IS420PPNGH1A (جسے PPNG کہا جاتا ہے) ایک PROFINET گیٹ وے ماڈیول ہے جو خاص طور پر GE Mark Vle کنٹرول سسٹم کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ یہ Mark Vle کنٹرولر اور تھرڈ پارٹی PROFINET I/O ڈیوائسز اور سمارٹ سینسرز کے درمیان ایک اہم پل کا کام کرتا ہے، جس سے PROFINET صنعتی ایتھرنیٹ نیٹ ورک اور کور Mark Vle سسٹم کے IONet کے درمیان ہموار ڈیٹا کا تبادلہ ممکن ہوتا ہے۔ PROFINET RT ورژن 2.2 I/O کنٹرولر کے طور پر تصدیق شدہ اور 100 Mbps ایتھرنیٹ انٹرفیس پر کام کرتا ہے، یہ ماڈیول صارفین کو واقف ControlST* اور ToolboxST* سویٹس کا فائدہ اٹھانے کی اجازت دیتا ہے تاکہ PROFINET ایکو سسٹم مصنوعات کی ایک وسیع رینج کو ایک معیاری مارکسنگ کنٹرول سسٹم میں شامل کیا جا سکے۔ مطابقت
2. بنیادی افعال اور تفصیلی اصول
پی پی این جی ماڈیول کا بنیادی مشن مختلف پروٹوکول نیٹ ورکس کے درمیان قابل اعتماد اور موثر ڈیٹا تعامل کو قابل بنانا ہے۔ اس کے افعال اور اصول مارک ویل سسٹم کے بنیادی فن تعمیر اور PROFINET کے مواصلاتی طریقہ کار میں گہرائی سے مربوط ہیں۔
2.1 PROFINET اور IONet ڈوئل نیٹ ورک برجنگ
یہ PPNG کا سب سے بنیادی کام ہے۔ یہ ایک ذہین پروٹوکول کنورٹر اور ڈیٹا روٹر کے طور پر کام کرتا ہے۔
تکنیکی اصول:
نیٹ ورک رول کی تعریف: PPNG ماڈیول تین آزاد RJ-45 10/100 Mbps ایتھرنیٹ پورٹس سے لیس ہے۔ ایک بندرگاہ PROFINET نیٹ ورک کے لیے وقف ہے، جبکہ دوسری دو بندرگاہیں (ENET1، ENET2) IONet نیٹ ورک سے جڑنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔ یہ جسمانی تنہائی صنعتی کنٹرول کی سخت ریئل ٹائم ضروریات کو پورا کرتے ہوئے دونوں نیٹ ورکس کے لیے ٹریفک کی آزادی اور عزم کو یقینی بناتی ہے۔
ڈیٹا میپنگ میکانزم: PPNG کو منطقی طور پر مارک Vle کنٹرولر I/O پیک کے طور پر تسلیم کرتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ IONet پر اس کا مواصلاتی رویہ سسٹم کے اندر دوسرے وقف شدہ I/O کارڈز جیسا ہے۔ PPNG کا اندرونی فرم ویئر پیچیدہ پروٹوکول کنورژن انجام دیتا ہے: یہ مختلف غلام آلات سے PROFINET نیٹ ورک سے موصول ہونے والے ان پٹ ڈیٹا (مثلاً، ڈیجیٹل اسٹیٹس، اینالاگ ویلیوز) کو دوبارہ پیک کرتا ہے اور مارک ویل کنٹرولر کے ذریعے پہچانے جانے والے پروسیس امیج ایریا میں نقشہ بناتا ہے۔ اس کے برعکس، کنٹرولر کی طرف سے جاری کردہ آؤٹ پٹ ڈیٹا بھی PPNG کے ذریعے پروسیس امیج ایریا سے لیا جاتا ہے، پیک کھول کر، PROFINET پروٹوکول فریم فارمیٹ کے مطابق متعلقہ غلام ڈیوائس کو بھیجا جاتا ہے۔
غیر مطابقت پذیر ڈیٹا ایکسچینج: ڈیزائن کی ایک اہم خصوصیت یہ ہے کہ PPNG اور PROFINET آلات کے درمیان ڈیٹا کا تبادلہ، اور PPNG اور مارک Vle کنٹرولر کے درمیان ڈیٹا کا تبادلہ، غیر مطابقت پذیر ہے۔ PROFINET سائیڈ پر ڈیٹا اپ ڈیٹ سائیکل کو ToolboxST میں آزادانہ طور پر کنفیگر کیا جا سکتا ہے (1ms سے 512ms تک منتخب کیا جا سکتا ہے)، جبکہ Mark Vle کنٹرولر کا فریم سکین ریٹ ایک اور قابل ترتیب پیرامیٹر ہے (مثال کے طور پر، 10ms، 20ms)۔ پی پی این جی کے اندرونی ڈیٹا بفرز مختلف سائیکلوں کے ساتھ دو نیٹ ورکس کے درمیان معلومات کی منتقلی کو ہموار کرتے ہیں، اس بات کو یقینی بناتے ہیں کہ وقت کے فرق کی وجہ سے ڈیٹا ضائع نہ ہو جبکہ نیٹ ورک لوڈ کو بھی بہتر بناتا ہے۔
2.2 PROFINET I/O کنٹرولر کی فعالیت
PPNG PROFINET نیٹ ورک پر ایک I/O کنٹرولر کے طور پر کام کرتا ہے، 'ماسٹر' کے طور پر کام کرتا ہے جو تمام منسلک PROFINET غلام آلات کا انتظام اور کنٹرول کرتا ہے۔
تکنیکی اصول:
ڈیوائس کی دریافت اور کنفیگریشن: سسٹم کے شروع ہونے پر یا کنفیگریشن کے بعد، PPNG فعال طور پر PROFINET نیٹ ورک پر تمام منسلک غلام آلات کو دریافت اور شناخت کرتا ہے۔ یہ عمل ٹول باکس ایس ٹی میں پہلے سے تشکیل شدہ GSDML (جنرل اسٹیشن کی تفصیل مارک اپ لینگویج) فائلوں پر انحصار کرتا ہے۔ ڈیوائس مینوفیکچرر کے ذریعہ فراہم کردہ، GSDML فائل غلام ڈیوائس کی خصوصیات، معاون ماڈیولز، ڈیٹا کی لمبائی، اور تشخیصی معلومات کو واضح طور پر بیان کرتی ہے۔ ToolboxST ان فائلوں کو پورے PROFINET نیٹ ورک کے لیے ہارڈویئر کنفیگریشن بنانے کے لیے استعمال کرتا ہے۔
مواصلاتی تعلقات کا قیام: PPNG اور ہر غلام آلہ کے درمیان ایک منطقی کنکشن جسے کمیونیکیشن ریلیشن شپ (CR) کہا جاتا ہے۔ یہ تعلق تین اقسام پر مشتمل ہے، اجتماعی طور پر جامع ابلاغ کو یقینی بناتا ہے:
سائکلک ڈیٹا ایکسچینج: ایک بار جب تمام CRs کامیابی سے قائم ہو جاتے ہیں، PPNG سیٹ اپ ڈیٹ کی شرح کے مطابق تمام غلام آلات کے ساتھ سائیکلک I/O ڈیٹا ایکسچینج انجام دیتا ہے۔ یہ طریقہ کار صنعتی کنٹرول کی اصل وقتی ضروریات کو پورا کرتے ہوئے عمل کے ڈیٹا کی متواتر ریفریش کو یقینی بناتا ہے۔
ریکارڈ ڈیٹا CR: یہ پہلا کنکشن ہے جو نان ریئل ٹائم ڈیٹا کی ترسیل کے لیے استعمال ہوتا ہے، جیسے ڈیوائس پاور اپ پیرامیٹر کنفیگریشن، فرم ویئر اپ ڈیٹس، تفصیلی تشخیصی معلومات پڑھنا، اور ڈیوائس کی شناخت کے سوالات۔ یہ مواصلات تیزابی ہے اور صرف ضرورت کے وقت ہوتی ہے۔
I/O ڈیٹا CR: یہ ریئل ٹائم، سائیکلک ڈیٹا ایکسچینج کا بنیادی چینل ہے۔ یہ PPNG اور غلام کے درمیان ان پٹ اور آؤٹ پٹ ڈیٹا کو ایک مقررہ اپ ڈیٹ ریٹ پر منتقل کرنے کے لیے ذمہ دار ہے، جیسے کہ سینسر ریڈنگز اور ایکچویٹر کنٹرول کمانڈز۔ یہ کنٹرول منطق پر عمل درآمد کی بنیاد ہے۔
الارم CR: فوری واقعات اور الارم کی حقیقی وقت، تیز رفتار ترسیل کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ اگر کوئی غلام آلہ ناکام ہوجاتا ہے (مثال کے طور پر، شارٹ سرکٹ، تار ٹوٹنا، ماڈیول غائب)، یہ فوری طور پر اس چینل کے ذریعے PPNG کو الارم بھیجتا ہے، اس بات کو یقینی بناتا ہے کہ نظام غیر معمولی حالتوں کا فوری جواب دے سکتا ہے۔
2.3 لچکدار نیٹ ورک ٹوپولوجی سپورٹ
PPNG مختلف فیلڈ لے آؤٹ اور لاگت کے تحفظات کے مطابق متعدد PROFINET نیٹ ورک کنکشن کے طریقے پیش کرتا ہے۔
تکنیکی اصول:
سٹار ٹوپولوجی: یہ سب سے زیادہ استعمال شدہ اور تجویز کردہ ٹوپولوجی ہے۔ PPNG کا PROFINET پورٹ ایک GE- کوالیفائیڈ غیر منظم صنعتی ایتھرنیٹ سوئچ سے جڑتا ہے (مثال کے طور پر، ESWA 8-port یا ESWB 16-port سوئچ)، اور تمام PROFINET غلام آلات بھی اس سوئچ سے جڑتے ہیں۔ یہ ٹوپولوجی آسان ہے، مسائل کو حل کرنے میں آسان ہے، اور ایک بندے میں خرابی دوسروں کے مواصلات کو متاثر نہیں کرتی ہے۔
لائن (ڈیزی چین) ٹوپولوجی: اس ٹوپولوجی میں، پی پی این جی پہلے بندے سے جوڑتا ہے، جو پھر دوسرے سے جڑتا ہے، اور اسی طرح ایک سلسلہ بناتا ہے۔ یہ ٹوپولوجی سوئچ کے اخراجات اور وائرنگ کو بچاتی ہے۔ تاہم، دستاویزات میں اس بات پر زور دیا گیا ہے کہ PPNG بس کے ایک سرے پر ہونا چاہیے، اور سسٹم کی کارکردگی محدود ہو سکتی ہے کیونکہ اختتامی غلام سے ڈیٹا کو PPNG تک پہنچنے کے لیے تمام درمیانی غلاموں سے گزرنا چاہیے، جو انٹرمیڈیٹ غلاموں کی سوئچنگ کارکردگی پر تقاضے عائد کرتا ہے۔
مخلوط ٹوپولوجی: پی پی این جی اسٹار اور لائن ٹوپولاجی کے مرکب کو بھی سپورٹ کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، ایک سوئچ کو گل داؤدی زنجیر کے اندر کسی مقام پر جوڑا جا سکتا ہے، جس سے ستارے کی نئی شاخ کو بڑھایا جا سکتا ہے۔ یہ لچک پلانٹ کی پیچیدہ ترتیب کو سنبھالنے میں سہولت فراہم کرتی ہے۔
2.4 اعلی کارکردگی اور توسیع پذیری
PPNG کا ڈیزائن پیچیدہ ایپلی کیشنز میں مستحکم آپریشن کو یقینی بنانے کے لیے سسٹم کی کارکردگی کی حدود کو سمجھتا ہے۔
تکنیکی اصول:
کارکردگی کی حدود اور لوڈ کیلکولیشن: PPNG اوورلوڈ کو روکنے کے لیے، PROFINET ڈیوائسز کی تعداد کی ایک بالائی حد ہوتی ہے جنہیں یہ جوڑ سکتا ہے۔ یہ حد ایک مقررہ قدر نہیں ہے لیکن ہر ڈیوائس کے ڈیٹا اپ ڈیٹ سائیکل سے قریبی تعلق رکھتی ہے۔ دستاویزات میں 'ڈیوائس ایکوئیلنٹ' کا تصور متعارف کرایا گیا ہے: 1ms اپ ڈیٹ سائیکل والے ڈیوائس کو ایک معیاری لوڈ یونٹ سمجھا جاتا ہے۔ پی پی این جی کی زیادہ سے زیادہ بوجھ کی گنجائش 8 مساوی آلات ہے۔ اگر کسی ڈیوائس میں 2ms کا اپ ڈیٹ سائیکل ہے، تو اس کا بوجھ صرف 0.5 مساوی ڈیوائسز ہے۔ ایک 4ms سائیکل 0.25 کے برابر ہے، وغیرہ۔ لہذا، عملی کنفیگریشنز میں، مناسب طریقے سے اپ ڈیٹ سائیکل ترتیب دے کر، ایک پی پی این جی 8ms یا اس سے کم کے اپ ڈیٹ سائیکل کے ساتھ 64 ڈیوائسز تک منسلک کر سکتا ہے۔ ٹول باکس ایس ٹی ایپلیکیشن تعمیر کے عمل کے دوران ان حدود کو نافذ کرتی ہے۔
سسٹم کی توسیع: ہر مارک Vle کنٹرولر 4 PPNG ماڈیولز تک سپورٹ کر سکتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ پورا نظام نظریاتی طور پر سیکڑوں PROFINET غلام آلات کو مربوط کر سکتا ہے، بڑے، پیچیدہ کنٹرول سسٹمز کی توسیع کی ضروریات کو مکمل طور پر پورا کرتا ہے۔
2.5 کنفیگریشن اور انٹیگریشن
PPNG کنفیگریشن مکمل طور پر GE کے ControlST انجینئرنگ فریم ورک میں ضم ہے، جو صارف کو ایک ہموار تجربہ فراہم کرتا ہے۔
تکنیکی اصول:
ٹول باکس ایس ٹی کنفیگریشن ورک فلو: انجینئرز پی پی این جی ہارڈویئر کو شامل کرنے کے لیے ٹول باکس ایس ٹی 'کمپیوننٹ ایڈیٹر' کا استعمال کرتے ہیں اور مارک ویل کنٹرولر سے بیس فرم ویئر کو پی پی این جی میں منتقل کرنے کے لیے 'I/O پیک سیٹ اپ وزرڈ' استعمال کرتے ہیں۔ اس کے بعد، غلام ڈیوائس کی GSDML فائل درآمد کرکے، PROFINET آلات کو گرافیکل انٹرفیس میں ڈریگ اینڈ ڈراپ کے ذریعے شامل کیا جاتا ہے، اور مناسب I/O ڈیٹا اپ ڈیٹ کی شرحیں تفویض کی جاتی ہیں۔
متغیر کنکشن: کنفیگریشن کے بعد، PROFINET غلام ڈیوائس کا ہر I/O پوائنٹ ٹول باکس ایس ٹی میں ایک متعلقہ متغیر پیدا کرتا ہے۔ ان متغیرات کو کنٹرولر کے مقامی I/O متغیرات کی طرح گھسیٹ کر چھوڑا جا سکتا ہے، اور پیچیدہ کنٹرول کی حکمت عملیوں کو نافذ کرنے کے لیے مارک ویل کنٹرولر کی ایپلی کیشن منطق سے منسلک کیا جا سکتا ہے۔ یہ ڈیزائن پروگرامنگ کے تجربے کے لحاظ سے PROFINET ڈیوائسز کو مقامی مارک Vle I/O ڈیوائسز کے استعمال سے تقریباً الگ نہیں کرتا ہے۔
3. ہارڈ ویئر کی تفصیلات اور تنصیب
کور ہارڈ ویئر: ایک Intel EP80579 1066 MHz پروسیسر کا استعمال کرتا ہے جو QNX نیوٹرینو ریئل ٹائم آپریٹنگ سسٹم چلاتا ہے۔ ECC اور 2 GB NAND فلیش کے ساتھ 256 MB DDR2 میموری سے لیس ہے۔
بجلی کی فراہمی: عام آپریٹنگ وولٹیج 28V DC ہے، لازمی IS400UCLIH1A ID اسمبلی کے ذریعے جڑا ہوا ہے۔ یہ اسمبلی نہ صرف طاقت کی ترسیل کرتی ہے بلکہ پی پی این جی ماڈیول کے لیے لائسنس کی شناخت اور ٹرمینل بورڈ آئی ڈی کی شناخت بھی فراہم کرتی ہے۔ اس کے بغیر، PPNG ٹھیک سے کام نہیں کرے گا۔
انٹرفیس:
PROFINET پورٹ: 1 x RJ-45، PROFINET نیٹ ورک کے لیے۔
IONet پورٹس: 2 x RJ-45 (ENET1, ENET2)، IONet نیٹ ورک فالتو پن کی حمایت کرتا ہے۔
USB پورٹ: فرم ویئر بیک اپ/ریسٹور اور ابتدائی بیس لوڈ سیٹ اپ کے لیے۔
COM پورٹ: ترقی کے لیے یا ابتدائی سیٹ اپ کے لیے متبادل طریقہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔
تنصیب: ماڈیول براہ راست پینل شیٹ میٹل پر چڑھتا ہے اور اسے عمودی طور پر نصب کیا جانا چاہیے تاکہ ٹھنڈک کے لیے ہوا کے بغیر رکاوٹ کے بہاؤ کو یقینی بنایا جا سکے۔ تنصیب کے مراحل میں مکینیکل فکسنگ، PROFINET اور IONet نیٹ ورک کیبلز کو جوڑنا، ID اسمبلی اور پاور کو جوڑنا، اور آخر میں ToolboxST کے ذریعے سافٹ ویئر کنفیگریشن کو انجام دینا شامل ہیں۔
4. تشخیص اور دیکھ بھال
پی پی این جی ملٹی لیول، بصری تشخیص فراہم کرتا ہے، جو سسٹم کی ڈیبگنگ اور دیکھ بھال میں بہت زیادہ سہولت فراہم کرتا ہے۔
فرنٹ پینل ایل ای ڈی اسٹیٹس انڈیکیٹرز: ایل ای ڈی کا ایک بھرپور سیٹ ریئل ٹائم ماڈیول اسٹیٹس فراہم کرتا ہے، بشمول:
پاور، آن لائن: طاقت اور آپریشنل حیثیت کی نشاندہی کریں۔
لنک/ایکٹ: PROFINET اور IONet پورٹس کے لیے لنک کی حیثیت اور ڈیٹا کی سرگرمی دکھائیں۔
پرائمری/کنیکٹ: ٹھوس سبز اشارہ کرتا ہے کہ پی پی این جی بنیادی ہے اور تمام آلات منسلک ہیں۔ چمکنا اشارہ کرتا ہے کہ ایک یا زیادہ آلات منقطع ہیں۔
Diag: ٹھوس سرخ ایک فعال تشخیصی الارم کی نشاندہی کرتا ہے۔
OT: پیلا رنگ زیادہ درجہ حرارت کے الارم کی نشاندہی کرتا ہے۔ سرخ اشارہ کرتا ہے کہ درجہ حرارت کا سفر ہوا ہے۔
بوٹ: سٹارٹ اپ کے دوران مخصوص فلیشنگ کوڈز کے ذریعے بوٹ کی ناکامی (مثلاً میموری ٹیسٹ میں ناکامی، فرم ویئر چیکسم ایرر) کی نشاندہی کرتا ہے۔
سافٹ ویئر کی تشخیص: ٹول باکس ایس ٹی کے اندر، خود پی پی این جی کے لیے تفصیلی تشخیصی معلومات، نیز تمام PROFINET غلام آلات (مثلاً، ماڈیول پلگ/انپلگ، شارٹ سرکٹس، کمیونیکیشن کی خرابیاں) کے ذریعے رپورٹ کردہ تشخیصی الارم کو دیکھا جا سکتا ہے۔ ان تشخیصی پیغامات کو تسلیم کیا جا سکتا ہے اور دوبارہ ترتیب دیا جا سکتا ہے۔
کنٹرولر متغیرات: PPNG مارک Vle کنٹرولر کو کلیدی حیثیت کے متغیرات کا ایک سیٹ فراہم کرتا ہے (جیسے L3DIAG_PPNG_R , LINK_OK_PPNG_R , CPU_HOT_PPNG_R , BoardTmpr_PPNG_R )۔ یہ کنٹرول سسٹم لاجک اور آپریٹر انٹرفیس کو ریئل ٹائم میں PPNG کی صحت کی نگرانی کرنے اور اعلیٰ سطحی اور انٹر لاک پروٹیکشن کو لاگو کرنے کی اجازت دیتا ہے۔
