Vận hành nhà máy trong ngành công nghiệp quá trình đòi hỏi mức độ cao về độ tin cậy và lợi nhuận trong sản xuất. Các nhà máy phải hoạt động trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt trong nhiều năm mà không bị gián đoạn. Trong đó, sự tương tác tự động giữa các hệ thống và linh kiện từ các nhà sản xuất khác nhau phải đảm bảo luôn luôn thông suốt. Các hệ thống truyền thông cung cấp cơ sở cho loại tương tác này. Vận hành nhà máy trong ngành công nghiệp quá trình đòi hỏi giao tiếp công nghiệp phải thống nhất và ổn định trên toàn bọ dây chuyền sản xuất, bao gồm liên tục toàn bộ quá trình và ở các khu vực nguy hiểm, mức độ sẵn sang và tin cậy cao, linh hoạt khi sửa đổi và mở rộng, và đảm bảo tính kinh tế trên toàn bộ các giai đoạn sử dụng từ lập kế hoạch đến vận hành.
Profibus / Profinet cung cấp các giải pháp truyền thông tích hợp cho tự động hóa sản xuất và tự động hóa quá trình. Trong bối cảnh này, PROFIBUS và PROFINET không cạnh tranh các giải pháp mà bổ sung các giải pháp. PROFIBUS được dùng trong các quá trình liên tục và đặc biệt thích hợp để sử dụng trong môi trường nguy hiểm. PROFINET có lợi thế khi dùng trong các quá trình theo đợt và ưu tiên sử dụng ở mức độ quản lý chung và dùng trong bảo trì từ xa và khả năng chẩn đoán thông qua Internet.
PROFIBUS và PROFINET là các hệ thống thông tin liên lạc đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật tự động hóa cho tự động hóa sản xuất và quá trình. Phát triển công nghệ này mở đường cho các giải pháp tự động hóa tối ưu hóa chi phí và đặc biệt quan trọng đáp ứng yêu cầu bảo hộ đầu tư cho các nhà máy hiện tại và việc mở rộng các nhà máy. Các ứng dụng tự động hóa quá trình, đặc biệt có thể hưởng lợi từ hai hệ thống truyền thông trên.
Truyền thông PROFIBUS vẫn không thay đổi trong nhiều năm. Chỉ có ứng dụng PROFIBUS PA Device V3.02 đã có sự thay đổi, được thúc đẩy bởi NAMUR (hiệp hội người dùng quốc tế về công nghệ tự động hóa trong công nghiệp quá trình. Những cải tiến này liên quan đến hai khu vực thu hút sự quan tâm đặc biệt của người tiêu dùng trong các ngành công nghiệp quá trình trong thời điểm hiện tại: tiêu chuẩn hóa thông tin chẩn đoán và tích hợp thiết bị dễ dàng. Đối với các nhà sản xuất thiết bị, PA Profile V3.02 có nghĩa là mỗi thiết bị PROFIBUS PA phải được xử lý chẩn đoán chuẩn hóa.
Để sử dụng tối ưu PROFINET trong tất cả các lĩnh vực của tự động hóa quá trình, PI (PROFIBUS & PROFINET International) vừa tạo ra một danh mục về hợp tác với người dùng. Tập trung chủ yếu vào bảo hộ đầu tư cho người dùng cuối bởi vì, như đã đề cập trước đây, thiết bị trong một hệ thống điều khiển quá trình thường có tuổi thọ khoảng vài thập kỷ. Theo cách này, phải đảm bảo rằng người vân hành nhà máy có thể hoàn toàn dựa vào hệ thống tương lai dựa vào PROFIBUS và có thể thay đổi bất kỳ lúc nào.
Bên cạnh những ưu điểm kỹ thuật mà PROFINET cung cấp cho người sử dụng trong lĩnh vực tự động hóa quá trình tồn tại nhu cầu bảo hộ đầu tư hiện tại và tương lai đối với công nghệ và thiết bị fieldbus.
Khả năng dự phòng mở rộng
Trong các ứng dụng tự động hóa quá trình, tính sẵn sàng của các hệ thống tự động hóa là đặc biệt quan trọng. Điều này đặc biệt được áp dụng trong các quá trình vận hành liên tục, vì rõ rang sự hoạt động của nhà máy không thể bị gián đoạn trong bất kỳ hoàn cảnh nào, các nguyên lý dự phòng được phát triển bởi PROFINET, có thể được cấu trúc khác nhau tùy vào từng ứng dụng. Cơ sở của tất cả các nguyên lý dự phòng là tự động chuyển đường truyền khi có bất kỳ lỗi nào xảy ra, cùng với thông tin trạng thái truyền thông liên quan đến nguyên nhân gián đoạn.
Quản lý thời gian
Một số ứng dụng cần một nhãn thời gian để các giá trị tương tự được đo và các cảnh báo chính xác đến mili giây. Một điều kiện tiên quyết là sự đồng bộ hóa thời gian chính xác của các thành linh kiện liên quan: Với một đồng hồ chính hệ thống trung tâm (Ví dụ GPS haocj DCF77), được lựa chọn đặc biệt cho mục đích này phát đi một tín hiệu đồng hồ cùng chu kỳ đến tất cả các nút, do đó đồng bộ hóa chúng. Điều này đảm bảo rằng các thiết bị I/O có thể cung cấp thông tin thời gian thực về các báo động và các sự kiện quan trọng khác với một nhãn thời gian dựa trên một thời gian chuẩn của toàn mạng trong ngày. Bằng cách thu lại các sự kiện tại một thời điểm so sánh, một mô tả chính xác và phân tích của một lỗi sắp xảy ra được đưa ra.
Cấu hình Hoạt động
Cũng giống như dự phòng, hoạt động của nhà máy không bị gián đoạn – kể cả khi cấu hình lại các thiết bị và mạng khi thêm, loại bỏ, hoặc thay thế các thiết bị hoặc mô-đun riêng lẻ đóng một vai trò quan trọng. Tất cả những biện pháp trong “Cấu hình Hoạt động” (CIR) được thực hiện với PROFINET mà không có bất kỳ sự gián đoạn và không có ảnh hưởng xấu đến truyền thông mạng. Điều này đảm bảo rằng nhà máy sửa chữa, sửa đổi hoặc mở rộng có thể được thực hiện mà không có một nhà máy tắt máy trong quá trình sản xuất liên tục. Nhờ các tính năng tự cảm và giao thức liên kết, các thiết bị được xác định một cách tự động và vị trí của chúng cũng được định vị. Điều này giúp các giải pháp thuận tiện, linh hoạt được phát triển cho việc thay thế các thiết bị/phụ tùng, mà các thông số thiết bị thay thế đã được thiết lập tự động bởi hệ thống điều khiển.
Chẩn đoán và bảo trì
Các hệ thống Fieldbus được đặc trưng bởi khả năng chẩn đoán toàn diện, điều này lý giải tại sao các yêu cầu tương ứng cũng được đặt ra đối với PROFINET. Chúng bao gồm, ví dụ, yêu cầu cung cấp và truyền tải dữ liệu nhận dạng và bảo dưỡng (I & M), rất quen thuộc từ các ứng dụng PROFIBUS hoặc thông tin về các sự kiện và truyền tải tình trạng thiết bị, đã được tiêu chuẩn hóa trong NAMUR Recommendation 107. Thay đổi được thực hiện bằng tay trên các thiết bị hoặc bằng các công cụ tham số hóa bên ngoài được truyền tải thông qua PROFINET để điều khiển hệ thống. Vì vậy, hệ thống điều khiển có thể nhận ra các thông số khác nhau từ dữ liệu quản lý trung tâm, thông báo cho người sử dụng, và thực hiện cập nhật theo yêu cầu. Điểm quan trọng ở đây là thay đổi từng được đăng ký bởi hệ thống điều khiển để mọi được phát hiện và được ghi lại ở vị trí trung tâm.