प्रोफिनेट

प्रोफिनेट
Communication protocol
Purpose	औद्योगिक स्वचालन के लिए वास्तविक समय ईथरनेट
Developer(s)	PROFIBUS और PROFINET इंटरनेशनल
Introduction	2003; 21 years ago
Based on	ईथरनेट, प्रोफिबस
OSI layer	अनुप्रयोग परत
RFC(s)	IEC 61784-2, IEC 61158

प्रोफिनेट (सामान्यतः प्रोफिनेट, प्रोसेस फील्ड नेटवर्क के लिए पोर्टमैंटू के रूप की शैली के रूप में बताया जाता है,) डेटा के लिए एक उद्योग तकनीकी मानक है। औद्योगिक ईथरनेट पर संचार, ऑटोमेशन औद्योगिक स्वचालन में डेटा एकत्र करने और उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए रचित किया गया है, जिसमें तंग समय की कमी के तहत डेटा देने में विशेष शक्ति है। मानक का रखरखाव और समर्थन प्रोफिबस और प्रोफिनेट इंटरनेशनल द्वारा किया जाता है, जिसका मुख्यालय कार्लज़ूए, जर्मनी में है।

कार्यक्षमता

अवलोकन

प्रोफिनेट बाह्य उपकरणों के लिए इंटरफेसिंग को लागू करता है।^[1]^[2]यह क्षेत्र से जुड़े परिधीय उपकरणों के साथ संचार को परिभाषित करता है। इसका आधार एक कैस्केडिंग रीयल-टाइम अवधारणा है। प्रोफिनेट नियंत्रकों (जिन्हें आई ओ-नियंत्रक कहा जाता है) और उपकरणों (जिन्हें आई ओ-उपकरण कहा जाता है), के साथ-साथ पैरामीटर सेटिंग और निदान के बीच संपूर्ण डेटा विनिमय को परिभाषित करता है। आई ओ-नियंत्रक सामान्यतः एक निर्देशयोग्य तर्क नियंत्रक, वितरित कोटा पद्धति या औद्योगिक पीसी होते हैं; जबकि आईओ-उपकरण विविध हो सकते हैं: आई ओ/ब्लॉक, ड्राइव, सेंसर, या एक्चुएटर, प्रोफिनेट प्रोटोकॉल ईथरनेट-आधारित फ़ील्ड उपकरणों के बीच तेज़ डेटा विनिमय के लिए डिज़ाइन किया गया है और प्रदाता-उपभोक्ता मॉडल का अनुसरण करता है।^[1]अधीनस्थ प्रोफिबस लाइन में फ़ील्ड उपकरण को आईओ-प्रॉक्सी (अधीनस्थ बस प्रणाली के प्रतिनिधि) के माध्यम से मूल रूप से प्रोफिनेट निकाय में एकीकृत किया जा सकता है।

अनुरूपता वर्ग (सीसी)

प्रोफिनेट के साथ अनुप्रयोगों को अंतर्राष्ट्रीय मानक आईईसी 61784-2 के अनुसार चार अनुरूपता वर्गों में विभाजित किया जा सकता है:

अनुरूपता वर्ग ए (सीसी-ए) में, केवल उपकरण प्रमाणित होते हैं। नेटवर्क के बुनियादी ढांचे के लिए एक निर्माता प्रमाणपत्र पर्याप्त है। यही कारण है कि संरचित केबलिंग या मोबाइल ग्राहकों के लिए वायरलेस लेन का भी उपयोग किया जा सकता है। विशिष्ट अनुप्रयोगों को बुनियादी ढांचे (जैसे मोटरवे या रेलवे सुरंगों) या स्वचालन के निर्माण में पाया जा सकता है।

अनुरूपता वर्ग बी (सीसी-बी) निर्धारित करता है कि नेटवर्क के बुनियादी ढांचे में प्रमाणित उत्पाद भी सम्मिलित हैं और इसे प्रोफिनेट के दिशानिर्देशों के अनुसार संरचित किया गया है। परिरक्षित केबल मजबूती में वृद्धि करती है और प्रबंधन कार्यों के साथ प्रसार बदलना नेटवर्क डायग्नोस्टिक्स की सुविधा प्रदान करती है और उत्पादन लाइन या मशीन को नियंत्रित करने के लिए वांछित नेटवर्क टोपोलॉजी को कैप्चर करने की अनुमति देती है। प्रक्रिया स्वचालन प्रणाली के लिए बढ़ी हुई उपलब्धता की आवश्यकता होती है, जिसे मीडिया और निकाय रिडंडेंसी (इंजीनियरिंग) के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। एक उपकरण के लिए अनुरूपता वर्ग बी का पालन करने के लिए, इसे प्रोफिनेट के माध्यम से सफलतापूर्वक संचार करना चाहिए, दो पोर्ट (एकीकृत स्विच) होना चाहिए, और सरल नेटवर्क प्रबंधन प्रोटोकॉल का समर्थन करना चाहिए।

अनुरूपता वर्ग सी (सीसी-सी) के साथ, गति नियंत्रण को अतिरिक्त बैंडविड्थ आरक्षण और एप्लिकेशन सिंक्रनाइज़ेशन के साथ लागू किया जा सकता है। अनुरूपता क्लास सी उपकरण अतिरिक्त रूप से प्रोफाइनेट आईआरटी के माध्यम से संचार करते हैं।

अनुरूपता वर्ग डी (सीसी-डी) के लिए, प्रोफिनेट का उपयोग समय के प्रति संवेदनशील नेटवर्किंग (टीएसएन) के माध्यम से किया जाता है। सीसी-सी के साथ समान कार्य प्राप्त किए जा सकते हैं। सीसी-ए और सीसी-बी के विपरीत, नियंत्रक और उपकरण के बीच पूर्ण संचार (चक्रीय और चक्रीय) ईथरनेट परत 2 पर होता है। इस उद्देश्य के लिए 'रिमोट सर्विस इंटरफेस' (आरएसआई) प्रस्तुत किया गया था।

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प्रोफिनेट अनुरूपता वर्गों की कार्यक्षमता

कार्यक्षमता	कक्षा ए (सीसी-ए)	कक्षा बी (सीसी-बी)	कक्षा सी (सीसी-सी)	कक्षा डी (सीसी-डी)
बुनियादी कार्यक्षमता	आरटी-संचार चक्रीय आई/ओ पैरामीटर एलार्म	आरटी-संचार चक्रीय आई/ओ पैरामीटर एलार्म नेटवर्क डायग्नोस्टिक्स टोपोलॉजी का पता लगाना सिस्टम अतिरेक	आरटी-संचार चक्रीय आई/ओ पैरामीटर एलार्म नेटवर्क डायग्नोस्टिक्स टोपोलॉजी का पता लगाना बैंडविड्थ आरक्षण (आई आर टी) तादात्म्य निर्बाध मीडिया अतिरेक	आरटी-संचार चक्रीय आई/ओ पैरामीटर एलार्म नेटवर्क डायग्नोस्टिक्स टोपोलॉजी का पता लगाना बैंडविड्थ आरक्षण (टी एस एन) तादात्म्य सिस्टम अतिरेक निर्बाध मीडिया अतिरेक
Certification	नियंत्रक उपकरण	नियंत्रक उपकरण नेटवर्क घटक	नियंत्रक उपकरण नेटवर्क घटक	नियंत्रक उपकरण नेटवर्क घटक
Cabling	आईईसी 61784-5-3 और आईईसी 24702: ताँबा फाइबर ऑप्टिक्स तार रहित	आईईसी 61784-5-3: ताँबा फाइबर ऑप्टिक्स	आईईसी 61784-5-3: ताँबा फाइबर ऑप्टिक्स	आईईसी 61784-5-3: ताँबा फाइबर ऑप्टिक्स
ठेठ आवेदन	आधारभूत संरचना सुविधाएँ बिल्डिंग ऑटोमेशन	कारखाना स्वचालन प्रक्रिया स्वचालन	गति नियंत्रण	सार्वभौमिक

उपकरण प्रकार

एक प्रोफिनेट निकाय में निम्नलिखित उपकरण होते हैं:^[1]^: 3

आईओ-नियंत्रक, जो स्वचालन कार्य को नियंत्रित करता है।
आईओ-उपकरण, जो एक फील्ड उपकरण है, जिसकी निगरानी और नियंत्रण आईओ-नियंत्रक द्वारा किया जाता है। एक आईओ-उपकरण में कई मॉड्यूल और उप-मॉड्यूल सम्मिलित हो सकते हैं।
आईओ-पर्यवेक्षक सामान्यतः पैरामीटर सेट करने और व्यक्तिगत आईओ-उपकरणों के निदान के लिए एक पीसी पर आधारित सॉफ्टवेयर है।

निकाय संरचना

एक न्यूनतम प्रोफिनेट आईओ-निकाय में कम से कम एक आईओ-नियंत्रक होता है जो एक या अधिक आईओ-उपकरणों को नियंत्रित करता है। इसके अलावा, यदि आवश्यक हो तो एक या अधिक आईओ-पर्यवेक्षकों को वैकल्पिक रूप से आईओ-उपकरणों की इंजीनियरिंग के लिए अस्थायी रूप से परिपथ में लगाया जा सकता है।

यदि दो आईओ-निकाय एक ही आईपी नेटवर्क में हैं, तो आईओ-नियंत्रक एक निवेशी सिग्नल को साझा निवेशी के रूप में भी साझा कर सकते हैं, जिसमें उन्होंने आईओ-उपकरण में एक ही सबमॉड्यूल तक पहुंच पढ़ी है।^[1]^: 3^[2]यह एक अलग सुरक्षा नियंत्रक या गति नियंत्रण के साथ प्रोग्रामेबल लॉजिक नियंत्रक के संयोजन को सरल करता है। इसी तरह, एक संपूर्ण आईओ-उपकरण को साझा उपकरण के रूप में साझा किया जा सकता है,^[1]^: 11 जिसमें आईओ-उपकरण के अलग-अलग सबमॉड्यूल अलग-अलग आईओ-नियंत्रक्स को सौंपे जाते हैं।

ईथरनेट इंटरफेस वाला प्रत्येक ऑटोमेशन उपकरण एक साथ आईओ-नियंत्रक और आईओ-उपकरण की कार्यक्षमता को पूरा कर सकता है। यदि पार्टनर नियंत्रक के लिए नियंत्रक आईओ-उपकरण के रूप में कार्य करता है और साथ ही आईओ-नियंत्रक के रूप में इसकी परिधि को नियंत्रित करता है, तो नियंत्रकों के बीच कार्यों को अतिरिक्त उपकरणों के बिना समन्वयित किया जा सकता है।

संबंध

एक आईओ-नियंत्रक और एक आईओ-उपकरण के बीच एक एप्लीकेशन सम्बन्ध (एआर) स्थापित किया गया है। इन एआर का उपयोग मापदंडों के हस्तांतरण, डेटा के चक्रीय आदान-प्रदान और अलार्म को संभालने के लिए विभिन्न विशेषताओं के साथ संचार संबंध (सीआर) को परिभाषित करने के लिए किया जाता है।^[1]^: 4

इंजीनियरिंग

प्रोजेक्ट इंजीनियरिंग^[1]^: 5 ^[2]आई ओ निकाय का दिखने और आभाष करने के उद्देश्य से प्रोफिबस के लगभग समान है:

आईओ-उपकरण के गुण उपकरण निर्माता द्वारा जीएसडी फ़ाइल (सामान्य स्टेशन विवरण) में वर्णित किए गए हैं। इसके लिए प्रयोग की जाने वाली भाषा जीएसडीएमएल (जीएसडी मार्कअप लैंग्वेज) है - एक एक्सटेंसिबल मार्कअप लैंग्वेज भाषा। जीएसडी फाइल एक इंजीनियरिंग वातावरण को एक प्रोफिनेट आई ओ निकाय के कॉन्फ़िगरेशन की योजना बनाने के आधार के रूप में कार्य करती है।
सभी प्रोफिनेट फील्ड उपकरण अपने पड़ोसियों को निर्धारित करते हैं।^[1]^: 8 इसका अर्थ यह है कि अतिरिक्त उपकरण और पूर्व ज्ञान के बिना किसी खराबी की स्थिति में फील्ड उपकरणों का आदान-प्रदान किया जा सकता है। इस जानकारी को पढ़कर, प्लांट टोपोलॉजी को बेहतर स्पष्टता के लिए ग्राफिकल रूप से प्रदर्शित किया जा सकता है।
इंजीनियरिंग को प्रोफिनेट कमांडर जैसे उपकरण द्वारा समर्थित या सरल किया जा सकता है^[3] ।^[4]

निर्भरता

महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में प्रोफिनेट का भी तेजी से उपयोग किया जा रहा है। हमेशा एक खतरा होता है कि आवश्यक कार्यों को पूरा नहीं किया जा सकता है। निर्भरता द्वारा पहचाने गए विशिष्ट उपायों से इस खतरा को कम किया जा सकता है^[5] विश्लेषण। निम्नलिखित उद्देश्य अग्रभूमि में हैं:

सुरक्षा: कार्यात्मक सुरक्षा सुनिश्चित करना। फॉल्ट (तकनीक) की स्थिति में निकाय को सुरक्षित स्थिति में जाना चाहिए।
उपलब्धता: उपलब्धता बढ़ाना। किसी खराबी की स्थिति में, निकाय को अभी भी न्यूनतम आवश्यक कार्य करने में सक्षम होना चाहिए।
सुरक्षा: सूचना सुरक्षा प्रणाली की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए है।

ये लक्ष्य एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप या पूरक हो सकते हैं।

कार्यात्मक सुरक्षा: प्रोसेफ

प्रोफीसेफ^[6] परिभाषित करता है कि कैसे सुरक्षा से संबंधित उपकरण (आपातकालीन स्टॉप बटन, लाइट ग्रिड, ओवरफिल रोकथाम उपकरण, ...) प्रोफिनेट के माध्यम से सुरक्षा नियंत्रकों के साथ इतने सुरक्षित तरीके से संवाद करते हैं कि उनका उपयोग सुरक्षा से संबंधित स्वचालन कार्यों में सुरक्षा अखंडता स्तर 3 तक किया जा सकता है। (एसआईएल) आईईसी 61508 के अनुसार, प्रदर्शन स्तर ई (पीएल) आईएसओ 13849 के अनुसार, या श्रेणी 4 ईएन 954-1 के अनुसार,

प्रोसेफ एक प्रोफ़ाइल के माध्यम से सुरक्षित संचार को लागू करता है,^[7] अर्थात उपयोगकर्ता डेटा के एक विशेष प्रारूप और एक विशेष प्रोटोकॉल के माध्यम से। डेटा ट्रांसमिशन त्रुटियों की संभावना को कम करने के लिए इसे फील्डबस एप्लिकेशन लेयर के ऊपर एक अलग लेयर के रूप में डिज़ाइन किया गया है। प्रोफीसेफ संदेश मानक फील्डबस केबल और संदेशों का उपयोग करते हैं। वे अंतर्निहित ट्रांसमिशन चैनलों के त्रुटि पहचान तंत्र पर निर्भर नहीं करते हैं, और इस प्रकार प्रोग्राम करने योग्य तर्क नियंत्रक या रिमोट I/O के अंदर बैकप्लेन सहित पूरे संचार पथों को सुरक्षित करने का समर्थन करते हैं। Profisafe प्रोटोकॉल त्रुटि का पता लगाने और सुधार और विफलता का पता लगाने वाले तंत्र का उपयोग करता है जैसे:

लगातार नंबरिंग
टाइमआउट मॉनिटरिंग
स्रोत/गंतव्य प्रमाणीकरण
चक्रीय अतिरेक जाँच (CRC)

और IEC 61784-3-3 मानक में परिभाषित किया गया है।

बढ़ी हुई उपलब्धता

उच्च उपलब्धता^[8] कारखाने और प्रक्रिया स्वचालन दोनों में औद्योगिक स्वचालन में सबसे महत्वपूर्ण आवश्यकताओं में से एक है। महत्वपूर्ण तत्वों के लिए अतिरेक (इंजीनियरिंग) जोड़कर एक स्वचालन प्रणाली की उपलब्धता बढ़ाई जा सकती है। निकाय और मीडिया अतिरेक के बीच अंतर किया जा सकता है।

निकाय अतिरेक

उपलब्धता बढ़ाने के लिए निकाय रिडंडेंसी को प्रोफिनेट के साथ भी लागू किया जा सकता है। इस मामले में, एक ही आईओ-उपकरण को नियंत्रित करने वाले दो आईओ-नियंत्रक कॉन्फ़िगर किए गए हैं। सक्रिय आईओ-नियंत्रक अपने आउटपुट डेटा को प्राथमिक के रूप में चिह्नित करता है। आउटपुट डेटा जो चिह्नित नहीं है, एक आईओ-उपकरण द्वारा अनावश्यक आईओ-निकाय में अनदेखा किया जाता है। एक त्रुटि की स्थिति में, दूसरा आईओ-नियंत्रक अपने आउटपुट डेटा को प्राथमिक के रूप में चिह्नित करके बिना किसी रुकावट के सभी आईओ-उपकरण का नियंत्रण ले सकता है। कैसे दो आईओ-नियंत्रक अपने कार्यों को सिंक्रनाइज़ करते हैं, प्रोफिनेट में परिभाषित नहीं किया गया है और विभिन्न निर्माताओं द्वारा अनावश्यक नियंत्रण प्रणालियों की प्रस्तुतकश के द्वारा अलग-अलग कार्यान्वित किया जाता है।

मीडिया अतिरेक

प्रोफिनेट दो मीडिया अतिरेक समाधान प्रदान करता है। मीडिया अतिरेक प्रोटोकॉल (एमआरपी) 50 एमएस से कम के स्विचिंग समय के साथ एक प्रोटोकॉल-स्वतंत्र रिंग टोपोलॉजी के निर्माण की अनुमति देता है। यह अक्सर प्रोफिनेट के साथ मानक रीयल-टाइम संचार के लिए पर्याप्त होता है। बिना समय की देरी के त्रुटि की स्थिति में अतिरेक पर स्विच करने के लिए, नियोजित दोहराव (MRPD) के लिए मीडिया अतिरेक को एक सहज मीडिया अतिरेक अवधारणा के रूप में उपयोग किया जाना चाहिए। एमआरपीडी में, चक्रीय रीयल-टाइम डेटा दोनों दिशाओं में रिंग के आकार की टोपोलॉजी में प्रसारित होता है। डेटा पैकेट में एक टाइम स्टैम्प रिसीवर को अनावश्यक डुप्लिकेट को हटाने की अनुमति देता है।

सुरक्षा

आईटी सुरक्षा अवधारणा^[9] प्रोफिनेट के लिए एक रक्षा-में-गहराई मानता है^[10] पहुंचना। इस दृष्टिकोण में, उत्पादन संयंत्र को फायरवॉल सहित बहु-स्तरीय परिधि द्वारा, विशेष रूप से बाहर से, हमलों से सुरक्षित किया जाता है। इसके अलावा, फ़ायरवॉल (कंप्यूटिंग) का उपयोग करके इसे ज़ोन में विभाजित करके संयंत्र के भीतर और सुरक्षा संभव है। इसके अलावा, एक सुरक्षा घटक परीक्षण यह सुनिश्चित करता है कि प्रोफिनेट घटक एक निश्चित सीमा तक अधिभार के प्रतिरोधी हैं।^[11] यह अवधारणा ISO 27001 के अनुसार सुरक्षा प्रबंधन प्रणाली के ढांचे के भीतर उत्पादन संयंत्र में संगठनात्मक उपायों द्वारा समर्थित है।

आवेदन प्रोफाइल

एक स्वचालन समाधान में सम्मिलित उपकरणों की सहज बातचीत के लिए, उन्हें अपने बुनियादी कार्यों और सेवाओं के अनुरूप होना चाहिए। मानकीकरण प्रोफाइल द्वारा प्राप्त किया जाता है^[12] कार्यों और सेवाओं के लिए बाध्यकारी विनिर्देशों के साथ। प्रोफिनेट के साथ संचार के संभावित कार्य प्रतिबंधित हैं और फील्ड उपकरण के कार्य के संबंध में अतिरिक्त विशिष्टताओं को निर्धारित किया गया है। ये क्रॉस-उपकरण वर्ग गुण हो सकते हैं जैसे सुरक्षा-प्रासंगिक व्यवहार (सामान्य अनुप्रयोग प्रोफ़ाइल) या उपकरण वर्ग विशिष्ट गुण (विशिष्ट अनुप्रयोग प्रोफ़ाइल)।^[13] बीच भेद किया जाता है

उपकरण प्रोफाइल उदाहरण के लिए रोबोट, ड्राइव (PROFIdrive), प्रोसेस उपकरण, एनकोडर, पंप
उदाहरण के लिए उद्योग प्रोफाइल प्रयोगशाला प्रौद्योगिकी या रेल वाहन
आईओ-लिंक निकाय जैसे उप-प्रणालियों के एकीकरण के लिए एकीकरण प्रोफाइल

ड्राइव

PROFIdrive^[14] चर-आवृत्ति ड्राइव उपकरणों के लिए मॉड्यूलर उपकरण प्रोफाइल है। यह 1990 के दशक में निर्माताओं और उपयोगकर्ताओं द्वारा संयुक्त रूप से विकसित किया गया था और तब से, प्रोफिबस के संयोजन के साथ और संस्करण 4.0 से, प्रोफिनेट के साथ भी, इसने पूरी रेंज को सबसे सरल से सबसे अधिक मांग वाले ड्राइव समाधानों को कवर किया है।

ऊर्जा

एक अन्य प्रोफ़ाइल PROFIenergy है जिसमें ऊर्जा की मांग की वास्तविक समय की निगरानी के लिए सेवाएं सम्मिलित हैं। यह 2009 में जर्मन ऑटोमोटिव निर्माताओं (ऑडी, बीएमडब्ल्यू, मेरसेदेज़-बेंज, पोर्श और वोक्सवैगन) के एआईडीए समूह द्वारा अनुरोध किया गया था, जो अपने संयंत्रों में ऊर्जा उपयोग को सक्रिय रूप से प्रबंधित करने का एक मानकीकृत तरीका चाहते थे। रोबोट, लेजर और यहां तक कि पेंट लाइन जैसे उच्च ऊर्जा उपकरण और उप-प्रणालियां इस प्रोफ़ाइल के लिए लक्ष्य हैं, जो उत्पादन के ब्रेक का ध्यान रखने के लिए उपकरणों को बुद्धिमानी से 'स्लीप' मोड में स्विच करके संयंत्र की ऊर्जा लागत को कम करने में मदद करेंगी। (जैसे सप्ताहांत और शट-डाउन) और अप्रत्याशित (जैसे ब्रेकडाउन)।

प्रक्रिया स्वचालन

आधुनिक प्रक्रिया उपकरणों की अपनी बुद्धिमत्ता होती है और सूचना प्रसंस्करण या स्वचालन प्रणालियों में समग्र कार्यक्षमता का हिस्सा ले सकते हैं। एक प्रोफिनेट प्रणाली में एकीकरण के लिए,^[15]^[16] बढ़ी हुई उपलब्धता के अतिरिक्त एक दो-तार ईथरनेट की आवश्यकता होती है।

प्रक्रिया उपकरण

प्रोफ़ाइल पीए उपकरण ^[17] प्रक्रिया उपकरणों के विभिन्न वर्गों के लिए सभी कार्यों और मापदंडों को परिभाषित करता है जो सामान्यतः प्रक्रिया उपकरणों में सेंसर सिग्नल से प्रक्रिया से पूर्व-संसाधित प्रक्रिया मूल्य तक सिग्नल प्रवाह के लिए उपयोग किया जाता है, जिसे नियंत्रण प्रणाली को मापा मूल्य स्थिति के साथ पढ़ा जाता है। पीए उपकरण प्रोफाइल में उपकरण डेटा शीट सम्मिलित हैं

दबाव और अंतर दबाव
स्तर, तापमान और प्रवाह दर
एनालॉग और डिजिटल निवेशी और आउटपुट
वाल्व और एक्चुएटर्स
विश्लेषण उपकरण

उन्नत भौतिक परत

ईथरनेट उन्नत भौतिक परत (ईथरनेट-एपीएल)^[18] ईथरनेट संचार प्रौद्योगिकी के लिए एक भौतिक परत का वर्णन करता है जो विशेष रूप से प्रक्रिया उद्योगों की आवश्यकताओं के लिए विकसित किया गया है। ईथरनेट-एपीएल का विकास उच्च गति और लंबी दूरी पर संचार की आवश्यकता, सामान्य एकल, मुड़-जोड़ी (2-तार) केबल के माध्यम से बिजली और संचार संकेतों की आपूर्ति के साथ-साथ सुरक्षित उपयोग के लिए सुरक्षात्मक उपायों द्वारा निर्धारित किया गया था। विस्फोट खतरनाक क्षेत्रों के भीतर। ईथरनेट एपीएल प्रोफिनेट को प्रक्रिया उपकरणों में सम्मिलित करने की संभावना खोलता है।

प्रौद्योगिकी

प्रोफिनेट प्रोटोकॉल

प्रोफिनेट विभिन्न परतों में निम्नलिखित प्रोटोकॉल का उपयोग करता है^[2]^: 15 ओएसआई मॉडल की:

OSI-Layer		प्रोफिनेट
7a	Applicatआई ओn	Fieldbus Applicatआई ओn Layer (FAL) Services and protocols				OPC UA
7b	Applicatआई ओn	RSI	empty	empty	RPC	--
6	Presentatआई ओn				--
5	Sessआई ओn				--
4	Transport				UDP	TCP
3	Network				IP
2	Data Link	TSN		CSMA/CD
1	Physical	Ethernet

परतें 1-2: IEEE 802.3 के अनुसार मुख्य रूप से 100 MBit/s इलेक्ट्रिकल (100BASE-TX) या ऑप्टिकल (100BASE-FX) के साथ फुल डुप्लेक्स की सिफारिश की जाती है^[19] उपकरण कनेक्शन के रूप में। मीडियम-डिपेंडेंट_इंटरफेस#ऑटो_एमडीआई-एक्स सभी कनेक्शनों के लिए अनिवार्य है ताकि ईथरनेट क्रॉसओवर केबल के प्रयोग से बचा जा सके। IEEE 802.1Q से प्रायोरिटी टैगिंग के साथ VLAN का उपयोग किया जाता है। इस प्रकार सभी रीयल-टाइम डेटा को उच्चतम संभव प्राथमिकता 6 दी जाती है और इसलिए न्यूनतम विलंब के साथ एक स्विच द्वारा अग्रेषित किया जाता है।

प्रोफिनेट प्रोटोकॉल को किसी भी ईथरनेट विश्लेषण उपकरण के साथ रिकॉर्ड और प्रदर्शित किया जा सकता है। Wireshark प्रोफिनेट टेलीग्राम को डिकोड करने में सक्षम है।

लिंक लेयर डिस्कवरी प्रोटोकॉल (एलएलडीपी) को अतिरिक्त मापदंडों के साथ विस्तारित किया गया है, ताकि पड़ोसियों का पता लगाने के अलावा, कनेक्शन लाइनों पर संकेतों के प्रसार समय का संचार किया जा सके।

परतें 3-6: कनेक्शन सेटअप और एसाइक्लिक सेवाओं के लिए या तो 'रिमोट सर्विस इंटरफेस' (आरएसआई) प्रोटोकॉल या दुरस्तह प्रकिया कॉल (आरपीसी) प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है। आईपी पते के उपयोग के साथ उपयोगकर्ता डेटाग्राम प्रोटेकॉलका उपयोग करेंयूडीपी) और इंटरनेट प्रोटोकॉल (आईपी) के माध्यम से आरपीसी प्रोटोकॉल का उपयोग किया जाता है। संकल्प आदर्श पत्र पता (एआरपी) इस उद्देश्य के लिए डुप्लिकेट आईपी पतों का पता लगाने के साथ बढ़ाया गया है। आईपी पते के असाइनमेंट के लिए 'डिस्कवरी एंड बेसिक कॉन्फ़िगरेशन प्रोटोकॉल' (डीसीपी) अनिवार्य है। वैकल्पिक रूप से, इस उद्देश्य के लिए डाइनामिक होस्ट कॉन्फिगरेशन प्रोटोकॉल (डीएचसीपी) का भी उपयोग किया जा सकता है। RSI प्रोटोकॉल के साथ किसी IP पते का उपयोग नहीं किया जाता है। इस प्रकार, इंटरनेट प्रोटोकॉल का उपयोग ओपीसी यूनिफाइड आर्किटेक्चर (ओपीसी यूए) जैसे अन्य प्रोटोकॉल के लिए फील्ड उपकरण के ऑपरेटिंग निकाय में किया जा सकता है।

परत 7: विभिन्न प्रोटोकॉल^[1]फील्डबस एप्लिकेशन लेयर (एफएएल) की सेवाओं तक पहुंचने के लिए परिभाषित किया गया है। कक्षा ए और बी अनुप्रयोगों के लिए आरटी (रीयल-टाइम) प्रोटोकॉल 1 - 10 एमएस की सीमा में चक्र समय के साथ। एप्लिकेशन क्लास सी के लिए IRT (आइसोक्रोनस रियल-टाइम) प्रोटोकॉल ड्राइव टेक्नोलॉजी एप्लिकेशन के लिए 1 एमएस से कम चक्र समय की अनुमति देता है। यह टाइम-सेंसिटिव नेटवर्किंग (TSN) के माध्यम से समान सेवाओं के साथ भी प्राप्त किया जा सकता है।

अनुरूपता कक्षाओं की प्रौद्योगिकी

प्रोफिनेट आई ओ की कार्यक्षमताओं को विभिन्न तकनीकों और प्रोटोकॉल के साथ महसूस किया जाता है:

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Technology and protocols of Profinet Conformance Classes

Functionality	Technology/Protocol	CC-A	CC-B	CC-C	CC-D
Cyclic data exchange Acyclic parameter data Device diagnostics, alarms Device identification Topology information	RT Read/Write Record Alarm Handling I&M 0 LLDP	mandatory	mandatory	mandatory	mandatory
Multiple access to inputs Split device functions to controllers Extended device identification	Shared Input Shared Device I&M 1-4	optional	optional	optional	optional
Network diagnostics Port related statistics	SNMP PDEV	-	mandatory	mandatory	Mandatory
System redundancy	2 controllers	-	mandatory for process automation	optional	optional
Automatic addressing Configuration change during operation Time stamping of process data Media redundancy Fast restart	LLDP, DCP DR IEC 61588 MRP FSU	-	optional	optional	optional
Bandwidth reservation > 250 μs cycle time	IRT	-	-	mandatory	-
Bandwidth reservation < 250 μs Cycle time Clock synchronicity Optimized operating mode Media redundancy without latency	IRT IRT, PTP DFP MRPD	-	-	optional	-
Bandwidth reservation Clock synchronicity at 100MB Optimized operating mode	TSN TAS Frame Preemption	-	-	-	mandatory

क्लास ए (सीसी-ए) की तकनीक

प्रोफिनेट का मूल कार्य निर्माता के रूप में आई ओ-नियंत्रक और आउटपुट डेटा के उपभोक्ताओं के रूप में कई आई ओ-उपकरणों और उत्पादकों के रूप में आई ओ-उपकरणों और निवेशी डेटा के उपभोक्ता के रूप में आई ओ-नियंत्रक के बीच चक्रीय डेटा विनिमय है।^[1]प्रत्येक संचार संबंध आईओ डेटा सीआर आईओ-नियंत्रक और आईओ-उपकरण के बीच डेटा की संख्या और चक्र समय को परिभाषित करता है।

सभी प्रोफिनेट आई ओ-उपकरण को अलार्म अलार्म CR के लिए संचार संबंध के माध्यम से उपकरण डायग्नोस्टिक्स और अलार्म के सुरक्षित प्रसारण का समर्थन करना चाहिए।

इसके अलावा, उपकरण पैरामीटर को एसाइक्लिक कम्युनिकेशन सम्बन्ध रिकॉर्ड डेटा सीआर के माध्यम से प्रत्येक प्रोफिनेट उपकरण के साथ पढ़ा और लिखा जा सकता है। आईओ-उपकरण की अनूठी पहचान के लिए सेट किया गया डेटा, पहचान और रखरखाव डेटा सेट 0 (आई एंड एम 0), सभी प्रोफिनेट आईओ-उपकरण द्वारा स्थापित किया जाना चाहिए। वैकल्पिक रूप से, आगे की जानकारी I&M 1-4 के रूप में मानकीकृत प्रारूप में संग्रहीत की जा सकती है।

रीयल-टाइम डेटा (चक्रीय डेटा और अलार्म) के लिए, प्रोफिनेट रीयल-टाइम (RT) टेलीग्राम सीधे ईथरनेट के माध्यम से प्रसारित किए जाते हैं। UDP/IP का उपयोग चक्रीय डेटा के प्रसारण के लिए किया जाता है।

अनुप्रयोग संबंधों का प्रबंधन (AR)

एप्लिकेशन सम्बन्ध (एआर) एक आईओ-नियंत्रक और प्रत्येक आईओ-उपकरण को नियंत्रित करने के बीच स्थापित किया गया है। एआर के अंदर आवश्यक सीआर परिभाषित किए गए हैं। प्रोफिनेट AR जीवन-चक्र में पता रिज़ॉल्यूशन, कनेक्शन स्थापना, पैरामीटरकरण, प्रक्रिया आई ओ डेटा एक्सचेंज/अलार्म हैंडलिंग और समाप्ति सम्मिलित है।

पता समाधान: प्रोफिनेट आईओ-उपकरण की पहचान प्रोफिनेट नेटवर्क पर उसके स्टेशन के नाम से की जाती है।^{[note 1]} कनेक्शन स्थापना, पैरामीटराइजेशन और अलार्म हैंडलिंग को यूजर डेटाग्राम प्रोटोकॉल (यूडीपी) के साथ कार्यान्वित किया जाता है, जिसके लिए यह आवश्यक है कि उपकरण को एक आईपी एड्रेस भी सौंपा जाए। उपकरण को उसके स्टेशन के नाम से पहचानने के बाद, आई ओ-नियंत्रक उपकरण को प्री-कॉन्फ़िगर IP एड्रेस असाइन करता है।
कनेक्शन स्थापना: कनेक्शन स्थापना आईओ-नियंत्रक द्वारा आईओ-उपकरण को कनेक्ट अनुरोध भेजने के साथ शुरू होती है। कनेक्ट अनुरोध आईओ-नियंत्रक और आईओ-उपकरण के बीच कई संचार संबंध (सीआर) युक्त एप्लिकेशन संबंध (एआर) स्थापित करता है।^[2]एआर और सीआर के अलावा, कनेक्ट अनुरोध आईओ-उपकरण की मॉड्यूलर कॉन्फ़िगरेशन, प्रक्रिया आईओ डेटा फ्रेम का लेआउट, आईओ डेटा एक्सचेंज की चक्रीय दर और निगरानी घड़ी निर्दिष्ट करता है। आईओ-उपकरण द्वारा कनेक्ट अनुरोध की पावती पैरामीटरकरण का पालन करने की अनुमति देती है। इस बिंदु से आगे, आईओ-उपकरण और आईओ-नियंत्रक दोनों चक्रीय प्रक्रिया I/O डेटा फ्रेम का आदान-प्रदान करना शुरू करते हैं। प्रक्रिया I/O डेटा फ़्रेम में इस बिंदु पर मान्य डेटा नहीं है, लेकिन वे वॉचडॉग को समाप्त होने से बचाने के लिए जीवित रहने के रूप में सेवा करना शुरू करते हैं।
पैरामीटराइजेशन: आईओ-नियंत्रक 'सामान्य स्टेशन विवरण मार्क-अप लैंग्वेज' (जीएसडीएमएल) फ़ाइल के अनुसार प्रत्येक आईओ-उपकरण सब-मॉड्यूल में पैरामीटराइजेशन डेटा लिखता है। एक बार सभी उप-मॉड्यूल कॉन्फ़िगर हो जाने के बाद, आईओ-नियंत्रक सिग्नल करता है कि पैरामीटरकरण समाप्त हो गया है। आईओ-उपकरण एप्लिकेशन तैयारी को सिग्नल करके प्रतिक्रिया करता है, जो प्रक्रिया आईओ डेटा एक्सचेंज और अलार्म हैंडलिंग को सुनिश्चित करने की अनुमति देता है।^[2]# प्रक्रिया आईओ डेटा एक्सचेंज / अलार्म हैंडलिंग: आईओ-नियंत्रक द्वारा पीछा किया जाने वाला आईओ-उपकरण वैध प्रक्रिया I/O डेटा को चक्रीय रूप से रीफ्रेश करना शुरू करता है। आईओ-नियंत्रक निवेशी को संसाधित करता है और आईओ-उपकरण के आउटपुट को नियंत्रित करता है।^[2]घटनाओं और दोषों के रूप में आईओ-नियंत्रक और आईओ-उपकरण के बीच अलार्म सूचनाओं का चक्रीय रूप से आदान-प्रदान किया जाता है।^[1]# समाप्ति: आईओ-उपकरण और आईओ-नियंत्रक के बीच का कनेक्शन वॉचडॉग के समाप्त होने पर समाप्त हो जाता है।^[2]वॉचडॉग समाप्ति आईओ-नियंत्रक या आईओ-उपकरण द्वारा चक्रीय प्रक्रिया I/O डेटा को ताज़ा करने में विफलता का परिणाम है।^[1]जब तक कनेक्शन जानबूझकर आईओ-नियंत्रक पर समाप्त नहीं किया गया था, आईओ-नियंत्रक प्रोफिनेट एप्लिकेशन सम्बन्ध को पुनरारंभ करने का प्रयास करेगा।

कक्षा बी (सीसी-बी) की प्रौद्योगिकी

बुनियादी कक्षा ए कार्यों के अतिरिक्त, कक्षा बी उपकरणों को अतिरिक्त कार्यात्मकताओं का समर्थन करना चाहिए।^[1]ये कार्यात्मकताएं मुख्य रूप से एक प्रोफिनेट आई ओ निकाय की कमीशनिंग, संचालन और रखरखाव का समर्थन करती हैं और इसका उद्देश्य प्रोफिनेट आई ओ निकाय की उपलब्धता को बढ़ाना है।

सरल नेटवर्क प्रबंधन प्रोटोकॉल (SNMP) के साथ नेटवर्क डायग्नोस्टिक्स का समर्थन अनिवार्य है। इसी तरह, प्रोफिनेट के एक्सटेंशन सहित आस-पड़ोस की पहचान के लिए लिंक लेयर डिस्कवरी प्रोटोकॉल (LLDP) को सभी क्लास B उपकरणों द्वारा समर्थित होना चाहिए। इसमें नेटवर्क रखरखाव के लिए इथरनेट पोर्ट से संबंधित आंकड़ों का संग्रह और प्रावधान भी सम्मिलित है। इन तंत्रों के साथ, प्रोफिनेट आईओ नेटवर्क की टोपोलॉजी को किसी भी समय पढ़ा जा सकता है और व्यक्तिगत कनेक्शन की स्थिति की निगरानी की जा सकती है। यदि नेटवर्क टोपोलॉजी ज्ञात है, तो नोड्स के स्वचालित एड्रेसिंग को टोपोलॉजी में उनकी स्थिति से सक्रिय किया जा सकता है। यह रखरखाव के दौरान उपकरण प्रतिस्थापन को काफी सरल करता है, क्योंकि कोई और सेटिंग करने की आवश्यकता नहीं है।

आईओ प्रणाली की उच्च उपलब्धता प्रक्रिया स्वचालन और प्रक्रिया इंजीनियरिंग में अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। इस कारण से, क्लास बी उपकरणों के लिए मौजूदा संबंधों और प्रोटोकॉल के साथ विशेष प्रक्रियाओं को परिभाषित किया गया है। यह दो आईओ-नियंत्रकों के साथ एक ही आईओ-उपकरणों को एक साथ एक्सेस करने के साथ निकाय अतिरेक की अनुमति देता है। इसके अलावा, एक निर्धारित प्रक्रिया 'डायनेमिक रीकॉन्फ़िगरेशन' (DR) है, कैसे आई ओ- उपकरण पर नियंत्रण खोए बिना इन अनावश्यक संबंधों की मदद से आई ओ- उपकरण के कॉन्फिगरेशन को बदला जा सकता है।

कक्षा सी (सीसी-सी) की प्रौद्योगिकी

अनुरूपता वर्ग सी (सीसी-सी) की कार्यात्मकताओं के लिए आइसोक्रोनस रीयल-टाइम^[1](आईआरटी) प्रोटोकॉल मुख्य रूप से प्रयोग किया जाता है।

बैंडविड्थ आरक्षण के साथ, 100 एमबीटी/एस के उपलब्ध ट्रांसमिशन बैंडविड्थ का एक हिस्सा विशेष रूप से रीयल-टाइम कार्यों के लिए आरक्षित है। समय बहुसंकेतन विधि के समान एक प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। बैंडविड्थ निश्चित चक्र समय में बांटा गया है, जो बदले में चरणों में बांटा गया है। लाल चरण विशेष रूप से कक्षा सी रीयल-टाइम कंप्यूटिंग रीयल-टाइम डेटा के लिए आरक्षित है, नारंगी चरण में समय-महत्वपूर्ण संदेश प्रसारित किए जाते हैं और हरे रंग के चरण में अन्य ईथरनेट संदेशों को पारदर्शी रूप से पारित किया जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि अधिकतम ईथरनेट तार अभी भी पारदर्शी रूप से पारित किए जा सकते हैं, हरा चरण कम से कम 125 μs लंबा होना चाहिए। इस प्रकार, अपरिवर्तित ईथरनेट के संयोजन में 250 μs से कम चक्र समय संभव नहीं है।

31.25 μs तक कम चक्र समय प्राप्त करने के लिए, हरे चरण के ईथरनेट टेलीग्राम वैकल्पिक रूप से टुकड़ों में टूट जाते हैं। ये छोटे टुकड़े अब हरे चरण के माध्यम से प्रसारित होते हैं। यह विखंडन तंत्र ईथरनेट पर अन्य प्रतिभागियों के लिए पारदर्शी है और इसलिए पहचानने योग्य नहीं है।

बैंडविड्थ आरक्षण के लिए इन बस चक्रों को लागू करने के लिए, 1 μs के अधिकतम विचलन के साथ स्विच सहित सभी भाग लेने वाले उपकरणों के सटीक घड़ी तुल्यकालन की आवश्यकता होती है। यह क्लॉक सिंक्रोनाइज़ेशन IEEE 1588v2|IEEE 1588-2008 (1588 V2) मानक के अनुसार सटीक समय प्रोटोकॉल (PTP) के साथ लागू किया गया है। बैंडविड्थ आरक्षण में सम्मिलित सभी उपकरण एक ही समय डोमेन में होने चाहिए।

PROFIdrive के अनुसार कई अक्षों या स्थिति प्रक्रियाओं के लिए स्थिति नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए^[14]एप्लिकेशन क्लास 4 - 6 की ड्राइव प्रोफाइल, न केवल संचार समय पर होना चाहिए, बल्कि एक प्रोफिनेट पर विभिन्न ड्राइव्स की क्रियाओं को भी समन्वित और सिंक्रोनाइज़ करना चाहिए। बस चक्र के लिए एप्लिकेशन प्रोग्राम का क्लॉक तादात्म्य नियंत्रण कार्यों को लागू करने की अनुमति देता है जो वितरित उपकरणों पर सिंक्रोनस रूप से निष्पादित होते हैं।

यदि कई प्रोफिनेट उपकरण एक लाइन (डेज़ी चेन (इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग)) में जुड़े हुए हैं, तो 'डायनेमिक फ्रेम पैकिंग' (डीएफपी) के साथ चक्रीय डेटा एक्सचेंज को और अधिक अनुकूलित करना संभव है। इस प्रयोजन के लिए, नियंत्रक सभी उपकरणों के लिए सभी आउटपुट डेटा को एक आईआरटी फ्रेम में रखता है। पासिंग आईआरटी फ्रेम पर, प्रत्येक उपकरण उपकरण के लिए इच्छित डेटा निकालता है, अर्थात आईआरटी फ्रेम छोटा और छोटा हो जाता है। विभिन्न उपकरणों से नियंत्रक तक डेटा के लिए, आईआरटी फ्रेम गतिशील रूप से इकट्ठा होता है। DFP की महान दक्षता इस तथ्य में निहित है कि IRT फ्रेम हमेशा केवल उतना ही व्यापक होता है जितना आवश्यक होता है और यह कि नियंत्रक से उपकरणों तक डेटा को उपकरणों से नियंत्रक तक डेटा के साथ-साथ पूर्ण द्वैध में प्रेषित किया जा सकता है।

कक्षा डी (सीसी-डी) की प्रौद्योगिकी

कक्षा डी उपयोगकर्ता को कक्षा सी के समान सेवाएं प्रदान करता है, इस अंतर के साथ कि ये सेवाएं आईईईई द्वारा परिभाषित समय-संवेदनशील नेटवर्किंग (टीएसएन) के तंत्र का उपयोग करके प्रदान की जाती हैं।

रिमोट सर्विस इंटरफेस (RSI) का उपयोग इंटरनेट प्रोटोकॉल सूट के प्रतिस्थापन के रूप में किया जाता है। इस प्रकार, यह एप्लिकेशन क्लास डी आईपी पतों से स्वतंत्र रूप से कार्यान्वित किया जाता है। प्रोटोकॉल स्टैक छोटा होगा और भविष्य के इंटरनेट संस्करणों (इपवश) से स्वतंत्र होगा।

TSN एक सुसंगत, स्व-निहित प्रोटोकॉल परिभाषा नहीं है, लेकिन विभिन्न विशेषताओं के साथ विभिन्न प्रोटोकॉल का एक संग्रह है जिसे प्रत्येक एप्लिकेशन के लिए लगभग मनमाने ढंग से जोड़ा जा सकता है। औद्योगिक स्वचालन में उपयोग के लिए, औद्योगिक स्वचालन के लिए IEC/IEEE मानक 60802 संयुक्त प्रोफ़ाइल TSN में एक सबसेट संकलित किया गया है। क्लास डी को लागू करने के लिए प्रोफिनेट विनिर्देश संस्करण 2.4 में एक सबसेट का उपयोग किया जाता है।^[20] इस विनिर्देशन में, दो अनुप्रयोगों के बीच अंतर किया गया है:

गति नियंत्रण और वितरित नियंत्रण प्रणाली प्रौद्योगिकी में अनुप्रयोगों के लिए लघु, सीमित विलंबता (इंजीनियरिंग) समय (समकालिक चक्रीय वास्तविक समय) के साथ समकालिक, चक्रीय डेटा विनिमय
सामान्य स्वचालन कार्यों के लिए सीमित विलंबता समय (चक्रीय वास्तविक समय) के साथ चक्रीय डेटा विनिमय

समकालिक डेटा विनिमय के लिए प्रतिभागियों की घड़ियों को सिंक्रनाइज़ किया जाना चाहिए। इस प्रयोजन के लिए, TSN के साथ समय तुल्यकालन के लिए IEC 61588 के अनुसार सटीक समय प्रोटोकॉल के विनिर्देश^[21] अनुसार अनुकूलित होते हैं।

वीएलएएन टैग में प्रदान की गई प्राथमिकताओं के अनुसार टेलीग्राम को कतारों में व्यवस्थित किया जाता है। टाइम-अवेयर शेपर (TAS)^[22] अब एक क्लॉक पल्स निर्दिष्ट करता है जिसके साथ एक स्विच में अलग-अलग कतारों को संसाधित किया जाता है। यह एक टाइम-स्लॉट प्रक्रिया की ओर जाता है जहां आइसोक्रोनस, चक्रीय डेटा सर्वोच्च प्राथमिकता के साथ प्रसारित होता है, चक्रीय डेटा सभी चक्रीय डेटा से पहले दूसरी प्राथमिकता के साथ। यह लेटेंसी (इंजीनियरिंग) समय को कम करता है और चक्रीय डेटा के लिए घबराहट को भी कम करता है। यदि कम प्राथमिकता वाला डेटा टेलीग्राम बहुत लंबा रहता है, तो इसे उच्च प्राथमिकता वाले चक्रीय डेटा टेलीग्राम द्वारा बाधित किया जा सकता है और बाद में आगे प्रसारित किया जा सकता है। इस प्रक्रिया को फ्रेम प्रीमेशन कहा जाता है^[23] और सीसी-डी के लिए अनिवार्य है।

प्रोफिनेट इंटरफ़ेस का कार्यान्वयन

अहसास के लिए^[24] नियंत्रक या उपकरण के रूप में एक प्रोफिनेट इंटरफेस के लिए, प्रोफिनेट (सीसी-ए और सीसी-बी) के लिए किसी अतिरिक्त हार्डवेयर की आवश्यकता नहीं होती है जिसे एक सामान्य ईथरनेट इंटरफेस (100BASE-TX या 100BASE-FX) द्वारा पूरा नहीं किया जा सकता है। एक सरल रेखा टोपोलॉजी को सक्षम करने के लिए, उपकरण में 2 पोर्ट वाले नेटवर्क स्विच की स्थापना की सिफारिश की जाती है।

वर्ग सी (सीसी-सी) उपकरणों की प्राप्ति के लिए, सटीक समय प्रोटोकॉल (पीटीपी) के साथ समय तुल्यकालन के साथ हार्डवेयर का विस्तार और बैंडविड्थ आरक्षण की कार्यक्षमता की आवश्यकता होती है। कक्षा डी (सीसी-डी) उपकरणों के लिए, हार्डवेयर को आईईईई मानकों के अनुसार टाइम-सेंसिटिव नेटवर्किंग (टीएसएन) की आवश्यक कार्यात्मकताओं का समर्थन करना चाहिए।

अमल का तरीका^[25] उपकरण के डिजाइन और प्रदर्शन और अपेक्षित मात्रा पर निर्भर करता है। विकल्प हैं

आंतरिक विकास^[26] या एक सेवा प्रदाता के साथ
रेडीमेड बिल्डिंग ब्लॉक्स या व्यक्तिगत डिजाइन का उपयोग
फिक्स्ड डिजाइन विशिष्ट एकीकृत परिपथ आवेदन में निष्पादन, प्लग-इन मॉड्यूल या सॉफ्टवेयर घटक के रूप में क्षेत्र में प्रोग्राम की जा सकने वाली द्वार श्रंखला टेक्नोलॉजी में पुन: कॉन्फ़िगर करने योग्य।

इतिहास

2000 में प्रोफिबस उपयोगकर्ता संगठन की आम बैठक में, ईथरनेट पर आधारित प्रोफिबस के उत्तराधिकारी के लिए पहली ठोस चर्चा हुई। ठीक एक साल बाद, घटक आधारित स्वचालन (CBA) का पहला विनिर्देश हनोवर मेले में प्रकाशित और प्रस्तुत किया गया। 2002 में, प्रोफिनेट CBA अंतर्राष्ट्रीय मानक IEC 61158 / IEC 61784-1 का हिस्सा बन गया।

एक प्रोफिनेट CBA निकाय ^[27] विभिन्न स्वचालन घटकों के होते हैं। एक घटक में सभी यांत्रिक, विद्युत और सूचना प्रौद्योगिकी चर सम्मिलित हैं। घटक सामान्य प्रोग्रामिंग उपकरण के साथ बनाया गया हो सकता है। किसी घटक का वर्णन करने के लिए, XML में एक प्रोफिनेट घटक विवरण (PCD) फ़ाइल बनाई जाती है। एक नियोजन उपकरण इन विवरणों को लोड करता है और एक संयंत्र को लागू करने के लिए अलग-अलग घटकों के बीच तार्किक संबंध बनाने की अनुमति देता है।

प्रोफिनेट CBA के पीछे मूल विचार यह था कि कई मामलों में संपूर्ण स्वचालन प्रणाली को स्वायत्त रूप से संचालित - और इस प्रकार प्रबंधनीय - उप-प्रणालियों में विभाजित करना संभव है। संरचना और कार्यक्षमता कई पौधों में समान या थोड़े संशोधित रूप में पाई जा सकती है। इस तरह के तथाकथित प्रोफिनेट घटकों को आम तौर पर निवेशी संकेतों की प्रबंधनीय संख्या द्वारा नियंत्रित किया जाता है। घटक के भीतर, उपयोगकर्ता द्वारा लिखा गया एक नियंत्रण कार्यक्रम आवश्यक कार्यक्षमता निष्पादित करता है और संबंधित आउटपुट सिग्नल दूसरे नियंत्रक को भेजता है। एक घटक-आधारित प्रणाली का संचार क्रमादेशित के बजाय योजनाबद्ध है। प्रोफिनेट CBA के साथ संचार लगभग बस चक्र समय के लिए उपयुक्त था। 50 से 100 मि.से.

अलग-अलग प्रणालियां दिखाती हैं कि कैसे इन अवधारणाओं को अनुप्रयोग में सफलतापूर्वक लागू किया जा सकता है। हालाँकि, प्रोफिनेट CBA को बाज़ार में अपेक्षित स्वीकृति नहीं मिली है और अब 2014 के चौथे संस्करण से IEC 61784-1 मानक में सूचीबद्ध नहीं होगा।

2003 में प्रोफिनेट आई ओ (आई ओ = निवेशी आउटपुट) का पहला विनिर्देश प्रकाशित किया गया था। प्रोफिबस डीपी (डीपी = विकेंद्रीकृत परिधि) का अनुप्रयोग इंटरफ़ेस, जो बाजार में सफल रहा, को अपनाया गया और इंटरनेट से वर्तमान प्रोटोकॉल के साथ पूरक किया गया। अगले वर्ष में, आइसोक्रोनस ट्रांसमिशन के साथ विस्तार होता है, जो प्रोफिनेट आईओ को गति नियंत्रण अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। प्रोफिसेफ को अनुकूलित किया गया है ताकि इसे प्रोफिनेट के माध्यम से भी प्रयोग किया जा सके। AIDA की स्पष्ट प्रतिबद्धता के साथ^[28] 2004 में प्रोफिनेट को बाजार में स्वीकृति मिली। 2006 में प्रोफिनेट आई ओ अंतरराष्ट्रीय मानक IEC 61158 / IEC 61784-2 का हिस्सा बन गया।

2007 में, तटस्थ गणना के अनुसार, 1 मिलियन प्रोफिनेट उपकरण पहले ही स्थापित किए जा चुके हैं, अगले वर्ष यह संख्या दोगुनी होकर 2 मिलियन हो गई। 2019 तक, कुल 26 मिलियन^[29] विभिन्न निर्माताओं द्वारा बेचे गए उपकरणों की सूचना दी गई है।

2019 में, प्रोफिनेट के लिए विनिर्देश Time-Sensitive Networking (TSN) के साथ पूरा हुआ,^[30] इस प्रकार सीसी-डी अनुरूपता वर्ग का परिचय।

आगे की पढाई

Powell, James; Vandelinde, Henry. Catching the Process Fieldbus: An Introduction to Profibus and Profinet. PI North America, download for free.

Popp, Manfred (2015). Industrial communication with PROFINET. PROFIBUS Nutzerorganisation e.V. (PNO). Order no.: 4.182.

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बाहरी कड़ियाँ

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