概论PROFINET总线技术的应用
1 前言
滑橇输送系统是汽车工厂生产线上重要的工艺组成部分，本文依托的是国内某知名品牌汽车焊装车间的滑橇输送线，该线集成有普通滚床、旋转滚床、升降机、移行机、侧顶机等设备，技术先进且集成度高。白车身通过焊装车间内的滑橇输送系统在各个工艺区之间进行输送焊接，以此保证各工艺过程节拍的协调一致，它的运行稳定性直接关系到整车的生产效率。该线的电控系统中底层控制采用的是西门子公司300系列的PLC和PROFINET总线控制技术。
2 基本介绍
PROFINET是一种新的以太网通讯技术，是由西门子公司主导开发，PROFIBUS国际组织推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。
PROFINET = PROFIBUS + 具备PROFIBUS 和IT 标准Ethernet 的开放、一致的通信+独立于制造商的工程模型+通过开放对象模型的分散自动化。
PROFIBUS是世界范围内唯一可覆盖从工厂自动化场合到过程自动化应用的现场总线标准，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线技术，保留现有投资。
3 滑橇输送系统的生产工艺
本滑橇输送系统共包含有三部分，即地板输送线、车调线和空橇返回线。工艺示意图如图3.1、图3.2、图3.3所示。
图3.1中将焊接好的地板总成通过地板输送线输送至主焊工艺区，此地板输送线由1台过渡滚床、2台升降机、3台旋转滚床和11台普通滚床组成。输送方式分为自动和手动两种方式，自动方式下采用同步输送。
图3.2中将焊接好的白车身通过车调线输送至空橇返回系统，在此车调线上完成"四门一盖"的安装及车身补焊打磨等调整。此车调线由1台移行机、1台过渡滚床、2台旋转滚床、3台升降机和23台普通滚床组成，其中移行机用于存储转运。输送方式分为自动和手动两种方式，自动方式下采用同步输送，工位节拍手动可调。
图3.3中将完整的白车身通过空橇返回线输送至焊涂车间转运的摩擦轮输送系统，此空橇返回线由1台侧顶机、1台升降机、2台过渡滚床、3台旋转滚床和7台普通滚床组成，其中侧顶机用于车橇分离。输送方式分为自动和手动两种方式，自动方式下采用同步输送。
使用SFC51/SFB52/SFB54诊断PROFINET IO使用入门
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1 解决方案
1.1 项目介绍
图 1 PROFINET IO网络拓扑，用于SFC51/SFB52/SFB54的诊断。其中CPU319-3PN/DP用做IO控制器，SCALANCE
X交换机和ET200S, ET200Eco作为IO设备进行连接。
图 1 PROFINET IO网络拓扑
本例中使用到的主要硬件和软件如下：
名称 数量 版本 订货号
CPU319-3PN/DP 1 V2.8 6ES7 318-3EL00-0AB0
SCALANCE X208 1 V4.0 6GK5 208-0BA10-2AA3
SCALANCE X201-3P IRT 1 V4.1 6GK5 201-3BH00-2BA3
IM151-3 PN 1 V6.1 6ES7 151-3BA23-0AB0
IM151-3 PN FOC 1 V4.0 6ES7 151-3BB21-0AB0
PM-E 2 6ES7 138-4CA01-0AA0
2DO HF 2 6ES7 132-4BB01-0AB0 ET200 eco PN 1 6ES7 142-6BG00-0AB0
Step7 1 V5.4+SP5
1.2 硬件组态
按照1.1中的硬件在Step7中进行组态。然后分配设备名，下载组态数据到CPU319中，具体设置设备名以及完成PROFINET通讯，请参考网站下载中心《S7-300 PROFINET IO 通讯快速入门》72325620
图 2 Step7的硬件组态
其中，“Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线的100表示PROFINET总线的序号。IO设备例如SCALACNE
X和ET200上从1到5，表示PROFINET IO的设备号。
2 SFC51诊断
2.1 介绍
系统状态列表(SSL)用于描述可编程逻辑控制器的当前状态。SSL的内容只能通过系统功能进行读取，而不能修改。换言之，部分列表是虚拟列表，只是在有特殊请求时由CPU的操作系统所创建。
1 profinet协议分析
Profinet协议不开放，拿不到协议文本。
和Profibus还是有区分的，根据报文类型来分分为两种，一种是所谓非即时数据，通过TCP/UDP/IP协议栈来传递，一般用于plc与PLC之间或者与组态软件之间的对等通讯；另一种是即时数据，叫做Profinet
IO，则直接跳过TCP/UDP/IP，以西门子自有的低层协议来实现，用于I/O数据高速交换。
其中绿色的部分是Profinet IO协议栈。
一般的以太网交换机不能支持Profinet IO协议，因此组建Profinet网，需要购买西门子的以太网交换机。不过好像Cisco也有少数支持Profinet IO的型号。
工程师是通过工控产品或项目接触到PROFINET的，产品或项目对PROFINET的需求属于标准不同的组成部分，所以往往会片面的理解PROFINET。就像我最初是从通信的角度理解，所以当时认为PROFINET只是一种通信协议。而码发帖的目的就是为了全面、精确 的理解PN，所以这么初级的问题也不能放过。
PROFINET英文全称是Process Field Net，是由PROFIBUS国际组织PI（PROFIBUS International）推出的，是新一代的基于工业以太网技术的自动化总线标准，包含实时通信、分布式现场设备、运动掌握、分布式自动化、网络安装、平安、过程掌握、IT标准等部分。 2
PROFINET通信等级
本文包括如下几个主题：工业以太网和PROFINET技术；PROFINET通信等级；PROFINET实现不同通信等级的方法。
1、工业以太网和PROFINET技术
工业以太网是用于工业自动化环境中、符合IEEE 802.3标准的以太网。工业以太网采用IEEE 802.1D(媒体访问控制网桥)规范和IEEE 802.1Q(局域网虚拟网桥)规范，通过使用全双工通信技术、优先响应技术、流量控制技术及虚拟局域网技术，可以将其实时响应时间做到5-10ms左右。工业以太网和商业以太网是兼容的。
PROFINET技术是国际组织PI推出的一种总线技术，它基于工业以太网技术、TCP/IP技术和IT技术，是一种实时以太网技术。2000年年底，PROFINET作为第10种现场总线列入了IEC61158标准中。PROFINET技术包括PROFINET IO和PROFINET CBA两部分，它们基于不同的通信模型。
① PROFINET IO
PROFINET IO用来完成工业自动化中分布式系统的控制，主要包括如下三种角色：IO控制器、IO设备和IO监视器； 本文来自
◆IO控制器(IO Controller)
PROFINET IO系统的主站，执行各种控制任务，包括：执行用户程序、与IO设备进行数据交换、处理各种通信请求等；
◆IO设备(IO Device)
PROFINET IO系统的从站，由分布于现场的、用于获取信号的模块、传感器及执行器组成；
◆IO监视器(IO Supervisor)
IO监视器用来组态、编程，并将相关的数据下载到IO控制器中，还可以对系统进行诊断和监控。最常见的IO监视器是用户的编程电脑。
② PROFINET CBA
PROFINET CBA(Component-Based Automation)是基于组件的自动化，它适用于设备/系统之间的通信。如果说PROFINET IO是控制器与现场设备的IO数据交换，那么PROFINET CBA则提供了多个IO系统之间的标准接口，可以组成更大的系统。
