تفاوت پروفی‌باس و پروفی‌نت چیست؟

تفاوت پروفی‌باس و پروفی‌نت چیست؟ این سؤالی است که غالباً از ما پرسیده می‌شود. در این مقاله می‌خواهیم یک‌بار برای همیشه تفاوت بین Profibus و Profinet که هر دو جزو شبکه‌های صنعتی هستند را بیان کنیم تا هیچ‌وقت این دو را به‌جای هم بکار نبرید.

به‌اختصار:

پروفی‌باس یک شبکه سریال کلاسیک از نوع Fieldbus است و پروفی‌نت یک پروتکل اترنت صنعتی است. پروفی‌باس و پروفی‌نت هر دو استاندارد IEC هستند که توسط یک سازمان ایجاد شده‌اند و به همین دلیل شباهت‌های زیادی با هم دارند، اما به‌طورکلی، تفاوت‌های بسیاری دارند.
شروع این داستان با PROFIBUS در سال 1989 اتفاق افتاد و در دهه 90 به‌سرعت رشد کرد. سپس ، با تغییر صنعت از فیدباس به اترنت صنعتی، پروفی‌نت از اوایل سال 2000 ایجاد و از آن زمان به‌سرعت رشد کرده است.

تفاوت‌ اساسی پروفی‌باس و پروفی‌نت

شبکه‌های پروفی‌باس معمولاً با کابل‌کشی RS-485 تک جفت بنفش مشخص می‌شوند و آن کابل‌ها از اتصالات استاندارد DB9 (پورت سریال 9 پین) یا M12 استفاده می‌کنند. از طرف دیگر ، شبکه‌های پروفی‌نت معمولاً از کابل‌های اترنت درجه‌بندی‌شده سبز استفاده می‌کنند. برای شبکه‌های پروفی‌نت، متداول‌ترین نوع اتصال RJ45 است(سوکت کابل شبکه روی کامپیوتر و لب‌تاب)، اما اتصالات M12 نیز برای کاربردهای فیبر نوری استفاده می‌شود.

بررسی اجمالی شبکه‌های پروفی‌باس و پروفی‌نت

شبکه پروفی‌باس چیست؟

پروفی‌باس بر اساس RS485 ساخته‌شده است که یک روش معمول ارتباط سریال است و پیش از این برای ارتباط مودباس مورد استفاده قرار گرفته بود. در یک شبکه پروفی‌باس، شما یک رئیس (Master) و تعدادی کاربر (ُSlave) دارید. مستر می‌تواند به‌عنوان‌مثال یک PLC ، PAC یا DCS باشد و Slaveها می‌توانند مجموعه وسیعی از دستگاه‌ها باشند: درایوها، موتورها، کارت‌ها و ماژول‌های IO، سنسورها و موارد دیگر.
PROFIBUS دارای دو بخش است: لوازم جانبی غیرمتمرکز(PROFIBUS DP) و اتوماسیون فرآیند (PROFIBUS PA). اصل کلی پروفی‌باس، جمع‌آوری چندین ورودی و خروجی از بستر محلی به یک دستگاه IO محلی است و سپس انتقال داده‌ها فقط از طریق یک کابل به Master است(مثلاً ورودی‌ها و خروجی‌های مختلفی به یک PLC متصل و PLC آن‌ها کنترل می‌کند و یک HMI به‌عنوان Master اطلاعات موردنیاز را از PLC می‌گیرد یا فرمان‌هایی را از طریق PLC به خروجی‌ها صادر می‌کند) . این روش با حذف سخت‌افزار و کابل‌کشی اضافی باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها می‌شود. همچنین ، با ساده‌سازی نصب، نگهداری و عیب‌یابی آسان‌تر شبکه ، در زمان صرفه‌جویی می‌شود. نمودار زیر مفهوم PROFIBUS DP را نشان می‌دهد. همچنین نمودار زیر شامل یک بخش PROFIBUS PA برای محیط‌های خطرناک نیز هست.

PROFIBUS PA همان پروتکل PROFIBUS DP است اما بر اساس یک‌لایه فیزیکی متفاوت، برای استفاده در مناطق انفجاری ساخته‌شده است.

هنگام نصب یک شبکه PROFIBUS ، کاربران هر دستگاه را به دستگاه بعدی در فرایندی که معمولاً به آن زنجیر Daisy-chaining گفته می‌شود پیوند می‌دهند و در نتیجه توپولوژی خط ایجاد می‌شود. همچنین ، آن‌ها می‌توانند توپولوژی ستاره یا درخت را برای پیکربندی‌های پیشرفته‌تر به‌کارگیرند ، اگرچه این مورد کمتر رایج است. علاوه بر این ، پیام‌های PROFIBUS می‌توانند به‌صورت بی‌سیم منتقل شوند.( با استفاده از رادیوهای اختصاصی از دو سازنده در هر دو طرف )

شبکه پروفی‌نت چیست؟

PROFINET مبتنی بر Ethernet استاندارد است ، همان اترنتی که ممکن است در خانه یا محل کار خود مشاهده کرده باشید. درست مانند PROFIBUS ، در یک شبکه PROFINET ، شما PLC ، PAC و DCS و همچنین سنسورها، محرک‌ها، ربات‌ها، تگ‌های RFID و سایر IO ها را دارید. اما در پروفی‌نت به ترتیب این کنترل‌کننده‌ها و دستگاه‌ها را صدا می‌کنیم.

مشابه پروفی‌باس، PROFINET همچنین به کاربران امکان می‌دهد تا با استفاده از مکانیزم‌های توزیع‌شده IO در هزینه‌های سیم‌کشی و نصب صرفه‌جویی کنند. کاربران PROFINET در هنگام طراحی شبکه انعطاف‌پذیری بیشتری دارند. انواع گزینه‌های توپولوژی وجود دارد: خط ، ستاره ، درخت و حلقه. همچنین ، ازآنجاکه شبکه‌های PROFINET مبتنی بر اترنت هستند ، سوئیچ‌های تخصصی مورد نیاز نیستند. شما می‌توانید از سوئیچ‌های استاندارد اترنت استفاده کنید تا گزینه‌های توپولوژی انعطاف‌پذیر را به‌صرفه انجام دهید. تنها نیاز به سوئیچ‌ها 100 مگابیت در ثانیه ، دوبلکس است. همچنین ، پیکربندی‌های مبتنی بر بی‌سیم با PROFINET امکان‌پذیر است. PROFINET به‌عنوان بخشی از مشخصات خود از WLAN و بلوتوث پشتیبانی می‌کند. بنابراین ، اتصال بی‌سیم را بدون محدودیت ، حتی با پیام‌های ایمنی (PROFIsafe) امکان‌پذیر می‌کند.

پس از لحاظ بستر شبکه و توپولوژی اجرای شبکه پروفی‌باس و پروفی‌نت تفاوت دارند.

تفاوت پروفی‌باس و پروفی‌نت از منظر فنی

در ادامه قصد داریم تا تفاوت پروفی‌باس و پروفی‌نت را از دید تکنیکال و فنی بررسی کنیم.

شبکه‌های PROFIBUS (مبتنی بر RS-485) می‌توانند تا سرعت 12 مگابیت در ثانیه انتقال اطلاعات کنند ، اگرچه در واقعیت اکثر تجهیزات پروفی‌باس حداکثر با نرخ 1.5 مگابیت در ثانیه انتقال اطلاعات می‌دهند و حداکثر می‌توان 126 دستگاه را آدرس‌دهی کرد.

شبکه‌های پروفی‌نت به‌سرعت 100 مگابیت در ثانیه یا حتی 1 گیگابیت در ثانیه و بالاتر دست می‌یابند و هیچ محدودیتی در فضای آدرس وجود ندارد ولی سازندگان تجهیزات بر اساس مشخصات سخت‌افزاری محدودیت‌هایی برای تعداد آدرس‌ها اعمال می‌کنند.

حرکت از RS-485 به اترنت حرکت به سمت فناوری مدرن‌تر است. ازآنجاکه PROFINET بر بستر اترنت است، با پیشرفت اترنت تجاری ، پروفی‌نت نیز از مزایای آن استفاده می‌کند. به‌عنوان‌مثال ، هنگامی‌که PROFINET شروع به کار کرد ، استاندارد اترنت 100 مگابیت در ثانیه بود و در حال حاضر ، PROFINET می‌تواند به‌راحتی در گیگابیت اترنت ( Gigabit Ethernet) و بالاتر اجرا شود. انتقال به پایگاه اترنت پهنای باند بالاتر ، اندازه پیام بزرگ‌تر و فضای نامحدود آدرس را فراهم می‌کند.

تفاوت پروفی‌باس و پروفی‌نت از منظر مکانیزم مبادله داده‌ها

تفاوت مهم دیگر بین PROFIBUS و PROFINET مکانیسم تبادل داده است. پروفی‌باس از تعامل Master و Slave استفاده می‌کند، درحالی‌که PROFINET از یک مدل ارائه‌دهنده مصرف‌کننده (consumer provider model) استفاده می‌کند.

در تعامل Master و Slave ، مستر کنترل یک‌طرفه‌ای بر کلیه دستگاه‌های Slave دارد. کنترل‌کننده همیشه مستر خواهد بود و دستگاه‌های IO همیشه Slave خواهند بود. مدل ارائه‌دهنده مصرف‌کننده انعطاف‌پذیرتر است. در شبکه‌های PROFINET ، کنترل‌کننده‌ها و دستگاه‌های IO می‌توانند نقش مصرف‌کننده و ارائه‌دهنده ( Master و Slave) را بر عهده بگیرند و از ماهیت دوبلکس کامل اترنت استفاده کنند. کنترل‌کننده داده‌های خروجی را به‌عنوان ارائه‌دهنده به دستگاه‌های IO پیکربندی‌شده ارائه می‌دهد و مصرف‌کننده داده‌های ورودی از دستگاه‌های IO است. دستگاه IO ارائه‌دهنده داده ورودی و مصرف‌کننده داده خروجی است.

حضور در صنعت

پروفی‌باس و پروفی‌نت هر دو جزو رهبران اثبات‌شده و پیشتازان شبکه در صنعت هستند. هر دو برای انجام نیازهای اتوماسیون پیچیده در برنامه‌های کنترل گسسته، فرآیند، ترکیبی و کنترل حرکت مناسب هستند. منطقی است که پروفی‌باس به‌واسطه قدمت آن، شیوع بیشتری دارد. پروفی‌نت فناوری جدیدتری است و هنگام معرفی آن ، ده‌ها میلیون دستگاه PROFIBUS نصب‌شده بود. بین این دو ، از دیدگاه فنی و حفظ سرمایه، PROFINET برنده آشکار است. امروزه استفاده از PROFINET به‌طور چشمگیری در حال رشد است ولی PROFIBUS همچنان یک رهبر صنعت خواهد بود و از نظر تاریخی به‌عنوان پیشروترین شبکه Fieldbus شناخته می‌شود.

کدام‌یک را باید اجرا کنید؟

در پروژه‌ای که از قبل PROFIBUS وجود دارد، می‌توانید به افزودن گره‌های PROFIBUS ادامه دهید. اگرچه درصورت نیاز به اترنت، اضافه‌کردن یک پروژه کوچک PROFINET منطقی به نظر می‌آید. برای یک پروژه جدید با PROFINET شروع کنید، پروفی‌نت قطعاً شبکه آینده است!

در این مقاله تلاش کردیم تا به صورت کامل مقایسه جامعی بین پروفی‌باس و پروفی‌نت داشته باشیم و تفاوت ‌های آن‌ها را دقیق بررسی کنیم. اگر نکته‌ای را فراموش کردیم یا فکر می‌کنید که بخشی نیاز به توضیحات بیشتر دارد، لطفا در بخش دیدگاه‌ها بیان فرمایید تا با کمک شما، این مقاله را تکمیل‌تر کنیم.

این نوشتار ترجمه مقاله THE DIFFERENCE BETWEEN PROFIBUS AND PROFINET است.