ProfiNet通信的特點(diǎn)及優(yōu)勢目錄一、ProfiNet概述二、ProfiNet實(shí)時(shí)通信三、ProfiNet數(shù)據(jù)交換方式四、ProfiNet特點(diǎn)及優(yōu)勢一、ProfiNet概述ProfiNet是一種基于工業(yè)以太網(wǎng)并遵循TCP/IP和IT標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)化總線通信系統(tǒng)。將Profibus與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，為自動(dòng)化技術(shù)提供了廣泛和完整的解決方案，實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)場級到管理層的縱向通信集成。ProfiNet的功能包括了8個(gè)主要模塊：實(shí)時(shí)通信、分散式現(xiàn)場設(shè)備、運(yùn)動(dòng)控制、分布式自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)安裝、IT標(biāo)準(zhǔn)和信息安全、故障安全、過程自動(dòng)化。ProfiNet支持線形、環(huán)形、樹形、星形等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。具有很好的實(shí)時(shí)性，采用組件化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)場設(shè)備的直接連接，支持分布的自動(dòng)化控制方式，是貫穿物理層到應(yīng)用層的協(xié)議。一、ProfiNet概述工業(yè)以太網(wǎng)通常使用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議（如TCP/IP或UDP/IP）來提高通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性，但是由于受到網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的限制，報(bào)文在通過通信協(xié)議棧時(shí)會(huì)出現(xiàn)幀過載現(xiàn)象。圖1-1所示是通信數(shù)據(jù)的傳輸過程。圖1-1通信數(shù)據(jù)的傳輸過程一、ProfiNet概述

二、ProfiNet實(shí)時(shí)通信根據(jù)響應(yīng)時(shí)間的不同，ProfiNet支持三種通訊方式：TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)通訊、實(shí)時(shí)通訊(RT)、等時(shí)同步實(shí)時(shí)通訊(IRT)。圖2-1IRT、RT、TCP/IP通訊相應(yīng)時(shí)間對比二、ProfiNet實(shí)時(shí)通信2.1TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)通訊使用TCP/IP協(xié)議的非實(shí)時(shí)通訊通道，響應(yīng)時(shí)間為100ms，主要用于設(shè)備參數(shù)化、組態(tài)和讀取診斷數(shù)據(jù)。圖2-2ProfiNetTCP/IP標(biāo)準(zhǔn)通訊二、ProfiNet實(shí)時(shí)通信2.2實(shí)時(shí)通訊(RT)使用實(shí)時(shí)通道RT，是軟實(shí)時(shí)SRT(SoftwareRT)方案，響應(yīng)時(shí)間為5-10ms，使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)器件（如交換機(jī)）來保證實(shí)時(shí)性。使用了標(biāo)簽協(xié)議標(biāo)識(shí)符（VLAN）對實(shí)時(shí)幀進(jìn)行優(yōu)先級標(biāo)識(shí)，從而控制運(yùn)行時(shí)間內(nèi)設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流，并利用以太網(wǎng)類型和幀類型標(biāo)識(shí)符將幀分配到相應(yīng)的實(shí)時(shí)通道中，主要用于工廠自動(dòng)化。圖2-3ProfiNet實(shí)時(shí)通訊(RT)二、ProfiNet實(shí)時(shí)通信

圖2-4ProfiNet同步實(shí)時(shí)通訊(IRT)三、ProfiNet數(shù)據(jù)交換方式ProfiNet主要有ProfiNetIO和ProfiNetCBA兩種數(shù)據(jù)交換方式。1、ProfiNetIO：主要用于實(shí)現(xiàn)控制器與分布式現(xiàn)場設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信。（1）ProfiNetIO設(shè)備組件配置如圖3-1所示是ProfiNet系統(tǒng)設(shè)備組件，其中包括ProfiNetIO監(jiān)控器（PC）、HMI（人機(jī)界面）和ProfiNetIO系統(tǒng)。圖3-1ProfiNet系統(tǒng)設(shè)備組件三、ProfiNet數(shù)據(jù)交換方式①ProfiNetIO監(jiān)控器：用于調(diào)試和診斷，一般采用可編程設(shè)備PLC或者PC。

②HMI(人機(jī)界面)：用于操作人員對設(shè)備進(jìn)行操作和監(jiān)控。③ProfiNetIO系統(tǒng)包括IO控制器、智能設(shè)備和IO設(shè)備。IO控制器：用于對連接的IO設(shè)備進(jìn)行尋址，可以自動(dòng)執(zhí)行程序，一般是可編程控制器PLC或者PC。智能設(shè)備：智能設(shè)備作為一個(gè)IO設(shè)備與IO控制器連接。IO設(shè)備：連接到ProfiNet網(wǎng)絡(luò)中的分布式現(xiàn)場設(shè)備，由IO控制器直接控制。

（2）通信方式：ProfiNetIO對分布式I/O使用實(shí)時(shí)通信(RT)和同步實(shí)時(shí)通信(IRT)協(xié)議。三、ProfiNet數(shù)據(jù)交換方式2、ProfiNetCBA：主要用于實(shí)現(xiàn)具有可編程功能的分布式智能現(xiàn)場設(shè)備和自動(dòng)化設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通信。（1）ProfiNetCBA組成：包括機(jī)械模塊、PLC或智能設(shè)備模塊、用戶程序模塊等部分?？梢詫W(wǎng)絡(luò)中的各種設(shè)備的交換數(shù)據(jù)進(jìn)行組態(tài)、定義、集成和控制。（2）通信方式：使用TCP/IP和RT兩種基于組件的通信方式。它允許時(shí)鐘周期由TCP協(xié)議的100ms量級降至RT的10ms量級，從而更適用于PLC之間的通信。（3）優(yōu)勢：ProfiNetCBA實(shí)現(xiàn)了設(shè)備系統(tǒng)的模塊智能化，產(chǎn)品線上的機(jī)器之間可以進(jìn)行簡單通信，并且可以在全場范圍內(nèi)直接訪問過程數(shù)據(jù)，操作更為簡單方便。三、ProfiNet數(shù)據(jù)交換方式3、ProfiNet系統(tǒng)通信兩種數(shù)據(jù)交換方式的應(yīng)用ProfiNet系統(tǒng)中，設(shè)備與設(shè)備之間利用ProfiNetIO進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，而智能/自動(dòng)化模塊之間的交流則是利用ProfiNetCBA進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。如圖3-2所示是ProfiNet系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換。圖3-2ProfiNet系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換四、ProfiNet特點(diǎn)及優(yōu)勢1、ProfiNet是真正的工業(yè)以太網(wǎng)，采用開放式標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于制造商的自動(dòng)化解決方案。2、使用工業(yè)無線局域網(wǎng)提供方便的高性能通信，同時(shí)設(shè)有故障安全通信，可以確保工廠和設(shè)備安全。3、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)靈活，支持線形、星形、樹形和環(huán)形拓?fù)??？赏卣剐詮?qiáng)，在使用期間可以根據(jù)需要拓展網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。4、通過一根電纜完成機(jī)器數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)IT數(shù)據(jù)的傳輸，減少了布線成本。四、ProfiNet特點(diǎn)及優(yōu)勢5、在現(xiàn)場設(shè)備中使用交換機(jī)以防止某段網(wǎng)絡(luò)中的故