ProfiNet کیا ہے: فن تعمیر، کام کرنا، اقسام اور اس کی ایپلی کیشنز

Profinet ٹیکنالوجی کی طرف سے تیار اور شائع کیا گیا تھا PROFIBUS اور PROFINET انٹرنیشنل 2000 کے اوائل میں۔ PROFINET ایک جدید اور کھلے معیاری صنعتی ایتھرنیٹ حل ہے جو کنٹرولرز اور آلات کے درمیان ڈیٹا کے تبادلے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ صنعتی آٹومیشن . PROFINET کا تصور فیلڈ ڈیوائسز/مشینوں کی بات چیت، ترتیب اور تشخیص کے لیے TCP/IP اور XML جیسے IT معیارات کا استعمال کرکے صنعتی آٹومیشن ٹیکنالوجی کی تمام ضروریات کو آسانی سے پورا کرتا ہے۔ لہذا، یہ اچھی طرح سے اپنایا ہوا صنعتی ایتھرنیٹ حل ہے۔ لہذا، یہ مضمون Profibus کے بارے میں مختصر معلومات دیتا ہے - ایپلی کیشنز کے ساتھ کام کرنا۔

Profinet کیا ہے؟

PROFINET (پروسیس فیلڈ نیٹ) ایک صنعتی مواصلاتی معیار ہے جو بین الاقوامی معیارات پر مبنی ہے جو صنعتی کنٹرول سسٹم میں آلات اور کنٹرولرز کے درمیان ڈیٹا کے تبادلے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہاں، کنٹرولرز PLCs، PACs، یا DCSs ہیں جب کہ ڈیوائسز وژن سسٹمز، I/O بلاکس، RFID ریڈرز، پراسیس انسٹرومنٹس، ڈرائیوز، پراکسیز وغیرہ ہیں۔ چونکہ یہ ایک کھلا معیار ہے، اس لیے بہت سے مینوفیکچررز نے PROFINET پروڈکٹس ڈیزائن کیے ہیں جیسے PACs، PLCs، Robots، Drives، IOs، Proxies اور تشخیصی ٹولز۔

اس صنعتی مواصلاتی معیار کا استعمال کرتے ہوئے، ہم HMI کو جوڑ سکتے ہیں، پی ایل سی ، تقسیم شدہ I/O، a سینسر ، مختلف ٹرانسمیٹر ، ایک ہی نیٹ ورک پر VFD، اور ایکچیوٹرز۔ Profinet ایک تیز رسپانس ٹائم فراہم کرتا ہے اس طرح ڈیٹا اکٹھا کرنا اور بھی بہتر ہو جاتا ہے۔

انڈسٹریل پروفیٹ شیلڈنگ کے ساتھ دستیاب ہے جو برقی طور پر شور والے ماحول میں اعلیٰ کارکردگی فراہم کرتا ہے۔ Profinet ڈیوائسز کی شناخت کرنے کے لیے، اس کی تعریف IP ایڈریس کے ساتھ ڈیوائس کے نام سے ہونی چاہیے۔ نیٹ ورک کے اندر موجود ہر ڈیوائس کو بات چیت کے لیے IP ایڈریس کے ذریعے مختص کیا جانا چاہیے۔ Profinet کا استعمال Profibus-DP کی طرح ایک ریموٹ I/O کے طور پر کیا جاتا ہے تاکہ مواصلات کی بہت تیز رفتار فراہم کی جا سکے۔

بڑے نیٹ ورک میں، سادہ تقسیم کے لیے Profinet کو جوڑنے کے لیے ایک نیٹ ورک سوئچ استعمال کیا جاتا ہے۔ profinet کے آلہ کی شناخت درست IP پتوں کے ذریعے کی جاتی ہے۔ مثال کے طور پر، اگر profinet ڈیوائس کا IP ایڈریس 191.127.0.20 ہے جہاں پہلے تین ہندسوں میں نیٹ ورک کی معلومات شامل ہیں اور آخری ہندسہ ایک ڈیوائس نمبر ہے۔

پروفی نیٹ آرکیٹیکچر

PROFINET ایک مواصلاتی پروٹوکول ہے جو بنیادی طور پر کنٹرولرز کے ساتھ ساتھ آٹومیشن سیٹنگ کے اندر موجود آلات کے درمیان ڈیٹا کے تبادلے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ لہذا یہ سب سے زیادہ استعمال ہونے والا صنعتی بنیاد پر ایتھرنیٹ حل ہے۔ جیسا کہ PROFINET ایک کھلا معیار ہے، اس لیے کئی مینوفیکچررز نے PROFINET کی مختلف مصنوعات تیار کی ہیں جیسے PLCs، Robots، PACs، Proxies، IOs، تشخیصی ٹولز، Drives وغیرہ۔
PROFINET مختلف اجزاء جیسے کہ تشخیص، الارم، فنکشنل سیفٹی، اور اضافی معلومات کے درمیان سائیکلک اور تیز رفتار مواصلات کی وضاحت کرتا ہے۔ لہذا، PROFINET ان اجزاء کو جوڑنے کے لیے ایک مواصلاتی ذریعہ کے طور پر معیاری ایتھرنیٹ کا استعمال کرتا ہے۔

نیٹ ورک میں PROFINET اجزاء ایتھرنیٹ کیبلز کے ذریعے منسلک ہوتے ہیں اور یہ دوسرے ایتھرنیٹ پروٹوکول کو اسی طرح کے بنیادی ڈھانچے میں ایک ساتھ رہنے کی اجازت دیتا ہے۔ PROFINET کے علاوہ، آپ SNMP، OPC UA، HTTP، یا MQTT جیسے نیٹ ورک کو متوازن کرنے کے لیے ایتھرنیٹ پر مبنی دوسرے پروٹوکول استعمال کر سکتے ہیں۔
آئی ایس او پر مبنی پروف نیٹ فن تعمیر OSI ماڈل ذیل میں دکھایا گیا ہے. PROFINET ISO/OSI موڈ کی 7 تہوں پر رہتا ہے جو کہ ایپلی کیشن لیئر ہے۔ عام طور پر، یہ سات پرتوں کا ISO/OSI ماڈل صرف مواصلاتی نظام کی تجریدی تہوں کی وضاحت کرتا ہے۔

ProfiNet ورکنگ

صنعتی آٹومیشن کو اکثر تیز رفتاری کے ساتھ ساتھ تعییناتی مواصلات کی بھی ضرورت ہوتی ہے جس کا مطلب یہ ہے کہ پیغامات کی فراہمی ایک بار جب ان کی توقع کی جاتی ہے۔ لہذا، PROFINET کو اس بات کو یقینی بنانا چاہیے کہ پیغامات کام کی بنیاد پر مناسب رفتار اور عزم کے ساتھ پہنچائے جائیں۔ لیکن تمام ایپلی کیشنز کو ایک جیسی کارکردگی کی ضرورت نہیں ہے۔

PROFINET مختلف مواصلاتی چینلز کا استعمال کرتے ہوئے ڈیٹا فراہم کرتا ہے جیسا کہ اوپر کے فن تعمیر میں دکھایا گیا ہے تاکہ مناسب کارکردگی کو یقینی بنایا جا سکے۔ TCP/IP یا UDP/IP، RT (PROFINET Real-Time) IRT (Isochronous Real-Time)، اور TSN (Time Sensitive Networking)۔

PROFINET TCP/IP بصورت دیگر UDP/IP مواصلات کا استعمال کرتا ہے، خاص طور پر غیر وقتی اہم کاموں جیسے کنفیگریشن کے ساتھ ساتھ پیرامیٹرائزیشن کے لیے۔ آئی پی کی بنیاد پر کمیونیکیشن کے ساتھ منسلک اضافی تاخیر اور گھمبیر ہونے کی وجہ سے، یہ تکنیک وقت کے اہم کاموں کے لیے نامناسب ہے۔

PROFINET وقت پر مبنی ایپلی کیشنز میں استعمال کرنے کے لیے بہت تیز اور فیصلہ کن طریقے سے ڈیٹا کی فراہمی کے لیے RT چینل کا استعمال کرتا ہے۔ PROFINET RT وقت کی اہم درخواستوں کی اکثریت کی ضروریات کو پورا کرتا ہے۔ لہذا مجموعی کارکردگی بنیادی طور پر نیٹ ورک کے ڈیزائن پر منحصر ہے، تاہم، آپ 250 µs – 512 ms سے سائیکل کے اوقات حاصل کر سکتے ہیں۔ لہذا، آپ کو PROFINET کے حقیقی وقت کے طریقہ کار کو استعمال کرنے کے لیے خصوصی ترتیب یا ہارڈ ویئر کی ضرورت نہیں ہے کیونکہ PROFINET کی تمام مصنوعات اس صلاحیت سے لیس ہیں۔

PROFINET IRT کا استعمال کارکردگی کو بڑھانے کے لیے کیا جاتا ہے تاکہ یہ ایتھرنیٹ ٹریفک کو سوئچ کرنے کے لیے استعمال کیے جانے والے قواعد میں اضافہ کر کے اور PROFINET کی ٹریفک کے لیے خصوصی قوانین بنا کر ڈیٹا میں تبدیلی کی تاخیر کو کم کرے۔ یہ IRT اختیاری ہے اور صرف عین اعلی کارکردگی پر مبنی ایپلی کیشنز جیسے پرنٹنگ پریس اور پیکنگ مشینوں میں درکار ہے۔

تازہ ترین PROFINET تصریح V2.4 نے TSN پر PROFINET جیسا چوتھا مواصلاتی چینل شروع کیا ہے۔ یہ ایک نئی ٹیکنالوجی ہے جو ISO/OSI ماڈل میں ڈیٹا لنک لیئر پر بیٹھتی ہے۔ یہ IEEE 802 معیارات کا ایک سیٹ ہے جو ایتھرنیٹ کو بطور ڈیفالٹ ڈیٹرمنسٹک بنانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ IEEE کے کچھ معیارات ہیں؛ IEEE 802.1AS، IEEE 802.1-2018، IEEE 802.1Q-2018، IEEE 802.1CB اور IEEE 802.1Q-2018۔

ProfiNet کی اقسام

کاپر کیبلز کی طرح استعمال ہونے والی کیبلز پر مبنی دو قسموں میں Profinets دستیاب ہیں۔ فائبر آپٹک کیبلز.

پروفیٹ کاپر کیبل

یہ سبز رنگ کی اور 4 وائر شیلڈ کیبل ہے اور یہ 100 میٹر کے فاصلے پر 100 Mbps فاسٹ ایتھرنیٹ کو سپورٹ کرتی ہے۔ اس کیبل کے استعمال سے مکمل ڈوپلیکس ٹرانسمیشن حاصل کی جاتی ہے جس کا مطلب ہے کہ ڈیٹا بیک وقت دو سمتوں میں منتقل ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، 1 Gbps ٹرانسمیشن ریٹ کے لیے، 8 کور کاپر کیبلز استعمال کی جاتی ہیں۔

PROFINET کاپر کیبلز چار اقسام کی قسم-A، قسم-B، قسم-R اور قسم-C میں دستیاب ہیں۔

• Type-A تانبے کی کیبلز بنیادی طور پر فکسڈ تنصیبات کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔
• Type-B کاپر کیبلز استعمال کی جاتی ہیں جہاں موڑنا موجود ہوتا ہے۔ اس قسم کی کیبلز کمپن یا کبھی کبھار حرکت کے خلاف مزاحمت کر سکتی ہیں۔
• Type-R تانبے کی کیبلز روبوٹ ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتی ہیں۔
• ٹائپ سی تانبے کی کیبلز کو خصوصی ایپلی کیشنز میں استعمال کیا جاتا ہے اور وہ حرکت کے ساتھ ساتھ متحرک ماحول میں بھی مزاحمت کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، روٹری مشینیں.
• دیگر تانبے کی کیبلز بھی وہاں موجود ہیں جیسے حرکت پذیر حصوں کے لیے استعمال ہونے والی ٹریلنگ کیبلز، زیر زمین کمیونیکیشن میں استعمال ہونے والی دفن شدہ کیبلز، اور آگ سے بچاؤ کے لیے استعمال ہونے والی شعلہ ریٹارڈنٹ نان کروسیو کیبلز۔

Profinet فائبر آپٹک کیبلز

یہ کیبلز دو متوازی تاروں کا استعمال کرتی ہیں جو براہ راست کنیکٹر کی اسمبلی کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ اس قسم کی کیبلز میں 100 Mbit/s کی رفتار ہوتی ہے اور مکمل ڈوپلیکس کمیونیکیشن بھی۔

اس قسم کی کیبلز بہت سے فوائد فراہم کرتی ہیں جیسے کہ وہ کلومیٹر کا فاصلہ طے کر سکتی ہیں، اور پودوں کے علاقوں کے درمیان مکمل برقی تنہائی فراہم کرتی ہیں۔ اس کے علاوہ، یہ کیبلز برقی مقناطیسی مداخلت کے خلاف مزاحم ہیں۔ یہ کیبلز دو قسموں میں دستیاب ہیں Type B اور Type C جہاں Type B قسم کی کیبلز کو لچکدار یا سٹیشنری استعمال کے لیے استعمال کیا جاتا ہے اور Type C کیبلز کو خاص ایپلی کیشنز جیسے وائبریشن، مستقل حرکت وغیرہ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

ProfiNet بمقابلہ ایتھرنیٹ

دی Profinet اور ایتھرنیٹ کے درمیان فرق ذیل میں بحث کی جاتی ہے.

ProfiNet بمقابلہ Profibus

دی Profinet اور Profibus کے درمیان فرق ذیل میں بحث کی جاتی ہے.

Profinet کنیکٹر

Profinet کنیکٹر خاص طور پر profinet کیبلز کو ختم کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔ یہ کنیکٹر اپنی سستی اور آسان استعمال کی وجہ سے بہت مشہور ہیں۔ لہذا یہ صارف دوست ہیں، تیزی سے جڑتے ہیں، اعلیٰ کارکردگی فراہم کرتے ہیں، ان کا ڈھانچہ سخت، جھٹکا مزاحمت، اور دیکھ بھال سے پاک ہے۔

پروفی نیٹ ٹوپولوجی

نیٹ ورک ڈیزائن میں، لچک اور ترتیب PROFINET کی اہم خصوصیات ہیں۔ یہ تقریباً لامحدود امتزاج کے اختیارات کی حمایت کرتا ہے جب تمام عام ایتھرنیٹ ٹوپولاجیز استعمال کی جاتی ہیں۔ وہاں مختلف بنیادی PROFINET ٹوپولاجیز ہیں لہذا، صحیح ٹوپولوجی کا انتخاب PROFINET آٹومیشن پلانٹ کے ڈیزائن کے لیے اہم ہے۔ اس ڈیزائن کے بعد، ٹوپولوجی کو ایڈجسٹ کرنا ہوگا. پروفیٹ ٹوپولوجی کو ترتیب دینے کے لیے، اضافی سوئچز کی ضرورت ہو سکتی ہے۔ مختلف بنیادی PROFINET ٹوپولاجیز دستیاب ہیں جیسے ستارہ، درخت اور لائن ٹوپولاجی۔

اسٹار ٹوپولوجی

ستارہ ٹوپولوجی ان علاقوں کے لیے موزوں ہے جن میں جزوی جغرافیائی توسیع بھی شامل ہے۔ یہ ٹوپولوجی خود بخود بن جاتی ہے اگر متعدد مواصلاتی نوڈس ایک عام سوئچ سے منسلک ہوں۔ اگر ایک واحد PROFINET کا نوڈ ناکام ہوجاتا ہے یا الگ ہوجاتا ہے، تو PROFINET کے دوسرے نوڈس مسلسل کام کریں گے۔ لیکن، اگر درمیانی سوئچ ناکام ہو جاتا ہے، تو تمام منسلک نوڈس سے مواصلت میں خلل پڑ جائے گا۔

ٹری ٹوپولوجی

ایک ٹری ٹوپولوجی مختلف ستاروں کے نیٹ ورکس کو ایک نیٹ ورک سے جوڑنے سے بنتی ہے۔ فنکشنل یونٹ آٹومیشن پلانٹ کے ان پرزوں سے بنتا ہے جو ستارے کے پوائنٹس پر متحد ہوتے ہیں۔ تو یہ پڑوسی سوئچ کے ذریعے انٹر نیٹ ورک ہیں۔ اسٹار پوائنٹ میں، ایک واحد سوئچ سگنل ڈسٹری بیوٹر کی طرح کام کرتا ہے۔

لائن ٹوپولاجی۔

لائن ٹوپولوجی بڑے پیمانے پر کنویئر بیلٹ کے آٹومیشن پلانٹس میں استعمال ہوتی ہے اور چھوٹی مشین ایپلی کیشنز میں بھی استعمال ہوتی ہے۔ PROFINET کے آلات ایک مربوط سوئچ سے لیس ہیں تاکہ لائن ٹوپولاجیز کو پہچاننے میں مدد ملے۔ ایک بار جب لائن ٹوپولاجی استعمال کی جاتی ہے تو لائن میں خلل واقع ہوتا ہے، پھر ناکام ڈیوائس کے بعد ترتیب دیے گئے آلات سے مزید رابطہ نہیں کیا جا سکتا ہے۔ لہٰذا فالتو پروٹوکول کے ساتھ لائن کو رنگ کی شکل میں پھیلا کر اس سے بچا جا سکتا ہے۔

فوائد

دی ProfiNet کے فوائد مندرجہ ذیل شامل ہیں.

• PROFINET آپ کو چار اہم فوائد لچک، کشادگی، کارکردگی اور کارکردگی کے ساتھ اپنی پیداواری صلاحیت کو بہتر بنانے کے بہترین طریقے فراہم کرتا ہے۔
• اعلی آپریشنل دستیابی اور وشوسنییتا.
• شفاف ڈیٹا تک رسائی۔
• گیٹ ویز/ پراکسیز کے ذریعے قائم فیلڈ بس سسٹم کا آسان اور بے عیب امتزاج۔
• اس میں بامعنی اور تفصیلی تشخیصی اختیارات ہیں۔
• Profinet کا استعمال کرتے ہوئے، ہم مختلف ٹوپولوجی کے اختیارات جیسے ستارہ، لائن، رنگ اور درخت کو انجام دے سکتے ہیں۔
• یہ فوری اور ماہر نیٹ ورک کمیشننگ کے لیے ٹاپولوجی کی شناخت اور تشخیص پیش کرتا ہے۔
• جھوٹی صنعتی مشینری کے کام کرنے کی وجہ سے پروفیبس کی فعال حفاظت خطرات سے بچتی ہے۔

ایپلی کیشنز

دی ProfiNe کی درخواستیں t میں درج ذیل شامل ہیں۔

• PROFINET مختلف ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتا ہے جیسے پروسیس آٹومیشن، پروڈکشن، سیفٹی اور آئسوکرونس موشن کنٹرول ایپلی کیشنز۔
• PROFINET تمام آٹومیشن انجینئرنگ کے شعبوں میں استعمال ہوتا ہے۔
• یہ ایک کھلا صنعتی ایتھرنیٹ حل ہے جو بین الاقوامی معیارات پر مبنی ہے جو آٹومیشن سیٹنگ کے اندر آلات اور کنٹرولرز کے درمیان ڈیٹا کے تبادلے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
• پروسیس فیلڈ نیٹ سیمنز پی ایل سی استعمال کرتا ہے۔
• PROFINET مختلف شعبوں میں آٹومیشن سلوشنز جیسے پروسیس آٹومیشن، بلڈنگ آٹومیشن اور فیکٹری آٹومیشن کو نافذ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔
• PROFINET ڈیٹا کمیونیکیشن کے لیے صنعتی ایتھرنیٹ پر استعمال ہوتا ہے۔
• یہ عام طور پر مائعات اور گیسوں جیسے میڈیا کو تبدیل کرنے اور کنٹرول کرنے کے لیے آٹومیشن کے عمل میں استعمال ہوتا ہے۔
• یہ مختلف شعبوں میں بھی استعمال ہوتے ہیں جیسے ایندھن کی گیس کی فراہمی، گندے پانی یا پانی کی صفائی کے لیے آٹومیشن اور کنٹرول۔
• یہ مشروبات کی صنعت، ڈیریوں اور خوراک کی پیداوار کے لیے پودوں پر کارروائی کے لیے استعمال ہوتا ہے۔
• یہ گیس، آٹوموٹو، تیل، لاجسٹکس، اور بہت سی صنعتوں کی وسیع رینج میں لاگو ہوتا ہے۔

اس طرح، یہ سب کے بارے میں ہے Profinet کا ایک جائزہ ٹیکنالوجی - ایپلی کیشنز کے ساتھ کام کرنا۔ یہ بازار میں سب سے اہم صنعتی ایتھرنیٹ معیار ہے۔ یہ مستقبل پر مبنی ٹیکنالوجی ہے اور عالمی سطح پر قائم کی گئی ہے جسے سرمایہ کاری کے تحفظ اور طویل مدتی دستیابی کو یقینی بنانے کے لیے متعدد پروڈکٹ وینڈرز کی حمایت حاصل ہے۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، Profibus کیا ہے؟