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O que é o PROFINET? Tudo o que você precisa saber
O PROFINET (Process Field Network) é um protocolo aberto de comunicação Ethernet industrial que permite a comunicação em tempo real entre sistemas de controle e dispositivos na automação industrial. Trata-se de um protocolo semelhante ao PROFIBUS; o PROFIBUS é baseado em um protocolo de fieldbus, enquanto o PROFINET utiliza a Ethernet. Continue lendo para saber mais sobre o PROFINET, suas funções e por que ele é uma solução tão valiosa para a automação industrial.
História do PROFINET
A primeira versão do PROFINET, o PROFINET CBA (Component Based Automation), foi lançada em 2001 e descontinuada em 2014. Essa versão inicial não ganhou popularidade, ao contrário de sua sucessora, a PROFINET IO (Input Output).
O PROFINET IO foi lançado em 2003 e constitui a base para as atualizações subsequentes do PROFINET. Uma das atualizações mais significativas ocorreu em 2019, quando foi incorporada a Time-Sensitive Networking (TSN).
Como o PROFINET é um protocolo aberto, fabricantes de todo o mundo têm conseguido desenvolver dispositivos compatíveis com o PROFINET, como robôs, CLPs, E/S e outros.
Como funciona o PROFINET?
Os sistemas PROFINET são compostos por três componentes: supervisores, sistemas de controle e dispositivos.
- Supervisores IO: Os supervisores são utilizados para configurar sistemas PROFINET, definir parâmetros dos dispositivos e realizar diagnósticos. Os supervisores não precisam permanecer conectados à rede o tempo todo, caso não sejam necessários.
- Controladores de E/S: os controladores de E/S são, normalmente, controladores lógicos programáveis (CLP) que gerenciam o programa de automação. Eles controlam os dispositivos de E/S e coletam os dados enviados por esses dispositivos.
- Dispositivos de E/S: os dispositivos de E/S são dispositivos de campo que trocam dados ciclicamente com um ou mais controladores de E/S.
Cada um dos componentes acima atua em conjunto por meio de uma rede Ethernet para trocar dados em tempo real de maneira confiável, utilizando uma ampla variedade de padrões de comunicação.
Uma rede PROFINET requer pelo menos um controlador de E/S e um dispositivo de E/S. Os supervisores de E/S podem ser utilizados temporariamente para a configuração e o diagnóstico de dispositivos de E/S, mas não são essenciais para o funcionamento de uma rede PROFINET.
Padrões de comunicação PROFINET
No que diz respeito aos padrões de comunicação utilizados nas redes PROFINET, há três padrões principais que devem ser compreendidos: TCP/IP ou UDP/IP, PROFINET Real-Time (RT) e PROFINET Isochronous Real-Time (IRT).
- TCP/IP ou UDP/IP: Esses protocolos são utilizados em aplicações que não exigem resposta imediata, como diagnósticos, configurações e parametrizações. A razão para isso é o jitter e a latência adicionais que ocorrem na comunicação baseada em IP.
- PROFINET RT: O PROFINET RT é, de longe, o protocolo de comunicação mais utilizado nas redes PROFINET. Em essência, o PROFINET RT ignora as camadas de rede e de transporte durante a transferência de dados, o que reduz significativamente o tempo necessário. O PROFINET RT pode atingir tempos de ciclo entre 250 µs e 512 ms.
- PROFINET IRT: O PROFINET IRT vai um passo além do PROFINET RT, minimizando o jitter em aplicações com alto tráfego de dados. O IRT atinge tempos de ciclo de 31,25 µs e apenas 1 µs de jitter. É mais comumente utilizado em máquinas de processamento de materiais (cerâmica, madeira ou vidro), máquinas de moldagem por injeção de plástico e máquinas de embalagem.
Benefícios do uso do PROFINET
O PROFINET oferece uma série de vantagens que o diferenciam de protocolos semelhantes, como o PROFIBUS. Entre elas estão a escalabilidade, a flexibilidade e a integração com outros sistemas.
Escalabilidade: Devido ao uso da camada física Ethernet, o PROFINET pode ser utilizado em diversas topologias, incluindo estruturas em estrela, anel e árvore. A comunicação ponto a ponto e a comunicação de E/S também são possíveis, facilitando a adaptação das redes PROFINET às necessidades da sua empresa.
Flexibilidade: Funções opcionais, como redundâncias, registros de data e hora, IRT e alarmes de diagnóstico, tornam o PROFINET um sistema extremamente flexível e modular. Os requisitos específicos de uma empresa podem ser atendidos com o PROFINET, tudo com base nos padrões da Ethernet industrial.
Integração com outros sistemas: Como o PROFINET utiliza Ethernet industrial, ele é compatível com a Ethernet padrão e pode oferecer funções TCP/IP, se necessário. A integração com a Ethernet padrão é fácil e permite que processos globais sejam interconectados por meio do PROFINET.
Integração do PROFINET e da IIoT
O PROFINET é um protocolo baseado em Ethernet com padrões abertos e, por isso, é ideal para integração na Internet das Coisas Industrial (IIoT). Todos os dados já foram coletados; a integração da IIoT simplesmente permite acompanhar tendências e tirar conclusões a partir desses dados.
A integração das redes PROFINET à IIoT pode eliminar paradas não programadas das máquinas, alertando os operadores, em um estágio inicial, sobre parâmetros de desempenho que estejam fora dos padrões especificados. Isso permite que os operadores planejem os trabalhos de manutenção com antecedência e minimizem o tempo de inatividade necessário, evitando, ao mesmo tempo, interrupções ou paradas inesperadas.
Conclusão
Quando se trata de soluções fáceis de usar para automação industrial, o PROFINET é o líder indiscutível do mercado. Velocidades de transferência de dados extremamente rápidas, confiabilidade excepcional e funcionalidade abrangente se combinam para criar um protocolo que perdurará por décadas.
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