ProfiNet通信的特点及优势

ProfiNet通信的特点及优势目录一、ProfiNet概述二、ProfiNet实时通信三、ProfiNet数据交换方式四、ProfiNet特点及优势一、ProfiNet概述ProfiNet是一种基于工业以太网并遵循TCP/IP和IT标准的自动化总线通信系统。将Profibus与互联网相结合，为自动化技术提供了广泛和完整的解决方案，实现了从现场级到管理层的纵向通信集成。ProfiNet的功能包括了8个主要模块：实时通信、分散式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全、过程自动化。ProfiNet支持线形、环形、树形、星形等多种网络拓扑结构。具有很好的实时性，采用组件化设计实现与现场设备的直接连接，支持分布的自动化控制方式，是贯穿物理层到应用层的协议。一、ProfiNet概述工业以太网通常使用标准的通信协议（如TCP/IP或UDP/IP）来提高通信网络的实时性，但是由于受到网络负载的限制，报文在通过通信协议栈时会出现帧过载现象。图1-1所示是通信数据的传输过程。图1-1通信数据的传输过程一、ProfiNet概述

二、ProfiNet实时通信根据响应时间的不同，ProfiNet支持三种通讯方式：TCP/IP标准通讯、实时通讯(RT)、等时同步实时通讯(IRT)。图2-1IRT、RT、TCP/IP通讯相应时间对比二、ProfiNet实时通信2.1TCP/IP标准通讯使用TCP/IP协议的非实时通讯通道，响应时间为100ms，主要用于设备参数化、组态和读取诊断数据。图2-2ProfiNetTCP/IP标准通讯二、ProfiNet实时通信2.2实时通讯(RT)使用实时通道RT，是软实时SRT(SoftwareRT)方案，响应时间为5-10ms，使用标准网络器件（如交换机）来保证实时性。使用了标签协议标识符（VLAN）对实时帧进行优先级标识，从而控制运行时间内设备之间的数据流，并利用以太网类型和帧类型标识符将帧分配到相应的实时通道中，主要用于工厂自动化。图2-3ProfiNet实时通讯(RT)二、ProfiNet实时通信

图2-4ProfiNet同步实时通讯(IRT)三、ProfiNet数据交换方式ProfiNet主要有ProfiNetIO和ProfiNetCBA两种数据交换方式。1、ProfiNetIO：主要用于实现控制器与分布式现场设备之间的数据通信。（1）ProfiNetIO设备组件配置如图3-1所示是ProfiNet系统设备组件，其中包括ProfiNetIO监控器（PC）、HMI（人机界面）和ProfiNetIO系统。图3-1ProfiNet系统设备组件三、ProfiNet数据交换方式①ProfiNetIO监控器：用于调试和诊断，一般采用可编程设备PLC或者PC。

②HMI(人机界面)：用于操作人员对设备进行操作和监控。③ProfiNetIO系统包括IO控制器、智能设备和IO设备。IO控制器：用于对连接的IO设备进行寻址，可以自动执行程序，一般是可编程控制器PLC或者PC。智能设备：智能设备作为一个IO设备与IO控制器连接。IO设备：连接到ProfiNet网络中的分布式现场设备，由IO控制器直接控制。

（2）通信方式：ProfiNetIO对分布式I/O使用实时通信(RT)和同步实时通信(IRT)协议。三、ProfiNet数据交换方式2、ProfiNetCBA：主要用于实现具有可编程功能的分布式智能现场设备和自动化设备之间的实时通信。（1）ProfiNetCBA组成：包括机械模块、PLC或智能设备模块、用户程序模块等部分。可以对网络中的各种设备的交换数据进行组态、定义、集成和控制。（2）通信方式：使用TCP/IP和RT两种基于组件的通信方式。它允许时钟周期由TCP协议的100ms量级降至RT的10ms量级，从而更适用于PLC之间的通信。（3）优势：ProfiNetCBA实现了设备系统的模块智能化，产品线上的机器之间可以进行简单通信，并且可以在全场范围内直接访问过程数据，操作更为简单方便。三、ProfiNet数据交换方式3、ProfiNet系统通信两种数据交换方式的应用ProfiNet系统中，设备与设备之间利用ProfiNetIO进行数据交换，而智能/自动化模块之间的交流则是利用ProfiNetCBA进行数据交换。如图3-2所示是ProfiNet系统中的数据交换。图3-2ProfiNet系统中的数据交换四、ProfiNet特点及优势1、ProfiNet是真正的工业以太网，采用开放式标准，可实现独立于制造商的自动化解决方案。2、使用工业无线局域网提供方便的高性能通信，同时设有故障安全通信，可以确保工厂和设备安全。3、网络拓扑结构灵活，支持线形、星形、树形和环形拓扑。可拓展性强，在使用期间可以根据需要拓展网络基础设施。4、通过一根电缆完成机器数据和标准IT数据的传输，减少了布线成本。四、ProfiNet特点及优势5、在现场设备中使用交换机以防止某段网络中的故