{{ wiki:comm:pn_logo.png?200|Profinet logo}}
====== Profinet ======
{{tag>busz profinet}}
A ProfiNet elődje a [[hu:comm:bus_profibus#profibus|Profibus]], ami lassan 20 éve piacvezető megoldás az ipari buszok piacán. A [[bus_profibus|Profibus]] jellemzően az [[bus_rs485|RS485]]-ös fizikai átvitelre alapoz, ami kezdett kissé elavulttá és lassúvá (max 12 Mbs) válni, miután az IT-ban az [[bus_ethernet|Ethernet]]-es megoldások teljes hegemóniát alakítottak ki. Ezeknek a technikai kihívásoknak köszönhetően a [[http://profibus.org/|Profibus.org]], a Profibus szabvány jogtulajdonosa a fejlesztésekkel pérhuzamosan a nevét is megváltoztatta, és [[http://profibus.org/|PI]]-re (PROFIBUS & PROFINET International) váltott.

Alapvetően a Profinet egy Ethernet-re szerelt Profibus, legalábbis az alapelképzelés szerint. A Profinet ugyanis nem csak az Ethernet fizikai szintjére bütykölt Profibus, hanem a[[bus_ethernet#tcp|TCP]] és [[bus_ethernet#udp|UDP]] szabványok és a Profibus keresztezéséből létrejött nyílt ipari szabvány, melynek főbb előnyei:

  * 100 Mbps adatátvitel réz vagy üvegszál vezetéken ([[bus_ethernet#100basetx|100 Base TX]] és [[bus_ethernet#100basefx|100 Base FX]])
  * Full duplex átvitel
  * Kapcsolt Ethernet
  * Autocrossover (a küldő és fogadó vezetékek a switch-ben keresztezik egymást)
  * Auto negotiation
  * Vezeték nélküli (Wireless) kommunikációval bővíthető átvitel
  * Biztonsági kommunikáció a ProfiSAFE alkalmazásával
  * Meghibásodás esetén a berendezések gyors és egyszerű cseréje

Az IEC 61158 szabvány újabb kiadásai a Profinet IO-t is tartalmazzák, ezeket a vonatkozó definíciókat az IEC 61784 is tartalmazza.

A Profinet teljesítménye skálázható, és ehhez három teljesítmény-szintet kínál:

  * **TCP/IP:** a nem valós idejű átvitelhez
  * **Real Time (RT)**: valós idejű átvitel az időkritikus adatfeldolgozáshoz
  * **Isochronous Real Time (IRT)**: gyors és szinkronátvitelt igénylő - például mozgásvezérlő (motion control) - alkalmazásokhoz

==== A Profinet jellemzői ====

|  hálózat típusa|skálázható ethernet bázisú (jellemzően ipari) hálózat|
|  topológia|Jól kombinálhatók a lánc, fa, busz és csillag. Adott esetben a kvázi gyűrű topológia is alkalmazható.|
|  installáció|Kapcsolt ethernet átvitel, jellemzően csavart réz érpáron, RJ45 / M12 csatlakozókkal. Alternatív megoldás lehet még az átvitelre az üvegszál és a vezeték nélküli átvitel.|
|  Adatátvitel sebessége|100 Mbit / s|
|  maximális állomásszám|gyakorlatilag korlátlan|
|  adatok|minden node esetén 1.500 byte / telegram, összesen gyakorlatilag korlátlan|
|  tulajdonos|[[http://profibus.org/|PROFIBUS & PROFINET International]]|

==== Profinet profilok ====

A profilok előre definiált Profinet funkciók és fejlesztések, melyek speciális egységekhez és applikációkhoz használhatók fel. Ezek a - jellemzően csak bejelentkezett tagok által elérhető - profilok a [[http://www.profibus.com/downloads/|PI]] oldalon érhetők el.

Néhány kiemelt specifikáció (profil) önálló termékként kerül ki a PI-től. Ezek közül néhány:

  * PROFIdrive: Motion Control (hajtás-) specifikáció
  * PROFIsafe: biztonsági funkciók

=== PROFIenergy ===

Ez a profil 2009-ben került kifejlesztésre az AIDA csoport kérésére (melynek tagjai: Audi, BMW, Mercedes, Porsche és VW). A profil célja az egységes standart az egységes energia-management céljára. A profil elősegíti az energiafejhasználás optimalizálását, úgy hogy figyelembe veszi:

  * - a nagy energia-felvételű egységek üzemeltetését (robotok, lézerek, festő-sorok)
  * - stand-by módú egységeket
  * - tervezett leállásokat (hétvégék)
  * - nem tervezett leállásokat (üzemzavarok)

A profil magába foglalja a vezénylési és monitoring funkciókat is, valós idejű felügyeletet valósít meg.

===== Profinet áttekintés =====

{{wiki:comm:profinet_1.png?597x461|profinet network}} 

===== Profinet OSI-Modell =====

^OSI\\ réteg^OSI réteg neve^Profinet I/O^Profinet CBA|
^7b|Alkalmazási réteg /\\ Anwendungsschicht|Profinet IO (IEC 61784)\\ Profinet IO (IEC 61158)|Profinet CBA (IEC 61158 Type 10)|
^7a|RPC|DCOM, RPC|
^6 |Megjelenítési réteg /\\ Darstellungsschicht| | |
^5 |Viszonylati réteg /\\ Kommunikations-\\ steuerungsschicht|
^4 |Forgalmazási réteg /\\ Transportschicht|[[bus_ethernet#udp|UDP]] (RFC 768)|[[bus_ethernet#ip|IP]] (RFC 793)|
^3 |Hálózati réteg /\\ Vermittlungsschicht|[[bus_ethernet#ip|IP]] (RFC 791)||
^2 |Adatkapcsolati réteg /\\ Sicherungsschicht|[[bus_ethernet#ethernet|IEEE 802.3]], IEEE 802.1Q, IEC 61784-2||
^1 |Fizikai réteg /\\ Physikalische Schicht|[[bus_ethernet#100basetx|100Base-TX]], [[bus_ethernet#100basefx|100Base-FX]] (IEEE 802.a3)||

===== Profinet CBA =====
{{tag>profinet_cba}}

en: Profinet Component Based Automation, hu: Profinet komponens bázisú automatizálás

A Profinet CBA egy komponens-alapú, [[bus_ethernet#tcp|TCP/IP]] alapokra helyezett, nem valós idejű kommunikáció. Lehetővé teszi a moduláris tervezésből adódó elvárások teljesítését.

A CBA erőssége a PLC-k közötti kommunikáció, ami leginkább az [[bus_profibus#profibus_fms|FMS]]-nek felel meg a [[bus_profibus|Profibus]] felosztások analógiájára. A CBA alapötlete, hogy egy teljes rendszer szinte mindig önjáró (autonóm) PLC-k összességéből áll össze, melyek egymással kommunikálnak. Ezeknél a rendszereknél megfigyelhető, hogy sok egység - párhuzamosan - azonos, vagy majdnem azonos műveleteket végez. Ezek az un. "Profinet komponens"-eket jellemzően belátható számú bemenettel lehet vezényelni. A komponenseken belül futnak a felhasználói programok, melyek a helyi vezényléseket végzik. Jellemzően egy komponens bázisú automatizálás esetén inkább paraméterezésről, mint programozásról beszélhetünk. A Profibus CBA esetén (real-time nélkül) a kommunikációs ciklusidő 50..100 ms között realizálható. Ezzel a (lassú) adateléréssel párhuzamosan természetesen Profinet IO is alkalmazható, a maga miliszekundumos adatelérésével.

===== Profinet IO =====
{{tag>profinet_io}}
en: Profinet Input / Output, hu: Profinet bemenet / kimenet

A Profinet IO egy gyors, decentrális periférákkal való adatcserére kiélezett kommunikáció.

Konkrétabban a Profinet IO a kontrollerek és az egységek közötti teljes kommunikációt írja le - ez természetesen megfelel a [[bus_profibus#profibus_dp|Profibus DP]] analógiájának, ahol a kontrollereket még Master-eknek, és az ezekhez csatlakozó egységeket pedig még Slave-eknek nevezték. A kommunikáció itt (is) magába foglalja a paraméterezést és a diagnózist. A Profinet IO egységek alapfeltétele az [[bus_ethernet|ethernet]] bázis megléte. A kommunikációs ciklusidő az IO esetében miliszekundumos tartományban található.

A Profinet IO hálózat jellemzően a következő egységeket tartalmazza:

  * IO Controller: jellemzően a PLC, ami felügyeli a task-ot
  * IO Device: alegység vagy terepi egység, melyet az IO controller felügyel. Az IO device tartalmazhat több alegységet és sub-modult is.
  * IO Supervisor: Jellemzően egy PC-n futó szoftver, mellyel a hálózat elemei paraméterezhetők és diagnosztizálhatók.

=== Profinet IO címzés ===

A Profinet IO terepi eszközök címzése a MAC-címmel és az IP címmel történik. A Profinet címzésnél használhatjuk az egységek szimbólikus nevét, mely azoknak a MAC-címéhez került előzetesen hozzárendelésre. A projekt beforgatása alatt az adatcseréhez nélkülözhetetlen adatok (pl. az IP címek) az IO controller-re kerülnek letöltésre. Az itt található szimbólikus név - MAC cím kombóval azonosítja / osztja ki a kontoller az IP címeket, vagy a Profinet-be integrált DCP-protokollal, vagy az esetleg elérhető DHCP szerverrel.

A Profinet IO egységek kizárólag [[bus_units#switch|switch]]-eken keresztül csatlakozhatnak a hálózat többi résztvevőjéhez. Ez megvalósulhat több-portos switch-eken keresztül, csillag topológiában, és / vagy a terepi eszközökbe integrált két portos switch-ekkel is, vonal topológiában.

{{wiki:comm:profinet_io_1.png?351x299|Profinet topology 1}} 

A Profinet néhény telegrammal (például szinronizációs vagy szomszéd-felismerő) nem az egységet, hanem annak valamelyik portját, egész pontosan az adott port MAC címét címezi meg. Ezért minden switch-port rendelkezik saját MAC címmel, így egy két portos egységnek 3 MAC címe van: a két portnak külön-külön, és magának az egységnek. Ezek a (port) címek a felhasználó számára nem láthatóak. A Profinet az egységek közötti kapcsolatot a switch-eken keresztül mindig pont-pont jelleggel építi fel (mint az Ethernet), ezért, ha két egység között kiesik a kapcsolat, az adott egység után található további egységek is elérhetetlenné válnak (mint azt a lenti ábrán próbálom szemléltetni).

{{wiki:comm:profinet_io_2.png?388x299|Profinet topology 2}}

Ezt a problémát az emelt rendelkezésre állással, redundancia kiépítésével lehet orvosolni, de ennek az ismertetését későbbre hagyom.

==== Profinet IO RT ====
{{tag>profinet_io_rt}}
en: Profinet IO run-time

A Profinet IO-n belül a processz-adatokat és a riasztásokat az RT továbbítja.  A Profinet RT az IEEE és IEC előírások betartásával nagy sebességű i/o adatátvitelt biztosít. A real-time adatok átvitele magasabb prioritást élvez, mint a "rendes" TCP(UDP) IP kommunikáció, ezért ezzel a kommunikációval a néhány száz mikroszekundumos ciklusidő is elérhető.

==== Profinet IO IRT ====
{{tag>profinet_io_irt}}
en: Profinet IO Isochronous-Real-Time

Az IRT jellemző ciklusideje néhány száz mikroszekundumtól néhány miliszekundumig terjedhet. Fő eltérés ez esetben a "normál" RT-hez képest, hogy a ciklusok időzítése rendkívül pontos, jellemzően maximum 1 µs késést (jitter-t) enged meg. Ennek érdekében a legmagasabb prioritással rendelkezik, a többi kommunikációval szemben, és az adatátvitelből adódó késéseket kivédve, a terepi egységekbe integrálásra került a switch. Ez jellemzően egy ERTEC 200 / 400 bázisú egység. Az izoszinron kommunikációról [[bus_basic#izoszinkron_kommunikacio|itt is olvashat]].

===== profinet csatornák =====

{{wiki:comm:profinet_csatornak.png?463x215|profinet chanels}}