หลาย ๆ ท่านที่ทำงานในภาคอุตสาหกรรมอาจจะเคยเห็นคำว่า PROFINET ผ่านตากันมาพอสมควร ว่าแต่ PROFINET คืออะไร? PROFINET เป็นรูปแบบการสื่อสารอุตสาหกรรมผ่านเครือข่าย Ethernet ซึ่ง PROFINET นั้นมีพื้นฐานอยู่บนเฟรม Ethernet หรือ UDP
โดยปกติแล้ว PROFINET เป็นการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ (อินพุต/เอาท์พุต, วาล์ว, เซนเซอร์, เครื่องมือวัด และอื่น ๆ) หลาย ๆ ตัวกับตัวควบคุมอย่าง (PLC/Programmable Logic Controller, DCS/Distributed Control System, PAC/Programmable Automation Controller) โดยอุปกรณ์จะส่งค่าให้คอนโทรลเลอร์ประมวลผล หลังจากนั้นคอนโทรลเลอร์อาจนำผลลัพธ์ที่ได้ส่งไปควบคุมอุปกรณ์ตัวอื่น PROFINET เป็นการสื่อสารแบบ full duplex (ส่งและรับข้อมูลพร้อมกัน) อุปกรณ์ที่ต้องการส่งข้อมูลจะทำการตรวจสอบว่าเครือข่ายว่างหรือไม่ก่อนทำการส่งข้อมูลไปยัง switch ซึ่งจะทำการตรวจสอบเครือข่ายก่อนส่งข้อมูลเช่นเดียวกัน หากเครือข่ายไม่ว่าง switch จะเก็บข้อมูลไว้ในบัฟเฟอร์ หากบัฟเฟอร์เต็ม switch จะไม่ทำการรับข้อมูลใหม่ ดังนั้น switch จึงมีความสำคัญในเครือข่าย PROFINET เป็นอย่างยิ่ง
ในส่วนของเวลาที่ใช้ในการส่งข้อมูลนั้น เครือข่าย Ethernet ทั่ว ๆ ไปอาจจะส่งข้อความไปยังเส้นทางใดก็ได้ในเครือข่ายซึ่งทำให้เกิดความล่าช้าและข้อมูลสูญหาย PROFINET เป็นโปรโตคอลแบบเรียลไทม์ (real-time protocol) ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อแก้ปัญหานี้ การส่งข้อมูลบน PROFINET จะมี 3 แบบ ได้แก่
1. Standard TCP/IP or UDP (non-real-time): การส่งข้อมูลแบบนี้อาจทำให้เกิดความล่าช้าและข้อมูลสูญหายดังกล่าวข้างต้น รอบในการส่งข้อมูลแบบนี้อยู่ที่ 100 ms
2. Soft real-time (IO RT): เป็นแบบที่ปกติใช้งานกัน การส่งข้อมูลแบบนี้จะวนเป็นลูปโดยสามารถตั้งความถี่ไซเคิลของแต่ละอุปกรณ์ได้ โดยจะไม่มีการตอบรับข้อมูลและพยายามส่งหลายรอบ ทั้งนี้ข้อมูลจะถูกส่งพร้อมสถานะและยังมีการตรวจจับเวลาเพื่อให้มั่นใจว่ามีการส่งข้อมูลเกิดขึ้นและแจ้งเตือนเมื่อพบปัญหา รอบในการส่งข้อมูลแบบนี้อยู่ที่ 1 ms
3. Isochronous real-time (IO IRT): switch จะแบ่งช่วงเวลาพิเศษให้กับการส่งข้อมูลแบบนี้โดยเฉพาะทำให้สามารถส่งข้อมูลได้เร็วขึ้น รอบในการส่งข้อมูลแบบนี้น้อยกว่า 1 ms
ในส่วนของสถานะของข้อมูล ใช้เป็นตัวบอกว่าตัวรับสามารถนำข้อมูลนี้ไปใช้ได้หรือไม่ดังแสดงในภาพด้านล่าง
โดยปัญหาที่จะเจอในการเครือข่าย PROFINET ก็คือ รอบในการส่งข้อมูลไม่สม่ำเสมอ (jitter) และข้อมูลสูญหาย ซึ่งเราสามารถใช้เครื่องมือดังที่กล่าวไว้ใน การใช้งาน Mercury, Atlas, SNAP และ Osiris เพื่อตรวจสอบการทำงานของเครือข่าย Profibus, Profinet, EtherCAT, Modbus TCP และ Ethernet/IP ช่วยในการวิเคราะห์และแก้ปัญหาได้
หวังว่าบทความนี้จะให้ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับเครือข่าย PROFINET หากผู้อ่านต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมสามารถติดต่อทีมงาน Techsquare ได้ครับ
บทความที่เกี่ยวข้อง
เครื่องมือพื้นฐานในการวิเคราะห์ปัญหาบนเครือข่าย PROFINET
รูปแบบการติดตั้งเครือข่าย PROFINET
การใช้งาน EtherTAP ร่วมกับ EtherMirror เพื่อตรวจสอบการทำงานของเครือข่าย Ethernet โดยเฉพาะ PROFINET