الفرقُ بين بروتوكولاتِ الاتصالاتِ الصّناعيّة PROFIBUS وPROFENET

الفرقُ بين بروتوكولاتِ الاتصالاتِ الصّناعيّة PROFIBUS و PROFENET

مُقدمة:

بروتوكولات profibus  و profinet  هي بروتوكولاتُ الاتصالاتِ الصّناعيّة التي تُستخدم استخداماً كبيراً في أنظمةِ تحكم شركة سيمنس (siemens). ربما تبدو لكَ هذه البروتوكولاتُ متشابهةً ولكن لا تدعْ تشابهَ الأسماءِ يخدعك؛ لأنّها تختلف اختلافاً شديداً، إذ يَستخدِم كلُّ منها كابلاتٍ وموصلاتٍ  (connectors) مختلفةً عن الآخر؛

للتوضيح أكثر هلمَّ نلقِي نظرةً على هذهِ البروتوكولات لنتعلّمَ الفروقَ والاختلافاتِ بينهما:

أُصدِرَ بروتوكولُ profibus : “ PROcess-FIeld-BUS” عامَ 1993 كبروتوكول اتّصالٍ اصطناعيٍّ مُجرَّب وحقيقيّ، ومع نهايةِ  عام 2017 أُضِيفَ إلى أكثرَ من 50 مليون جهازٍ  في عدّة مجالاتِ تطبيقاتِ التحكّم.

قد يبدو منفذُ التوصيل  لبروتوكول: profibus  مألوفاً لديك، فهو أكثرُ تشابهاً بالوصلة التسلسليّةِ المعياريّة (serial DB-9) ولكنْ رغمَ هذا التشابهِ فإنّ مضمونَ البروتوكول مختلفٌ تماماً.

يوضحُ وصلةَ بروتوكولprofibus
يوضحُ وصلةَ بروتوكولprofibus

معظمُ كابلات profibus  تشبهُ  الشكلَ الموجودَ أدناه والذي يمكن التعرفُ عليه بسهولة من غلافِه الخارجيِّ البنفسجيِّ.

 كابلَ البروتوكول
كابلَ البروتوكول

تحتوي بعضُ موصلاتِ profibus على منفذٍ إضافي”pass-through”  في الجزءِ الخلفيِّ للوصلة، بحيث يمكننا توصيلُ جهازٍ آخر إلى الناقل.

موصلاتِ pass-through
موصلاتِ pass-through

لاحِظْ أنّ نَوْعَي الموصلات لهما مفتاحٌ أحمرُ اللونِ switch في الجزءِ الخلفيِّ الذي يتحكّم بمقاوماتِ القطع (Terminating Resistor)، آيةُ ذلك، تحددُ هذه المقاوماتُ نهايةَ شبكةِ بروتوكول profibus، علماً أنّ المفتاحَ يجبُ ضبطُه على الوضع (On)  في الجهاز الأخير من الشبكة، وعلى الوضع (Off) مع بقيةِ الأجهزة، ولكنْ إذا كان ضبطُ المفاتيحِ غيرَ صحيحٍ سيحدثُ خطأٌ في نقلِ البيانات عبرَ الناقل.

تعيينَ المفاتيح في الشبكة ومقاوماتِ الفصل
تعيينَ المفاتيح في الشبكة ومقاوماتِ الفصل

يجبُ على كلِّ جهازٍ في شبكة profibus  أن يملكَ عنوانًا خاصًا به بحيث يتراوح ضمنَ المجال من 1 إلى 127، ممّا يعني أنه قد يكون هنالك 127 جهازاً موجوداً ضمن شبكةٍ واحدة.

شبكةً مكونةً من 127 جهازاً
شبكةً مكونةً من 127 جهازاً

تُضبَط العناوينُ في بعض الأجهزة ببرنامج:  TIA Portal STEP7 بينما تُهيّأ بالنسبة لأجهزة اُخرى بمفتاح موجود في الجزء الأمامي.

العنونةَ
العنونةَ

تعمل شبكاتُ بروتوكول profibus  بسرعة ضمنَ المجال من 9600 بتٍ في الثانية إلى 12 ميغابتًا في الثانية، و رغم أنّ طولَ كابلات هذا البروتوكول قد يصل إلى أكثر من 1000 مترٍ، فإنَّ الأطوالَ الأقصرَ تحققُ معدلاتِ نقلِ بيانات أسرعَ.

الفروقَ بين أطوالِ الكابلات
الفروقَ بين أطوالِ الكابلات

ننتقلُ الآن إلى بروتوكول Profinet الّذي يعدّ ذا إصدارٍ أحدثَ من سابقه ، ويُعرف أنّه بروتوكولُ اتّصالاتٍ اصطناعيّ معتمد على الإيثرنت Ethernet، مع العلم أنّه يستخدمُ منفذَ RJ-45 Ethernet المعياريّ.

وصلةَ RJ-45 Ethernet
وصلةَ RJ-45 Ethernet

يمكن التعرفُ بسهولة على كابلات بروتوكول Profinet من لونِها الأخضر، ورغم أن كابلَ الإيثرنت مستخدمٌ في بعض الحالاتِ لربطِ جهَازَيْ Profinet فإنّ استخدامَ كابلات الـ Profinet الأساسيّة مطلوبٌ؛ لأنها تحتوي على غلاف متينٍ، ُصمِّمَ ليعمل عملاً جيّداً في البيئات الصناعيّة القاسيّة.

الفرق بين كابل إيثرنت وكابل Profinet (بنية كلّ منهما)
الفرق بين كابل إيثرنت وكابل Profinet (بنية كلّ منهما)

يعملُ هذا البروتوكولُ بسرعةٍ تصلُ إلى 100ميغابتٍ في الثانية كما يُحتمَلُ أن يصلَ طولُ الكابلِ الخاصّ به إلى 100 مترٍ. وعليهِ، يُعتبر هذا البروتوكول مثاليّاً للتعامل مع التّطبيقات عاليةِ السّرعةِ (التي تحتاجُ إلى نقل البياناتِ بشكلٍ عالي السّرعة)،  نظراً إلى التّشغيلِ السّريعِ وزمنِ الاستجابة القليلِ الذي لا يتجاوز 1 ميللي ثانية.

يمكن استخدامُ مبدلات (switches) إيثرنت المعياريّة لتوسيعِ الشّبكةِ ؛ وذلك لاستخدامِهِ نفسَ معاييرِ الاتّصالِ الماديّة (الفيزيائية) كالإيثرنت، من قبل Profinet.

توسيعَ الشبكةِ بمفتاحِ إيثرنت المعياريّ
توسيعَ الشبكةِ بمفتاحِ إيثرنت المعياريّ

تتضمّن أجهزةُ Profinet ثلاثةَ أنواعٍ مختلفة من العناوين:

  • عنوان IP.
  • عنوان MAC.
  • اسم الجهاز.

تستخدِم جميعُ أجهزةِ الإيثرنت عناوينَ IP وعناوينَ MAC، علاوة على ذلك، تتميز أجهزةُ Profinet باسمِ الجهاز (أي يُعتبر اسمُ الجهاز ميزةً خاصةً بأجهزة Profinet)، وباعتباركَ مهندسَ تحكّمٍ ستهتمُّ بأسماء الأجهزةِ وعناوين الـIP بشكل أساسيّ عند إنشاءِ شبكاتِ الـ Profinet الخاصةِ بك.

الأنواعَ المختلفةَ لعنونةِ شبكاتِ: Profinet
الأنواعَ المختلفةَ لعنونةِ شبكاتِ: Profinet

يُعتبر بروتوكولُ Profinet  بروتوكولَ الاتصالاتِ المُفضّل في التّطبيقات الصّناعيّة ؛ وذلك وَفقاً لمرونته الكبيرةِ وسرعتِه العاليّةِ، مع العلمِ أنّ كلا البروتوكولين يُستخدمان استخداماً واسعاً إلى يومنِا هذا، وتكمن الأهميةُ في التعرف على كلِّ منهما لعملكِ مهندسَ تحكمٍ آليًّ.

مفتاحَ إيثرنت الصّناعي SCAIANCE
مفتاحَ إيثرنت الصّناعي SCAIANCE

المصدر:هنا
ترجمة: سارة خضر, مراجعة: علي العلي, تدقيق لغوي: محمد بابكر, تصميم: علي العلي, تحرير:قحطان غانم.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *