su estándar se define la manera en cómo se van a enviar y recibir los datos entre los periféricos, teniendo que cumplir con un ajuste de parámetros y diagnóstico predefinido.

Específicamente profinet está diseñado para el intercambio rápido de la información entre los diferentes dispositivos de campo que cumplen con el protocolo Ethernet. Estos dispositivos sin ningún inconveniente se integran fácilmente a un sistema Profinet gracias a un IO-proxy.

Profinet
PLC

Seguridad y compatibilidad

Al implementar profinet en un sistema industrial se puede aumentar la velocidad de las comunicaciones entre los dispositivos y sistemas, pero también la seguridad, como consecuencia se minimizan los gastos y se optimizan los procesos, así, se puede fabricar de forma ahorrativa, haciendo más fácil el retorno de inversión.

Instalación, ingeniería, puesta en marcha y partes de una planta que operan con requerimientos bajos de mantenimiento, son algunos de los costos que se minimizan con la utilización de profinet.

Características

La interfaz física utilizada para Profinet es un conector RJ-45 estándar. Los cables profinet son fácilmente reconocibles por su color verde, mientras que en algunos casos un cable Ethernet estándar se puede utilizar para conectar dos dispositivos profinet, de esta manera deben utilizarse cables profinet oficiales, ya que contienen blindaje robusto y están diseñados para funcionar bien en entornos industriales hostiles.

Profinet opera a 100 megabits por segundo, y los cables pueden tener hasta 100 metros de longitud. Debido a su funcionamiento a alta velocidad y un tiempo de respuesta de 1 milisegundo, profinet es ideal para aplicaciones de alta velocidad.

Debido a que Profinet utiliza los mismos estándares de conexión física que Ethernet, se pueden utilizar conmutadores (Switches) Ethernet para ampliar su red.

Los dispositivos profinet tienen tres tipos diferentes de direcciones: una dirección IP, una dirección MAC y un nombre de dispositivo. Todos los dispositivos Ethernet utilizan direcciones IP y direcciones MAC, pero el nombre del dispositivo es exclusivo de los dispositivos profinet.

Debido a su mayor velocidad y mayor flexibilidad, profinet se está convirtiendo en el protocolo de comunicaciones preferido para aplicaciones industriales.

Funcionamiento

Se utiliza cable Ethernet de material de cobre, cable de fibra óptica, cable PoE (permite la alimentación de dispositivos a través del mismo cable que se utiliza para el intercambio de información). 

El intercambio de información se da a una velocidad que depende de la aplicación, recordando la alta fiabilidad (veloz, rápida y precisa) del envío y recibo de datos, opera en varias áreas de trabajo como: la oficina principal, sala de control, y planta de fábrica.

En la oficina principal su operación no presenta perturbaciones considerables en cuanto a las comunicaciones electrónicas pero en la sala de control y en la planta eléctrica si, como: interferencia electromagnéticas, vibraciones, entre otras.

Componentes 

La red profinet puede estar conformada por componentes principales como: bloques de E/S, sensores, accionamientos, variadores, pantallas de lectura.

Estos componentes se pueden reunir en grandes grupos como: Controladores, dispositivos, y supervisores.

Controladores:

Corren el programa prediseñado del sistema de automatización e intercambia datos con los distintos dispositivos de la red, bien sea recibiendo señales de los sensores, enviando señales a los actuadores, y enviando datos a los sistemas de visualización, entre otros. 

Los controladores utilizados en profinet cumplen con los siguientes puntos: 

  • Cambian con los demás dispositivos datos cíclicos
  • Cambian con los dispositivos de configuración y diagnóstico datos acíclicos
  • Reciben datos de alarma

Dispositivos:

Están conectados al controlador mediante profinet, siendo estos, los sensores, actuadores, entre otros.

Supervisores:

Son los encargados de recibir la información (PC, HMI) enviada por el controlador con el fin de monitorear o hacer un análisis diagnóstico del estado del sistema. A través de estos se pueden ejecutar maniobras de diagnóstico internas o externas. Las maniobras de diagnóstico externas pueden ser suministradas a través de la aplicación de un programa en un dispositivo.

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