Control de Movimiento y PROFINET


No debe causar sorpresa que PROFINET también soporte aplicaciones de control de movimiento con drives y motores (a veces también denominados VFD – variadores de frecuencia), ya que este tipo de equipos se utilizan en la mayoría de los sistemas de automatización modernos.  El soporte de control de movimiento viene con la tecnología PROFINET desde tres aspectos principales:

1) La capacidad de control en tiempo real dependiendo de la aplicación del drive
2) Mayor determinismo a través de la utilización del ancho de banda y la programación
3) La opción del Perfil de Aplicación PROFIdrive

A continuación, describiremos estos aspectos con un poco más de detalle.

Aplicaciones de Drives

En primer lugar, las aplicaciones de control de movimiento pueden tener diferentes requisitos dependiendo de la aplicación:

Tecnología de DriveAplicaciónMecanismos PROFINET soportados
Drives de velocidad fija y variableBombas, Ventiladores, Compresores, Transporte, etc.Real-Time (RT) u opcionalmente IRT con sincronización de reloj.
Controladores de un solo ejeMovimiento, reseteo, posicionamiento, etc.Real-Time (RT) u opcionalmente IRT con sincronización de reloj.
Controladores multi ejePackaging, Impresión, Mecanizado, etc.Se require IRT con sincronización de reloj.

Como se indica en nuestra tabla, la mayoría de los VFD comunes y los controladores de un solo eje operan drives  como un dispositivo PROFINET IO Real Time (RT) estándar.  Cada dispositivo (y controlador) funciona con su propio reloj local y realiza la mayor parte de la interpolación y procesamiento localmente.  Además, el dispositivo simultáneamente proporciona retroalimentación al controlador.  Con aplicaciones de movimiento de alta velocidad como sincronizaciones de múltiples ejes y control de servo dinámico/ de lazo cerrado, PROFINET Tiempo Real Isócrono (IRT o Isochronus Real Time) tiene la capacidad de sincronizar todos los nodos para que pueda haber un determinismo preciso y una fluctuación (jitter) reducida.  Toda la coordinación y control del drive se realiza a través de la red PROFINET. Por lo tanto, PROFINET proporciona funcionalidad para las aplicaciones de control de movimiento más exigentes con soluciones escalables.

Reserva de Ancho de Banda y Programación de Tiempos

El segundo aspecto que PROFINET añade para coordinar varios drives es la reserva de ancho de banda y la programación de tiempos.  Esto hace que Ethernet pase a comportarse de modo realmente determinista y asegura que las aplicaciones de control de movimiento funcionen correctamente. Para lograr esto, se utiliza la sincronización de reloj descrita en el estándar IEEE1588 v2 para reservar una porción del ancho de banda y una fase de período de tiempo sólo para IRT, y otra fase de período abierto para otro tráfico como los telegramas RT o TCP. Esto garantiza que el tráfico IRT seguirá funcionando independientemente de otro tráfico de red.

Otra adición es la programación de tiempo para lograr alto rendimiento.  El Controlador de I/O conoce la topología de red y cuáles son los dispositivos que forman parte de la configuración, incluidos sus conjuntos de datos.  Por lo tanto, al configurar los dispositivos, el controlador les notifica el momento preciso durante la fase IRT en el que estarán enviando y recibiendo información, por lo que se crea una programación de tiempos. Esto garantiza el determinismo y asegura que la fluctuación (jitter) permitirá que la aplicación de control de movimiento funcione.  Y generalmente, en las aplicaciones típicas IRT, el valor del jitter será menos que un microsegundo. ¡Eso es precisión!

Perfil de Aplicación PROFIdrive

Finalmente, el último aspecto del control de movimiento de PROFINET es la adición y los beneficios del perfil de aplicación PROFIdrive.  PROFIdrive ayuda a organizar los conjuntos de datos y parámetros para aplicaciones de drives, ya que los drives también tienen diferentes tipos de datos y cientos de parámetros. Trataremos más detalladamente sobre PROFIdrive en nuestro próximo artículo.