Profinet

csm Profinet Header 78a6954d23

PROFINET je více než jen protokol pro přenos dat založený na technologii Ethernet. Je to standard, který zavádí vysoce výkonné sítě a ve výsledku umožňuje efektivní automatizaci v chytrých továrnách. PROFINET je v průmyslovém prostředí nutností.

Chcete zjistit, jak vypadá datová komunikace s PROFINET, jaké požadavky musíte splnit a na co si dát pozor při výběru produktu? Na vaše dotazy odpovíme přímo v textu níže.

Kabely pro PROFINET


Konektory pro PROFINET


Hotové propoje


Patch kabely


Průmyslové switche


Průmyslové switche s krytím IP67


Ethernet a PROFINET – snadné vysvětlení

Co je to Ethernet?
Ethernet je technologie přenosu dat pro kabelové sítě a je standardem pro přenos datových balíčků v místních domácích nebo kancelářských sítích (LAN).

To znamená, že data jsou odesílána a přijímána přes Ethernet. Ethernet funguje na drátovém připojení, nefunguje bezdrátově jako WiFi.

Obchodní sdružení IEEE definovalo a standardizovalo tento síťový protokol a strukturu jeho balíčků se specifikací IEEE 802.3. Ethernet tvoří základní technologii pro největší síť na světě – Internet – a je proto nejpoužívanějším standardem na světě.

Co je průmyslový Ethernet?

Vlastnosti klasického Ethernetu z kabeláže budov však nejsou dostatečné pro průmyslové prostředí. Datové balíčky by měly být v kancelářském prostředí spolehlivě odesílány a přijímány. Menší časová zpoždění zde však mají výrazný dopad.

Průmyslový Ethernet (IE) se používá v průmyslovém sektoru. Díky němu je nyní možné propojit svět kanceláře se světem průmyslu. To znamená propojení jednotlivých strojů s úrovní řízení, a to jak ve výrobě, tak v automatizaci procesů. Průmyslový Ethernet umožňuje odesílání a přijímání datových balíčků v přesně požadovaný čas (determinismus). Je to proto, že v automatizačních systémech s náročnými požadavky v reálném čase jsou zpoždění nepřijatelná a způsobují vážné problémy.

Podmínky prostředí v průmyslovém sektoru jsou navíc mnohem náročnější než v kancelářích. Při výrobě lze kromě oleje často počítat s vysokými teplotami a vlhkostí. Vysoké dynamické požadavky musí být splněny i tam, kde se kabely neustále pohybují. Použité komponenty musí být dostatečně robustní, aby zde fungovaly trvale a spolehlivě.

Celý systém by měl být také tak jednoduchý na používání, aby jej mohli plánovat, instalovat a udržovat odborníci, kteří nejsou IT, tedy např. automatizační inženýři.

A jak do toho zapadá PROFINET?

ICON CERT PROFINET 4c

PROFINET (Process Field Network) je standard pro přenos dat založený na protokolu Industrial Ethernet. Jedná se o speciální komunikační systém, který je ideální pro použití v průmyslových sítích a je předním hráčem v Evropě. PROFINET je vhodný pro veškerou automatizační techniku ​​a lze jej použít v jakémkoli průmyslu.

Zatímco průmyslový Ethernet upravuje pouze požadavky protokolu přenosu dat, standard PROFINET popisuje více než jen přenos dat. Norma také obsahuje prohlášení týkající se přípustného provedení a barvy vnějších plášťů a žil kabelů a mnoho dalšího.

Mimochodem, PROFINET nelze zaměňovat s velmi podobným PROFIBUS, protokolovým standardem pro komunikaci Fieldbus.

PROFINET – Vznik a standardizace

Průmyslový ethernetový systém PROFINET vyvinula společnost Siemens AG společně s organizací uživatelů PROFIBUS & PROFINET (PNO). Tato uživatelská organizace je nyní aktivní po celém světě a má stovky členů.

LAPP také hraje aktivní roli v příslušných pracovních skupinách.

Systém PROFINET je mezinárodně specifikován v IEC 61918 „Průmyslové komunikační sítě – Instalace komunikačních sítí v průmyslových prostorách“ pro kabeláž v rámci automatizačních ostrůvků a/nebo výrobních ostrůvků a mezi nimi. Specifická infrastruktura pro řešení kabeláže a připojení PROFINET je standardizována v normě IEC 61784-5-3. To platí pro přenosová média na bázi mědi a optických vláken a bezdrátový přenos. „Směrnice PROFINET kabeláže a propojovací technologie“ je vytvořena pracovní skupinou v rámci PNO. Tato směrnice odráží IEC 61784-5-3.

Jaké výhody PROFINET nabízí?

PROFINET kombinuje výhody mnoha dalších protokolových standardů:

  1. 100% kompatibilita s Ethernetem
  2. Flexibilita z hlediska funkčnosti díky modulární konstrukci podle tříd shody
  3. Interoperabilita komponent kompatibilních s PROFINET díky standardizaci
  4. Snadno rozšiřitelné systémy
  5. Snadná integrace systémů Fieldbus
  6. Vysoce dostupné systémy
  7. Nízké nároky na údržbu sítě
  8. Osvědčené bezpečnostní a diagnostické koncepty
  9. Škálovatelná komunikace v reálném čase
  10. Komponenty s certifikací zaručují vysokou úroveň spolehlivosti systému

Jaké varianty PROFINET jsou k dispozici?

Nejoblíbenějším systémem PROFINET je PROFINET IO (vstup/výstup) z roku 2006. Komunikační systém PROFINET IO má modulární konstrukci a lze jej nastavit v různých variantách. Různý rozsah funkcí umožňuje, aby byla podniková síť navržena různými způsoby. Protože každý automatizační systém stanoví své vlastní požadavky na přenos dat, provozovatel systému rozhoduje o požadované funkcionalitě na základě tzv. tříd shody.

Jaké různé třídy shody nabízí PROFINET?

Možné aplikace jsou rozděleny do čtyř tříd shody, které určují například typy použitých zařízení (řadič, zařízení, supervizor), použité přenosové médium a typ komunikace. To zajišťuje, že komponenty třídy jsou vždy kompatibilní a splňují nezbytné požadavky. Třída doplňuje funkční rozsah třídy níže o další funkce.

Třídy shody

Třída shody Použité přenosové médium Typická možná použití Příklady rozsahu funkce
CC-A Měděný vodič

Optické kabely

Bezdrátový

Pro infrastrukturní sítě a automatizaci budov
  • Cyklická komunikace v reálném čase přes RT
  • Acyklická komunikace přes TCP/IP
CC-B Měděné vodiče a optické kabely Pro automatizaci továren a procesů
  • Detekce sousedství LLDP
  • Diagnostika sítě přes SNMP
  • Redundantní komunikace přes dva IO kontroléry
CC-C Měděné vodiče a optické kabely Pro aplikace kontroly pohybu
  • ISO-synchronní komunikace přes IRT pro synchronizaci hodin
  • Rezervace šířky pásma
CC-D Měděné vodiče a optické kabely Pro různé aplikace
  • Rozsah funkcí podobný CC-C, ale akce se provádějí pomocí standardů časově citlivých sítí (TSN)

Poznámka: Při výběru komponent se ujistěte, že odpovídají třídě shody, kterou jste vybrali pro váš automatizační systém.

Jak probíhá kabeláž v síti PROFINET?

Směrnice pro PROFINET specifikuje strukturu a také mechanické a elektrické vlastnosti měděných kabelů, měděných hybridních kabelů a kabelů z optických vláken, které lze použít v sítích PROFINET. V závislosti na typu kabelu to zahrnuje také požadavky týkající se

  • značení kabelů,
  • základní identifikační barvy,
  • typ stínění,
  • barva vnějšího pláště,
  • hodnoty odporu,
  • hodnoty útlumu,
  • frekvenční rozsahy,
  • teplotní odolnost,
  • zpomalení hoření a mnoho dalšího.

Jaké kabely jsou vhodné pro PROFINET?

Specifikace konektorů pro měděné kabely

Pro měděné kabely byly definovány čtyři typy kabelů, pro 2- i 4-párové kabely.

Stručný přehled požadavků na měděné kabely (pouze přenos signálu):

Typ kabelu Instalace Vodič Design
Typ A
  • pro pevnou instalaci
  • žádný pohyb po instalaci
Pevný vodič 2-páry: AWG22/1

4 páry: min. AWG23/1

TYP B
  • pro flexibilní instalaci
  • občasné ohýbání kabelu po instalaci
Ohebný lankový vodič, 7-žilový 2-páry: AWG22/7

4 páry: min. AWG23/7

TYP C
  • pro speciální aplikace
  • např. pro použití v kabelových řetězech nebo aplikacích pod torzním zatížením
Plný drát nebo ohebný lankový vodič, až 19-žilový. 2-páry: AWG22/1 … 19

4 páry: min. AWG24/1 … 19

TYB R
  • pro robotiku
Plný drát nebo ohebný lankový vodič, až 19-žilový 2-pár: AWG22/1 … 19
csm ETHERLINE Cat.5 FRNC HYBRID 2170887 Product 1 2c3e07a88c

Kromě symetrického designu kabelů umožňuje PROFINET také hybridní kabely (typ B a C), jako je náš ETHERLINE® Cat.5 FRNC HYBRID (typ B). Hybridní kabely obsahují jádra pro přenos signálu a napájení.

Rychlé připojení pro PROFINET

Mnoho našich datových kabelů PROFINET má strukturu „Fast Connect“ se speciálním vnitřním pláštěm a křížovým oddělovačem namísto stíněných párů žil (identifikovatelné FC v názvu produktu). To znamená, že při montáži datového kabelu s vhodným konektorem odpadá jinak složité odstraňování párového stínění.

Systém Fast Connect je holistické řešení, od kabelu přes řešení konektoru až po správný nástroj.

S produkty FC ušetříte až 50 % času při montáži datového kabelu. Zní to nejen skvěle. To je.

Zjistěte, jak nekomplikovaný je systém Fast Connect a jak rychleji jej můžete použít k provedení montáže kabelů.

Specifikace optických kabelů

Pro POF, PCF a GOF optické kabely byly identifikovány dva typy kabelů.

Stručný přehled požadavků na kabely z optických vláken (přenos optického signálu):

Typ kabelu Instalace Design Průměr jádra/obalu
Type B
  • pro pevnou instalaci popř
  • pro flexibilní instalaci
  • 2 POF vlákna: plastové jádro a plášť
  • 2 PCF vlákna: skleněné jádro, plastový plášť
  • 2 GOF vlákna: skleněné jádro a plášť
POF: 980/1000 um

PCF: 200/230 um

GOF singlemode: 9/125 µm

GOF multimode: 50/125 µm nebo 62,5/125 µm

Type C
  • pro speciální aplikace
  • např. pro použití v kabelových řetězech nebo aplikacích pod torzním zatížením
  • 2 POF vlákna: plastové jádro a plášť
  • 2 PCF vlákna: skleněné jádro, plastový plášť
  • 2 GOF vlákna: skleněné jádro a plášť
POF: 980/1000 um

PCF: 200/230 um

GOF singlemode: 9/125 µm

GOF multimode: 50/125 µm nebo 62,5/125 µm

 

csm 28052006 28052006-HITRONIC-GOF-DUPLEX-PNB-2E-9-125-OS2 grau 89820f21c8

Vše v zeleném?

Mimochodem, barva vnějšího pláště kabelů PROFINET je pevná a je celkem jasným identifikačním znakem (alespoň zelená RAL6018. pro kabely typu A a typu B):

Je to preferovaná volba pro typ C a typ R.

Které konektory jsou vhodné pro PROFINET?

Směrnice PROFINET specifikuje různé typy konektorů pro spojovací techniku ​​– jak pro kabeláž v chráněných prostorech, jako je rozvaděč, kde je požadován nižší stupeň ochrany, tak pro kabeláž v terénu s vyššími požadavky na konektory odolné proti nečistotám a vlhkosti.

Specifikace pro měděné konektory

Pro měděné konektory pro přenos dat z průmyslového Ethernetu v systému PROFINET byly stanoveny dva standardy – RJ45 a M12.

Stručný přehled požadavků na konektory pro měděné kabely:

csm ETHERNET Steckverbinder PROFINET 4ea6b16e0e
Typ konektoru Třída konektoru Stupeň ochrany Čelo konektoru Přenosová rychlost
RJ45 Pro chráněné oblasti   IP 20 Pro 2 a 4-párové kabely do 100 Mbit/s
až 10 Gbit/s

M12 D-kódování
Pro aplikace v terénu IP 67 Pro 2-párové kabely až 100 Mbit/s
M12 X-kódované Pro aplikace v terénu IP 67 Pro 4-párové kabely až 10 Gbit/s

 

Pokud jde o konektory konfigurovatelné na místě, hlavní důraz by měl být kladen na zajištění toho, aby proces připojení byl co nejjednodušší a pokud možno prováděn bez použití speciálních nástrojů. Kromě toho by konektory měly být schopny připojit se k co největšímu počtu kabelů. To znamená, že pokrývají široké spektrum průřezů a průměrů vodičů, splétání vodičů a vnějších průměrů kabelů.

Specifikace pro konektory optických kabelů

Následující normy byly stanoveny pro optické konektory s ohledem na přenos dat z průmyslového Ethernetu v systému PROFINET.

csm LWL Steckverbinder PROFINET 18051f3a16

Stručný přehled požadavků na konektory pro kabely z optických vláken:

Typ konektoru Třída konektoru Stupeň ochrany Typ vlákna
SC-RJ  Pro chráněné oblasti IP 20 Pro POF, PCF
ST  Pro chráněné oblasti IP 20 Pro POF, PCF, ale pouze pro stávající instalace
LC DUPLEX Pro chráněné prostory IP 20 Pro GOF

 

Chcete se dozvědět více?

Od 4žilových nebo 8žilových kabelů PROFINET značky ETHERLINE® až po kabely z optických vláken s variantami POF, PCF nebo GOF z naší řady HITRONIC® má skupina LAPP to správné řešení kabeláže pro vaši aplikaci PROFINET. Níže uvádíme některé zajímavosti z našeho online obchodu:

 

Měděné kabely

ETHERLINE PN Cat.6A FC

Pro pevnou instalaci v síti PROFINET® (typ A): Díky provedení Fast Connect s křížovým oddělovačem mezi páry vodičů lze ethernetový kabel s certifikací UL (Kat. 6A) sestavit velmi rychle a zároveň zaujme svými vynikajícími EMC vlastnostmi. Vyberte si ze tří různých materiálů pláště.

ETHERLINE® ROBOT PN Kat.5e

Pro robotické aplikace se spolehněte na náš kabel Industrial Ethernet, který byl vyvinut a testován podle jednotného standardu PROFINET „Type R“. Kabelový řetěz, torzní vlastnosti a vlastnosti střídavého ohybu jsou nyní kombinovány v jediném kabelu. Společnost LAPP se od počátku podílela na vývoji a standardizaci požadavků pro tuto třídu sítě PROFINET.

Kabely ETHERLINE® Cat.5 pro aplikace PROFINET

Kabely ETHERLINE® Cat.6A pro aplikace PROFINET

Kabely ETHERLINE® Cat.7 pro aplikace PROFINET

 

Optické kabely

HITRONIC® GOF DUPLEX PNB

Název produktu mluví za vše: skleněné vlákno + PROFINET + stavební instalace v jednom! Vysoce nehořlavý zlomový kabel je ideální pro rozvaděče a strukturovanou kabeláž budov v sítích PROFINET. Jednotlivé kabely uvnitř i vně pláště přesvědčují svými bezhalogenovými materiály.

HITRONIC® GOF DUPLEX PNC

Název produktu znamená skleněné vlákno + PROFINET + permanentní pohyb v jednom! Přerušovací kabel kombinuje vlastnosti kabelového řetězu, kroucení a střídavého ohybu, takže je ideální pro pohyblivé aplikace, vibrace nebo torzi v sítích PROFINET. Díky PU izolaci kabelu je výrobek obzvláště odolný a robustní.