当前位置：文档之家 › PROFInet

PROFInet

  • 格式：doc
  • 大小：31.50 KB
  • 文档页数：3

PROFInet
PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一
代基于工业以太网技术的自动化总线标准。作为一项战略性的技术创新，PROFINET
为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控
制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作
为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，
保护现有投资。
PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，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标准和信
息安全、故障安全和过程自动化。
1. PROFINET实时通信

根据响应时间的不同，PROFINET支持下列三种通讯方式：
TCP/IP标准通讯

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，尽管其响应时间大概在100 ms的量级，不过，对于
工厂控制级的应用来说，这个响应时间就足够了。
实时（RT）通讯

对于传感器和执行器设备之间的数据交换，系统对响应时间的要求更为严格，因
此，PROFINET提供了一个优化的、基于以太网第二层（Layer 2）的实时通讯通道，
通过该实时通道，极大地减少了数据在通讯栈中的处理时间，PROFINET实时通讯（RT）
的典型响应时间是5－10ms
同步实时（IRT）通讯

在现场级通讯中，对通讯实时性要求最高的是运动控制（Motion Control），
PROFINET的同步实时（Isochronous Real-Time, IRT）技术可以满足运动控制的高速
通讯需求，在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1μs，以此来
保证及时的、确定的响应。
2. PROFINET分布式现场设备：

通过集成PROFINET接口，分布式现场设备可以直接连接到PROFINET上。
对于现有的现场总线通讯系统，可以通过代理服务器实现与PROFINET的透明连
接。例如，通过IE/PB Link（PROFINET和PROFIBUS之间的代理服务器）可以将一个
PROFIBUS网络透明的集成到PROFINET当中，PROFIBUS各种丰富的设备诊断功能同样
也适用于PROFINET。对于其他类型的现场总线，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当中。
3. PROFINET运动控制

通过PROFINET的同步实时（IRT）功能，可以轻松实现对伺服运动控制系统的控
制。
在PROFINET同步实时通讯中，每个通讯周期被分成两个不同的部分，一个是循
环的、确定的部分，称之为实时通道；另外一个是标准通道，标准的TCP/IP数据通
过这个通道传输。
在实时通道中，为实时数据预留了固定循环间隔的时间窗，而实时数据总是按固
定的次序插入，因此，实时数据就在固定的间隔被传送，循环周期中剩余的时间用来
传递标准的TCP/IP数据。两种不同类型的数据就可以同时在PROFINET上传递，而且
不会互相干扰。通过独立的实时数据通道，保证对伺服运动系统的可靠控制。
4. PROFINET与分布式自动化

随着现场设备智能程度的不断提高，自动化控制系统的分散程度也越来越高。工
业控制系统正由分散式自动化向分布式自动化演进，因此，基于组件的自动化
（Component Based Automation，CBA）成为新兴的趋势。工厂中的相关的机械部件、
电气/电子部件和应用软件等具有独立工作能力的工艺模块抽象成为一个封装好的组
件，各组件间使用PROFINET连接。通过SIMATIC iMap软件，即可用图形化组态的方
式实现各组件间的通讯配置，不需要另外编程，大大简化了系统的配置及调试过程
通过模块化这一成功理念，可以显著降低机器和工厂建设中的组态与上线调试时
间。在使用分布式智能系统或可编程现场设备、驱动系统和I/O时，还可以扩展使用
模块化理念，从机械应用扩展到自动化解决方案。另外，也可以将一条生产线的单个
机器作为生产线或过程中的一个"标准模块"进行定义。作为设备与工厂设计者，工艺
模块化能够更容易、更好地对您的设备与系统进行标准化和再利用。使您能够对不同
的客户要求更快、更具灵活性地作出反应。您可以对各台设备和厂区提前进行预先测
试--极大地缩短系统上线调试阶段。作为系统操作者，从现场设备到管理层，你都可
以从IT标准的通用通讯中获得好处。对现有系统进行扩展也很容易。
5. PROFINET网络安装

PROFINET支持除星形、总线形和环形拓扑结构。为了减少布线费用，并保证高度
的可用性和灵活性，PROFINET提供了大量的工具帮助用户方便的实现PROFINET的安
装。特别设计的工业电缆和耐用连接器满足EMC和温度要求，并且在PROFINET框架
内形成标准化，保证了不同制造商设备之间的兼容性。
6. PROFINET IT标准与网络安全
PROFINET的一个重要特征就是可以同时传递实时数据和标准的TCP/IP数据。在
其传递TCP/IP数据的公共通道中，各种业已验证的IT技术都可以使用（如http、HTML、
SNMP、DHCP和XML等）。在使用PROFINET的时候，我们可以使用这些IT标准服务加
强对整个网络的管理和维护，这意味着调试和维护中的成本的节省。
PROFINET实现了从现场级到管理层的纵向通讯集成，一方面，方便管理层获取现
场级的数据，另一方面，原本在管理层存在的数据安全性问题也延伸到了现场级。为
了保证现场级控制数据的安全，PROFINET提供了特有的安全机制，通过使用专用的安
全模块，可以保护自动化控制系统，使自动化通讯网络的安全风险最小化。
7. PROFINET故障安全

在过程自动化领域中，故障安全是相当重要的一个概念。所谓故障安全，即指当
系统发生故障或出现致命错误时，系统能够恢复到安全状态（即"零"态），在这里，
安全有两个方面的含义，一方面是指操作人员的安全，另一方面指整个系统的安全，
因为在过程自动化领域中，系统出现故障或致命错误时很可能会导致整个系统的爆炸
或毁坏。故障安全机制就是用来保证系统在故障后可以自动恢复到安全状态，不会对
操作人员和过程控制系统造成损害。
PROFINET集成了PROFISafe行规，实现了IEC61508中规定的SIL3等级的故障安
全，很好的保证的整个系统的安全。
8. PROFINET与过程自动化

PROFINET不仅可以用于工厂自动化场合，也同时面对过程自动化的应用。工业界
针对工业以太网总线供电，及以太网应用在本质安全区域的问题的讨论正在形成标准
或解决方案。PROFIBUS国际组织计划在2006年的时候会提出PROFINET进入过程自动
化现场级应用方案。
通过代理服务器技术，PROFINET可以无缝的集成现场总线PROFIBUS和其它总线
标准。今天，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。集成PROFIBUS现场总线解决方案的PROFINET是过程自动化领域应
用的完美体验。
作为国际标准IEC61158的重要组成部分，PROFINET是完全开放的协议，PROFIBUS
国际组织的成员公司在2004年的汉诺威展览会上推出了大量的带有PROFINET接口的
设备，为PROFINET技术的推广和普及起到了积极的作用。随着时间的流逝，作为面
向未来的新一代工业通讯网络标准，PROFINET必将为您和您的自动化控制系统带来更
大的收益和便利。

合集下载

profinet协议基础知识

profinet协议基础知识

profinet协议基础知识Profinet是一种工业以太网协议，用于实现自动化控制领域的数据通信。

该协议定义了一组标准化的通信协议，使不同设备之间可以无缝地通信。

Profinet协议是以太网技术的扩展，用于工业自动化控制领域的数据通信。

它提供了高性能、实时性和可靠性，可以满足广泛的应用需求，包括控制、监控、数据采集、诊断以及通信等方面。

Profinet协议可以支持多种不同类型的设备，包括PLC、传感器、执行器、驱动器以及其他类型的控制器和终端设备。

它可以通过标准以太网和无线网络进行通信，并支持多播和广播机制。

Profinet协议的主要特点包括：1. 高性能：Profinet协议可以实现高速数据传输，支持1Gbps和10Gbps的传输速度。

2. 实时性：Profinet协议能够实现最低1微秒的实时响应时间，支持确定性通信。

3. 可靠性：Profinet协议具有高度可靠性和容错性，可以在网络故障时自动进行重传和恢复。

4. 灵活性：Profinet协议支持多种不同的拓扑结构和通信方式，包括点对点、广播和多播。

5. 安全性：Profinet协议可以提供高级的安全保护机制，包括加密、认证和完整性保护等方面。

Profinet协议的主要组成部分包括：Profinet IO、Profinet CBA和Profinet IRT。

Profinet IO是一个工业以太网协议，用于实现输入/输出设备到控制器之间的通信。

它提供了适用于所有PLC的数据交换服务，包括数据输入、输出、诊断和控制等方面。

Profinet CBA是一个通用的配置管理协议，用于实现设备的配置和管理。

它具有可扩展性和灵活性的特点，能够适应不同厂家和不同设备的需求。

Profinet IRT是一种实时扩展技术，可保证数据传输的实时性和确定性。

它可以提供1微秒以下的响应时间，适用于高速、高精度的控制应用。

PROFINET介绍

PROFINET介绍

PROFINET由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工业以太网技术的自动化总线标准。

作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。

PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，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标准和信息安全、故障安全和过程自动化。

一.PROFINET实时通信根据响应时间的不同，PROFINET支持下列三种通讯方式：1.TCP/IP标准通讯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，尽管其响应时间大概在100 ms的量级，不过，对于工厂控制级的应用来说，这个响应时间就足够了。

2. 实时（RT）通讯对于传感器和执行器设备之间的数据交换，系统对响应时间的要求更为严格，因此，PROFINET提供了一个优化的、基于以太网第二层（Layer 2）的实时通讯通道，通过该实时通道，极大地减少了数据在通讯栈中的处理时间，PROFINET实时通讯（RT）的典型响应时间是5－10ms3. 同步实时（IRT）通讯在现场级通讯中，对通讯实时性要求最高的是运动控制（Motion Control），PROFINET的同步实时（Isochronous Real-Time, IRT）技术可以满足运动控制的高速通讯需求，在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1μs，以此来保证及时的、确定的响应。

二.PROFINET分布式现场设备：通过集成PROFINET接口，分布式现场设备可以直接连接到PROFINET上。

西门子Profinet介绍

西门子Profinet介绍


二、西门子PROFINET介绍
1.西门子通讯通讯网络简介 西门子工业通信网络解决方案的统称SIMATIC
NET 。包括工业以太网（IEEE 802.3/802.3u）、工业移动通信、 PROFIBUS、AS-Interface和EIB总线等。 根据不同的现场应用对通信系统的数据传输量、 实时性的需求，选用不同的通信方式。 Profinet是由PROFIBUS国际组织推出，基于 工业以太网技术的自动化总线标准，兼容工业以 太网和PROFIBUS技术。
络可用性的重要手段。 S7 400-5H的CPU是支持PPROFINET的H型
CPU，以S7 400-5H CPU作为PROFINET I/O 控制器，介绍PROFINET环网组态。 环网接线图如图1。
三、PROFINET项目组态
PS 405 10A
CPU 41X-5H
RUN STOP MRES
带有两个端口的PROFINET设备适用于构建线形或环 形拓扑结构的网络。
每个PROFINET设备通过PROFINET接口进行唯一标 识，每个PROFINET 接口有： • 一个MAC地址； • 一个IP地址； • 一个设备名称。
三、PROFINET项目组态
1.PROFINET环网典型配置方式 工业网络对可用性要求较高，环网冗余是提高网
一、引言
2 西门子PLC简介 2.1 硬件部分 标准模块式结构化PLC：各种模块相互独立，并 安装在固定的机架上，构成一个完整的PLC应用 系统。如：西门子S7-300、S7-400系列。
一、引言
2.2 软件部分 Step7 Microwin：S7-200编程软件。 STEP7-Micro/WIN SMART:专为S7-200 SMART开发的编程软件。 STEP7 V5.5：西门子S7-300,S7-400,ET200 编程软件。 STEP7 V12-TIA Portal（博途）： 西门子最 新的编程软件，支持S7-300,S7-400,S71500,S7-1200。
profinet应用案例

profinet应用案例

profinet应用案例Profinet是一种现代化的工业以太网通信技术，广泛用于工业自动化领域。

它具有高速、可靠、灵活等特点，被广泛应用于许多不同的工业场景和设备中。

以下是几个Profinet应用案例及相关参考内容：1. 工业机器人：Profinet在工业机器人中的应用非常广泛。

通过使用Profinet，机器人可以与其他设备和系统进行高速和可靠的通信，实现实时数据传输和控制。

这种通信能力使得工业机器人能够与其他设备进行协同工作，提高生产效率和灵活性。

相关参考内容：以下是一些可以参考的相关内容- Profinet for Robotics Applications by Prof. Dr.-Ing. DetlefZühlke- Industrial Robots and Profinet: How to Integrate Robots into Profinet Networks by Matthias Popp- Profinet-based Communication for Robotics Control by Mario Wangler and Harald Branz2. 自动化生产线：Profinet在自动化生产线中的应用非常重要。

它可以实现各种不同设备之间的高速通信和数据交换，实现生产线上的协同工作和调度。

Profinet还可以与上层信息系统连接，实现生产数据的收集和分析，提供对生产过程的实时监控和控制。

相关参考内容：- Communication in Automation: Profinet by Prof. Dr. ChristophMüller- Practical Applications of Profinet in Automation Environment by Dr.-Ing. Gunther Kossek- Profinet Integration in Assembly Lines by Frank Hoffmann3. 过程控制系统：Profinet也被广泛应用于过程控制系统中。