PROFINET vs. EtherNet/IP: De overeenkomsten en verschillen

PROFINET en EtherNet/IP zijn momenteel de populairste protocollen voor Industrial Ethernet in geautomatiseerde industriële omgevingen. Dus waarom zou je het ene protocol kiezen en niet het andere? Ze bieden beide immers communicatie in realtime, maken gebruik van dezelfde Ethernet-technologie en kunnen zelfs op hetzelfde fysieke netwerk draaien.

Laten we deze twee protocollen eens vergelijken om te zien hoe verschillend ze in werkelijkheid zijn. We beginnen voor beide protocollen eerst met een korte inleiding en bespreken daarna de overeenkomsten en verschillen.

Wat is PROFINET?
Net als PROFIBUS, de klassieke veldbusoplossing die in 1989 voor het eerst werd geïntroduceerd, is PROFINET ontwikkeld door een team van grote automatiseringsbedrijven en verscheidene Duitse instituten. Het wordt beheerd door de groep PROFIBUS & PROFINET International (PI).

PROFINET is een toepassing en wordt dus ingedeeld in Laag 7 (de toepassingslaag, application layer). Dit is het niveau van het OSI-model voor gegevensoverdracht via verschillende communicatiekanalen. Voor niet-tijdskritische taken, zoals configuratie en parametrering, maakt het gebruik van TCP/IP- of UDP/IP-communicatie. Maar voor tijdskritische taken, zoals RT, IRT of TSN wordt dit overgeslagen en communiceert het rechtstreeks via de Ethernetlaag.

PROFINET, dat vroeg in de jaren 2000 als open standaard is geïntroduceerd, is een full-duplex systeem en levert hoge transmissiesnelheden. Het verstuurt I/O-gegevens tussen controllers en apparaten in standaard Ethernet-frames, waarvan de volgorde wordt bepaald door een virtueel lokaal netwerk (VLAN). Omdat deze frames weinig overhead hebben, is de afwijking van de cyclustijd, ofwel de mate van storing, gering.

 Identificatie gebeurt hoofdzakelijk aan de hand van apparaatnamen die bestaan uit letters en cijfers, en IP-adressen worden automatisch toegewezen.

Wat is EtherNet/IP?
EtherNet/IP is ontwikkeld door ControlNet International (CI) en de Open DeviceNet Vendors Association (ODVA). Het werd vroeg in de jaren 2000 geïntroduceerd en wordt nu beheerd door de ODVA. Ethernet/IP is gebaseerd op het Common Industrial Protocol (CIP).

Net als PROFINET bevindt EtherNet/IP zich in de toepassingslaag en wordt het ondersteund door gedefinieerde normen en uitgebreide gemeenschappen. Anders dan bij PROFINET worden gegevens naar het netwerk overgebracht via de TCP/IP- en/of UDP/IP-lagen. Deze gegevenspakketten worden ingepakt en uitgepakt, en headers en info worden toegevoegd en verwijderd, terwijl ze door de lagen bewegen.

EtherNet/IP brengt twee typen berichten over: “Impliciete” berichten voor het verzenden van I/O-gegevens en “Expliciete” berichten voor configuratie en diagnostiek. Impliciete berichten worden vanaf vooraf ingestelde geheugenlocaties via een UDP-poort met vooraf bepaalde tussenpozen naar een controller verzonden. Expliciete berichten worden via een TCP-poort naar een cliënt verzonden als antwoord op een specifiek verzoek om die gegevens. 

De EtherNet/IP-apparaten worden aan de hand van hun IP-adres geïdentificeerd.

De overeenkomsten tussen PROFINET en EtherNet/IP
Zowel PROFINET als EtherNet/IP bieden communicatie in realtime en beide maken gebruik van dezelfde Ethernet technologie. Zij kunnen zelfs op hetzelfde fysieke netwerk draaien. Dit zijn nog enkele overeenkomsten:

• De cyclustijden kunnen voor elk apparaat afzonderlijk worden ingesteld.
• Er worden schakelaars gebruikt om verschillende soorten topologieën te maken.
• Ringtopologieën voor redundantie worden ondersteund.
• De typische cyclustijd is 10ms.
• De typische baudrate is 100Mbit met CAT5, 4-draads bekabeling en RJ45-aansluitingen.
• Ze kunnen met andere Ethernet apparaten in hetzelfde netwerk samenwerken.
• Het maximum aantal knooppunten hangt af van het subnet van de IP-adressering.

Er zijn talloze overeenkomsten omdat het, zoals PROFIBUS & PROFINET International (PI) het formuleert, "complementaire technologieën, geen concurrerende technologieën" zijn. 

De verschillen tussen PROFINET en EtherNet/IP

Beide protocollen worden gebruikt voor snelle, realtime en deterministische communicatie voor veel verschillende soorten geautomatiseerde omgevingen, waaronder industriële productieprocessen, distributiecentra en luchthavens. Toch zijn er een paar belangrijke verschillen:

• Gebruik in de sector: PROFINET is in Europa het meest populair, terwijl in de VS de voorkeur uitgaat naar EtherNet/IP. In Azië is er geen significant verschil in populariteit.

• Nauwkeurigheid: EtherNet/IP maakt gebruik van UDP/IP voor gegevensuitwisseling en PROFINET verzendt gegevens rechtstreeks naar een Ethernet-frame, waardoor verschillende en fluctuerende vertragingen in de transmissietijden worden geëlimineerd. Daarom is de cyclustijd van PROFINET nauwkeuriger.

• Componenten: Net als andere technologieën die in verband kunnen worden gebracht met de ODVA, maakt Ethernet/IP gebruik van CIP om I/O-gegevens voor netwerkcommunicatie te beheren. Dit betekent dat het gebruik kan maken van standaard hardware. Voor PROFINET kunnen daarentegen door de leverancier van de controller voorgeschreven specifieke componenten nodig zijn. 

Is het ene systeem beter dan het andere? Niet echt. Jouw keuze wordt waarschijnlijk evenzeer bepaald door geografie en bestaande systemen als door kosten en snelheid. Maar je weet nu in ieder geval wat hen onderscheidt.

 Voor meer informatie over PROFINET & EtherNet/IP en advies op maat voor uw netwerkontwerp, kun je een GRATIS online gesprek aan vragen met een van onze experts! 

Lees meer over:

• PROFINET & EtherNet/IP oplossingen voor oplossingen waarmee je bent verzekerd van een betrouwbaar netwerk.
• Gecertificeerde trainingen voor trainingen waarin we onze expertise met je delen.
• Geacrediteerd TestLab voor de certificering van je PROFINET-apparaten.