PROFINET网络：功效达成

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：可以通过同样的方式，使用一个代理服务器将现场总线网络接入到PROFINET中。PROFINET能够实现与现场总线的无缝集成。PROFINET由PRO-FIBUS国际组织推出，是基于工业以太网技术的自动化总线标准。PROFINET提出了两种工业以太网的通信机制，采用TCP／IP通道来实现非实时数据的传输。PROFINET定义了报文的优先权，规定了7级的优先级。因此PROFINET获得等同甚至超过传统现场总线系统的实时性能。

在管理层的信息网络和PROFINET系统之间连接一个路由器可以优化PROFINET系统的性能，如图9-13所示。

在PROFINET网络中，通过集成PROFI-NET接口，分布式现场设备可以直接连接到PROFINET上。可以通过代理服务器（Proxy）将PROFIBUS、INTERBUS等现场总线集成到PROFINET中，如图9-14所示。可以通过同样的方式，使用一个代理服务器将现场总线网络接入到PROFINET中。

PROFINET能够实现与现场总线的无缝集成。PROFINET可以满足各种从高性能到等时同步的实时通信，并已经成为现场总线国际标准IEC61158的第10类型。PROFINET由PRO-FIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是基于工业以太网技术的自动化总线标准。PROFINET完全兼容工业以太网和现有现场总线（如PROFIBUS）技术。

PROFINET提出了两种工业以太网的通信机制，采用TCP／IP通道来实现非实时数据的传输。如用于设备参数、组态和读取诊断数据的传输。而实时数据的传输是将OSI模型的第3层和第4层进行旁路，实现实时数据通道，传输的实时数据存放在实时堆栈上，实现传输时间的确定性。PROFINET定义了报文的优先权，规定了7级的优先级。其中最高级用于硬实时数据的传输。

PROFINET包括8个主要功能模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和网络安全、故障安全和过程自动化。结构示意如图9-15所示。

图9-14 通过代理设备将PROFIBUS、INTERBUS集成到PROFINET中

图9-15 PROFINET结构

PROFINET支持3种通信方式：

1.TCP／IP标准通信

PROFINET基于工业以太网技术，使用TCP／IP和IT标准。TCP／IP是IT领域关于通信协议方面事实上的标准，其响应时间大概在100ms量级，对于工厂控制级应用来说，这个响应时间足够。

2.实时（RT）通信

对于传感器和执行器设备间数据交换，系统对响应时间要求更为严格，需5～10ms。对于基于TCP／IP的工业以太网技术，使用标准通信栈来处理过程数据包需要很可观的时间，因此，PROFINET提供一个优化的、基于以太网第2层（Layer2）的实时通信通道，通过该通道，极大地减少了数据在通信栈中的处理时间。因此PROFINET获得等同甚至超过传统现场总线系统的实时性能。

3.同步实时（IRT）通信

在现场级通信中，对通信实时性要求最高的是运动控制。伺服运动控制对通信网络提出极高要求，在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1μs，以保证及时、确定的响应。

PROFINET网络：功效达成

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