第8章工业以太网和PROFINET-2要点
8 工业以太网
8.7 台达工业以太网设备简介
2. DVPEN01-SL模块外观及功能介绍
8.7 台达工业以太网设备简介
3. DVPEN01-SL模块ModbusTCP控制寄存器
8.7 台达工业以太网设备简介
二、台达工业以太网远程I/O模块 1. RTU-EN01模块特点 （1）支持Modbus TCP 协议； （2）支持Smart PLC 、计数器、定时器、万年 历； （3）最大支持16 台数字量模块与8 台模拟量模 块； （4）支持ModbusTCP/Modbus 网关； （5）支持通过网页设定参数； （6）支持MDI/MDI-X 自动检测。
网络维护报文一般采用广播方式发送。
8.5 Ethernet/IP
三、基于Ethernet/IP的工业以太网组网 1.系统规划
确定系统应用需求
系统性能预测（带宽 、I/O数据刷新周期）
2.网络规划与网络安装
（1）设备的选择 网线的选择 连接器的选择 集线器的选择
8.5 Ethernet/IP
三、EPA的网络结构
8.3 PROFINET
一、PROFINET技术的起源 PROFINET是PROFIBUS国际组织（PNO）于 2001年8月发表的新一代通信系统。 在2003年4月IEC颁布的现场总线国际标准 IEC61158第3版中，PROFINET被正式列为国际 标准IEC61158Type10。 PROFINET是一种工业以太网标准，能够将现 场控制层和企业信息管理层有机地融合为一体。
EPA已在化工、制药等多个领域的典型装置上获 得了成功的应用性
（2）支持EPA报文与一般网络报文并行传输
（3）分层化网络安全策略
（4）基于XML的EPA设备描述与互操作
工业以太网简介
工业以太网简介一、 PROFINET接口S7-1200 PLC CPU本体上集成了一个PROFINET接口，支持以太网和基于TCP/IP和UDP的通信标准。
PROFINET接口支持10～100Mbit/s的RJ45口，支持电缆交叉自适应，因此一个标准或交叉的以太网线都可以用于这个接口。
使用这个接口可以实现S7-1200 PLC CPU与编程设备的通信、与HMI触摸屏的通信以及与其他CPU之间的通信。
提示：根据现在的发展趋势PROFINET应该是以后的主流，它优势很明显，传输和响应速度快、数据不丢失、方便。
二、支持的协议和连接资源数S7-1200 PLC CPU的PROFINET通信口主要支持以下通信协议及服务：PROFINET IO（V2.0开始）、S7通信（V2.0开始支持客户端）、TCP通信、ISO on TCP通信、UDP通信（V2.0开始）、Modbus TCP 通信、HMI通信、Web通信（V2.0开始）。
在“设备视图”中选中CPU，在巡视窗口中选择“属性”→“常规”→“连接资源”，显示界面如图1所示。
图1 连接资源数从图1中可以看出，S7-1200 PLC一共有68个连接资源，包括预留62个资源和6个动态资源，6个动态资源由系统自动分配给HMI 通信、S7通信、开放式用户通信(Open User Communication, OUC)，不能分配给PG通信、Web通信。
注意：开放式用户通信包含TCP通信、ISO-on-TCP通信、UDP 通信、Modbus TCP通信。
PG通信：代表和PC进行通信所占用的资源，如在线监控、下载程序。
HMI通信：代表和HMI通信所占用的资源。
S7通信：代表和通信伙伴建立S7通信连接所占用的资源。
开放式用户通信：代表和通信伙伴建立开放式用户通信连接所占用的资源。
Web通信：代表和Web浏览器通信所占用的资源。
动态资源：由系统自动分配的连接资源。
依据上面的解释，构成表1，其中最大连接资源=预留连接资源+动态资源。
第8章工业以太网和PROFINET-2要点
● 工业以太网和 PROFINET
3.以太网的数据链路层
IEEE802.3的封装格式是在RFCl042中定义的,这里的RFC(Request For Comment)是指有关Internet的正式文档。以太网的MAC帧由7个 域组成:前导码、帧前定界码、目的地址、源地址、长度、数据域以 及循环冗余校验CRC。
8.1 以太网和IEEE802.3
● 工业以太网和 PROFINET
3.以太网的数据链路层
目标地址和源地址都是由6字节组成。目标地址的最高位表示该地址是 单播地址还是多播地址,如果为0,则表示该目的站点为单播地址;如果为1,则 表示多播地址,即目的站点为多个地址的一组站点;如果目的地址的内容全 为1,则表示该帧为广播帧,该帧发给网络上的所有站点。地址的次高位,表示 该地址是全局地址还是局部地址,该位为0时表示全局地址;为1时表示局部 地址。全局地址由IEEE分配,这样可以保证世界上没有任何两个节点地址 是相同的;局部地址可以由网络管理员自行分配,只要保证网络内部没有两 个节点地址是一样的就行了。
8.1 以太网和IEEE802.3
● 工业以太网和 PROFINET
1. 以太网的产生
起源：上世纪60年代后期到70年代早期，夏威夷大学的 Norman Abramson开发出ALOHA网络
争用技术，无冲突处理措施
70年代中期，Xerox、Intel、Dec在PARC开发出一种基 于ALOHA的LAN网络
1990年发布的10BASE-T是以太网发展史上的一个里程碑，它在双 绞线上实现了10Mbit/s的数据传输。
1992年发布的10BASE-F系列以太网使用的传输介质是光纤。
1995年通过了快速以太网标准IEEE802.3u 。
工业通信中的Profinet技术
工业通信中的Profinet技术工业通信是指在工业环境中实现设备之间的数据交换和通信传输的技术。
在工业领域中，数据的快速、可靠和安全传输对于生产过程的控制和监测至关重要。
Profinet技术作为一种先进的工业通信协议，已经得到了广泛应用。
一、Profinet技术简介Profinet（Process Field Net）是由西门子公司推出的工业通信技术，是基于以太网的通信协议。
它使用常见的以太网硬件和TCP/IP协议，能够提供快速、可靠的实时通信。
Profinet技术结构灵活，可适用于各种工业环境和自动化应用。
它支持多种通信模式，包括实时通信、非实时通信和工程信息通信。
二、Profinet技术的特点1. 高性能：Profinet技术采用了实时性能优化和网络管理机制，能够实现微秒级的通信响应时间。
这对于工业自动化过程中的实时控制非常重要。
2. 可靠性：Profinet技术能够提供可靠的通信连接和数据传输，通过冗余机制和网络监测，能够保证数据的完整性和稳定性。
这使得在高噪声、干扰和故障环境下，Profinet仍然能够保持稳定的通信。
3. 灵活性：Profinet技术支持多种拓扑结构和网络配置方式，可以适应各种工业应用场景。
它可以与现有的工业以太网、PROFIBUS和其他自动化系统集成，提供灵活的扩展和迁移路径。
4. 安全性：Profinet技术提供了各种安全功能和机制，包括数据加密、访问控制和身份验证。
工业网络中的数据可以被安全地传输和存储，防止机密信息泄露和非法访问。
三、Profinet技术的应用1. 工业自动化：Profinet技术广泛应用于工业自动化领域，用于设备控制和监测。
它可以连接各种工业设备和传感器，实现实时数据的采集和处理。
2. 机器人控制：Profinet技术可用于机器人系统中的高速通信和数据交换。
它可以实现机器人的准确控制和协调运动，提高生产效率和质量。
3. 过程控制：Profinet技术在化工、制药和能源行业中得到广泛应用。
PROFInet网络技术
灵活实施的理念
1丶基于无线通信的全新应用领域 通过工业无线局域网，可显著降低 维护成本，提高可靠性，提供方便 的高性能通信。只有PROFINET可 以集安全性与IWLAN于一身。通过 使用IWLAN，工厂操作员可通过 SIMATIC移动式面板获得更大的移 动自由度，应用广泛，安全性高。
2丶集成PROFIsafe的PROFINET 确保工厂和设备安全 基于PROFIsafe的安全通信能够可 靠保护人员、环境和工厂。无需 专用网络部件。可不受限制地使 用标准交换机和网关，可以利用 现有网络基础设施，无需单独布 线或额外安全控制装置。此外， 可以通过工业无线局域网 （IWLAN）实现故障安全通信。
3丶PROFINET通信网络可确保设备和工厂 最佳规划 除总线拓扑外，PROFINET还支持星形、 树形和环形拓扑，从而提供高度的灵活性。 PROFINET网络安装无需专业知识，满足 所有工业环境要求。并且无需任何附加措施， 后续还可扩展。如，SCALANCE网络部件 通过安全VPN连接访问机器和系统，实现 远程维护。
用以太网是兼容的。
工业以太网常见网络结构
PC工
CP1612/ 13 工工工工
工工工工工
工工工 工工工
PC工
工工 工工工工
工工工工工
工工工 工工工
CP243- 1 S7- 200
PN
S7- 300
PN
S7- 400
PN
ET200S
CP243- 1 S7- 200 CP343- 1 S7- 300 CP443- 1 S7- 400
PROFInet不仅可以应用于分布式智能控制，而且还逐渐进入到过程自动化领域。在过程自动化 领域，PROFInet针对工业以太网总线供电以及以太网本质在安全领域应用的问题正在形成标准或解 决方案，采用PROFInet集成的Profibus现场总线可以为过程自动化工业提供优越的解决方案：
PROFINET通信等级
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 IOPROFINET 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；◆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 CBAPROFINET 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。
PROFINET总线技术基础
工业以太网和局域网都是采用TCP/IP协议，因而可 以直接和局域网的计算机互连，便于共享网络中的数 据，可以用IE浏览器访问终端数据。
4
常见网络结构
PC工
CP1612/ 13 工工工工
工工工工工
工工工 工工工
CP243- 1 S7- 200
CP343- 1 S7- 300
CP443- 1 S7- 400
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常见网络结构
PC工
工工 工工工工
工工工工工
工工工 工工工
CP243- 1 S7- 200
PN
S7- 300
PN
S7- 400
PN
ET200S
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二、技术特点
1. 兼容性好，适合于解决控制系统中不同厂商设备的 兼容和互操作等问题。
2. 数据传输速率高、传输距离远，具有10～ 100M/bits的自适应传输速率，传输距离最大可达 150km。
系统的调试工作量。 ➢ 简化了系统的维护工作量。
41
4、使用要求 ➢ 标准组件通常由设备制造商提供，采用标准化的
PCD(Profinet Component Description)文件描 述。PCD文件应用XML生成并存储。硬件组态时需 要这个文件。 ➢ 为了完成某个特殊任务，需要设计者创建组件，并 生成PCD文件。
25
第三节 PROFINET的通信技术
通信协议模型 通信等级 通信通道模型 等时同步实时通信
26
一、通信协议模型
ISO/OS I
PROFINET
7b PROFINET IO 服务 (IEC61784)
PROFINET IO 协议 (IEC61158)
PROFINET工业以太网系统课程培训报告
•
在自动化系统中使用
•
IT-技术的优势
– – – 远程访问 Web 服务 软件更新
•
相对当前系统的高级之处
– – – 更高的性能 没有数量的限制 操基于工业以太网标准
Process
Safety IT-Standards & Security Network Installation
第二部分：Profinet网络拓扑及诊断
1
SCALANCE X 交换机及其环网
2
Profinet网络拓扑
3
Profinet网络诊断
SCALANCE X 交换机
SCALANCE 是 Scalable Performance 的缩写， SCALANCE X系列是西 门子专门用于工业环境的工业以太网交换机，专门用于将数据发送给既定目 标地址的有源网络部件。
组态和参数化 诊断数据 装载 网络连接 建立用户数据通信通道
IT 应用
e.g.. HTTP SNMP DHCP...
PROFINET 应用程序 1 标准数据 实时数据
TCP/UDP 实时
PN IO with IRT
2
实时通道 RT
高性能、循环用户数据传输 事件触发的消息/报警
PROFINET/工业以太网系统 课程培训报告
2016/4/19
鉴标杆 ∙ 琢精品 ∙ 创效益
1
PROFINET/工业以太网
课程名称
课程目的
课程内容
学时
培训时间
Profinet、工业以太网
PROFINET IO组态及编程基础和PROFINET RT&IRT基础 通过PROFINET网关设备集成传统的DP系统 了解工业以太网及PROFINET PROFINET IO网络安装指导 网络的构成、功能以及实时、 SCALANCE X交换机的组态及简单配置 非实时通讯的实现过程，此外， PROFINET网络诊断 还将了解网络故障的快速诊断 SCALANCEX 交换机的组态及简单配置 内容。 基于PROFINET 网络的S7通讯 基于CP 的开放式以太网通讯 基于CPU PN接口的开放式以太网通讯
PROFINET要点
显示订货号1 PROFINET IO概述PROFINET是一种用于工业自动化领域的创新、开放式以太网标准（IEC 61158）。
使用PROFINET，设备可以从现场级连接到管理级。
• PROFINET用于自动化的开放式工业以太网标准。
• PROFINET基于工业以太网。
• PROFINET采用TCP/IP和IT标准。
• PROFINET是一种实时以太网。
• PROFINET实现现场总线系统的无缝集成。
通过PROFINET，分布式现场设备（如现场IO设备，例如信号模板）可直接连接到工业以太网，与PLC 等设备通讯。
并且可以达到与现场总线相同或更优越的响应时间，其典型的响应时间在10ms的数量级，完全满足现场级的使用。
在使用Step7进行组态的过程中，这些现场设备（IO device, IO设备）制定由一个中央控制器(IO controller, IO控制器)。
借助于具有PROFINET的能力接口或代理服务器，现有的模板或设备仍可以继续使用，从而保护PROFIBUS用户的投资。
IO Supervisor（IO监视设备）用于HMI和诊断。
在PROFINET的结构中，PROFINET IO是一个执行模块化，分布式应用的通讯概念。
PROFINET IO 能让您从您所熟悉的PROFIBUS一样，创造出自动化的解决方案。
所以不管您组态PROFINET IO或PROFIBUS，在STEP7中有着相同的应用程序外观。
2 PROFINET IO现场设备简介以下SIMATIC产品用于PROFINET分布式设备：• IM151-3 PN作为IO设备直接连接ET200S的接口模块。
• CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN作为IO控制器的CPU模块，用于处理过程信号和直接将现场设备连接到工业以太网。
• IE/PB LINK PN IO将现有的PROFIBUS设备透明的连接到PROFINET的代理设备。
• IWLAN/PB LINK PN IO将PROFIBUS设备通过无线的方式透明的连接到PROFINET的代理设备。
profinet和以太网区别
profinet和以太网区别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。
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和工业以太网区别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。
PROFINET 技术定义了三种类型：PROFINET 1.0 基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯PROFINET-SRT 软实时系统用于控制器与I/O 设备通讯PROFINET-IRT 硬实时系统用于运动控制工业以太网是基于IEEE 802.3 （Ethernet）的强大的区域和单元网络。
工业以太网，提供了一个无缝集成到新的多媒体世界的途径。
企业内部互联网（Intranet），外部互联网（Extranet），以及国际互联网（Internet）提供的广泛应用不但已经进入今天的办公室领域，而且还可以应用于生产和过程自动化。
继10M波特率以太网成功运行之后，具有交换功能，全双工和自适应的100M 波特率快速以太网（Fast Ethernet，符合IEEE 802.3u 的标准）也已成功运行多年。
最新第8章-工业以太网课件精品文档
工业以太网
8.1 工业以太网简介
三、通信非确定性的缓解措施
(4) 采用交换式以太网技术 ● 在传统的以太网中，多个节点共享同一个传输介质，共享网络
的固定带宽。 ● 交换机接收并存储通信帧，根据目的地址和端口地址表，把通
信帧转发到相应的输出端口，为连接在其端口上的每个网络节 点提供独立的带宽。使不同设备之间产生冲突的可能性大大降 低。
三、以太网的通信帧结构与工业数据封装 以太网的帧结构与封装过程
工业以太网
8.2 以ห้องสมุดไป่ตู้网的物理连接与帧结构
三、以太网的通信帧结构与工业数据封装
帧头 8字节
地址+类型 IP首部 14字节 20字节
TCP首部 20字节
工业控制数据包
CRC校验 4字节
地址 功能码 数据 校验码
TCP/IP封装的工业控制数据包
(4) 网络供电
● 网络传输介质在用于传输数字信号的同时，还为网络节点设备传递工作电源者，被
称之为网络供电。
● 工业以太网目前有两种供电方式，一种利用5类双绞线现有的信号接收与发送两对 线缆，另外一种采用5类线缆中空闲线对网络节点供电。
工业以太网
8.1 工业以太网简介
二、工业以太网的特色技术
(5) 本质安全 本质安全是指将送往易燃易爆危险场合的能量，控制在引起火 花所需能量的限度之内，从根本上防止在危险场合产生火花而 使系统安全得到保障。 目前以太网收发器的功耗较高，设计低功耗以太网设备还存在 一些难点，真正符合本质安全要求的工业以太网还有待进一步 努力。对应用于危险场合的工业以太网交换机等，目前一般采 取隔爆型作为防爆措施。
工业以太网
8.3 TCP/IP协议组
四、传输控制协议TCP
技术解读PROFINET、EthernetIP等7种主流工业以太网
技术解读PROFINET、EthernetIP等7种主流工业以太网写在面前（文中部分链接仅在扩展链接有效）大家好，我是小智，智能制造之家号主~前面我们汇总了各种各样的接口、总线与工业以太网等：最全整理工业通讯上的领域各种总线+协议+规范+接口—数据采集与控制也整理了工业以太网的基础知识：必备的工业以太网的基础知识今天我们来聊一聊各种主流的工业以太网~PROFINET、POWERLINK、ETHERNET/IP、ETHERCAT、SERCOSIII、MODBUS TCP、CC-LINK IE.....今天算是总体汇总介绍，填上次在文章：工业通讯网络层级全解读，解析工业网络的自动化金字塔当中提到的会技术分析PROFINET、POWERLINK、ETHERNET/IP、ETHERCAT等各大工业以太网的坑，后续继续逐步推出细化的推出相关文章~今天的内容：01 通讯中的自动化金字塔02 技术分析主流工业以太网03 网络化与软件化的自动化04 未来的工业通信01 通讯中的自动化金字塔说到自动化金字塔，我想每一个智造领域的技术人员应该都很清楚，从传感器/执行器通讯，到现场总线，再到实时以太网，以及办公网络，不同的层级与环境可以采用不同的通讯方式，今天的主要内容就是图中红色部分，实时以太网~自动化部件之间的高效通讯一直是生产系统必不可少的的前提之一，典型的自动化部件有以下几类：PLC控制器，HMI面板、驱动、远程IO、传感器与执行器等，正是由于通讯系统连接了各种各样的自动化部件，使他们构成一个有机的整体~在通讯的自动化金字塔中，不论是从事PLM、还是MES/MOM、SCADA、PLC、驱动等，通讯都会伴随着你，在IT、OT融合的时代，CT（通讯技术）起到了至关重要的作用，被炒得火热的万物互联，通讯始终是基石~02 技术分析主流工业以太网下面我们还是回到今天的主要话题：工业以太网我想下面的各个组织与工业以太网大家应该都很熟悉，我就不再赘述我们所说的工业以太网是基于以太网，那到底二者之间有什么样的关系呢？如果看到了这里，你不知道7层协议，不知道以太网在哪些层，不知道TCP、UDP等等，那建议你可以先补一补基础知识：网络的OSI七层模型和TCP/IP五层模型 | 网络基础（三）或者不用接着往下看了~比如我现在问你，PROFINET的TCP/IP标准通信、PROFINET RT和PROFINET IRT有什么区别？你或许可以从今天的文章中获得答案。
profinet和以太网区别
Profinet和以太网的区别PROFINET是一个开放式的工业以太网通讯协定，主要由西门子公司和PROFIBUS & PROFINET国际协会所提出。
其基础是应用TCP/IP及资讯科技的相关标准，是一种实时的工业以太网。
PROFINET=PROFIbus+etherNET，是把Profibus的主从结构移植到以太网上，所以profinet会有与PROFIbus的Master和Slave对应的Controller和Device。
另外由于profinet是基于以太网的，所以可以有以太网的星型、树形、总线型等拓扑结构。
所以profinet就是把profibus的主从结构和ethernet的拓扑结构相结合的产物。
PROFIBUS是一个用在自动化技术的现场总线标准，是一种具有广泛应用的、开放的数字通信系统，适合于快速、时间要求严格的应用和复杂的通信任务，特别适用于工厂自动化和过程自动化领域。
在1987年由德国西门子公司等十四家公司及五个研究机构所推动，是工业控制领域中的主流现场总线标准，被纳入国际标准IEC 61158和IEC 61784中。
主要应用于工业通信、加工制造、过程控制、工厂自动化、交通电力等领域。
市场调查确认，在德国和欧洲市场中PROFIBUS占开放性工业现场总线系统的市场超过40％，截止2008年底，超过2 800万个设备节点被安装。
在2006年，PROFIBUS成为中国第一个工业通信领域现场总线技术国家标准：GB/T 20540-2006。
以太网（Ethernet）指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。
以太网络使用CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术，并以10M/S的速率运行在多种类型的电缆上。
以太网与IEEE802.3系列标准相类似。
包括标准的以太网（10Mbit/s）、快速以太网（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太网。
profinet——完整的网络解决方案
profinet——完整的网络解决方案篇一：工业以太网通信标准PROFInet及其应用工业以太网通信标准PROFInet及其应用发布日期：2011-09-27浏览次数：2110分享到：【摘要】：随着信息技术技术的飞速发展,当今自动化技术的发展正日益受到信息技术原理及其标准的重大影响。
在自动化领域中集成信息技术可以为企业内部自动化系统间的全局通信提供解决方案,基于工业以太网通信标准的PROFInet通信技术使这种集成成为可能。
PROFInet是Process Field Net的缩写,它是Profibus客户、生产商与系统集成联盟协会推出的在PROFIBUS与以太网间全开放的通信协议。
1 引言随着信息技术技术的飞速发展,当今自动化技术的发展正日益受到信息技术原理及其标准的重大影响。
在自动化领域中集成信息技术可以为企业内部自动化系统间的全局通信提供解决方案,基于工业以太网通信标准的PROFInet通信技术使这种集成成为可能。
PROFInet是Process Field Net 的缩写,它是Profibus客户、生产商与系统集成联盟协会推出的在PROFIBUS与以太网间全开放的通信协议。
PROFInet是一种基于实时工业以太网的自动化解决方案,包括一整套完整高性能并可升级的解决方案,可以为PROFIBUS及其他各种现场总线网络提供以太网移植服务;PROFInet标准的开放性保证了其长远的兼容性与扩展性,从而可以保护用户的投资与利益。
PROFInet可以使工程与组态、试运行、操作和维护更为便捷,并且能够与PROFIBUS以及其它现场总线网络实现无缝集成与连接。
工程实践证明,在组建企业工控网络时采用PROFInet通讯技术可以节省近15%的硬件投资。
2 PROFInet通讯标准PROFInet可以提供办公室和自动化领域开放的、一致的连接。
PROFInet方案覆盖了分散自动化系统的所有运行阶段,它主要包含以下方面:（1）高度分散自动化系统的开放对象模型（结构模型）;（2）基于Ethernet的开放的、面向对象的运行期通信方案（功能单元间的通信关系）;（3）独立于制造商的工程设计方案（应用开发）。
profinet和以太网区别有哪些
profinet和以太网区别有哪些1、PROFINET：实时以太网。
基于工业以太网，具有很好的实时性，可以直接连接现场设备，使用组件化的设计，PROFINET支持分布的自动化控制方式。
PROFINET技术定义了三种类型:PROFINET1.0基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯；PROFINET-SRT软实时系统用于控制器与I/O设备通讯；PROFINET-IRT硬实时系统用于运动控制。
PROFINET也是一种新的以太网通讯系统，是由协会开发。
PROFINET具有多制造商产品之间的通讯能力，自动化和工程模式，并针对分布式智能自动化系统进行了优化。
其应用结果能够大大节省配置和调试费用。
PROFINET系统集成了基于系统，提供了对现有系统投资的保护。
它也可以集成其它现场总线系统。
2、以太网：基本特征是采用一种称为载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection)的共享访问方案，即多个工作站都连接在一条总线上，所有的工作站都不断向总线上发出监听信号，但在同一时刻只能有一个工作站在总线上进行传输，而其它工作站必须等待其传输结束后再开始自己的传输。
以太网有四类：一是标准以太网：开始以太网只有10Mbps的吞吐量，使用的是带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD，CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection)的访问控制方法，这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。
以太网可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线和光纤等多种传输介质进行连接，并且在IEEE802.3标准中，为不同的传输介质制定了不同的物理层标准，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度(基准单位是100m)，Base表示“基带”的意思，Broad代表“宽带”。
工业以太网讲义课件
以太网帧结构
Ethernet Header
Data Field
PA SFD DA SA Type Data Packet
7 1 66 2
46-1500 bytes
采用以太网与TCP/IP相结合的方法
标准：HSE、EtherNET/IP和Modbus/TCP 说明：它们是建立在以太网和TCP/IP协议基础上的数 据传递。提高实时性的主要手段包括提高通信速率,控 制网络负荷以及采用全双工交换技术。 然而,交换式以太网并不是实时通信最终的解决方 案, 当多个数据流同时到达交换机时,需要将其缓存后 从目的端口顺序输出,此时多路转换和缓存的时间取决 于不同交换机的具体实现方式和网络的负载情况,其值 仍是一个不确定的数值。在许多工业应用环境中,需要 一个设备同时向多个设备发送数据(如广播或发布/预定 关系)。交换式以太网更适合于点对点的数据交换，当 广播或多播报文同时传递到一个端口时会造成数据传 递的时延。
(2) 解决带宽需求问题。
以太网最初的数据传输速度只有10Mbit/s，随着1996年快速 以太网标准的发布。以太网的速度提高到了100Mbit/s。1998年， 千兆以太网标准的发布将其速度提高到最初速度的100倍。最初的以 太网需要1.2毫秒才能传送一个1518字节大小数据；现在，快速以太 网已经将这一时间减少到120秒；如果采用千兆以太网，这一时间只 需12微秒。
带宽预留式调度方式的缺点是，当现场环境中一个 网段包含大量的网络节点，节点间随机性通信频繁时， 调度算法的效率不高。
(2) 基于时间片的分时调度方式
PROFINET基于以太网标准要点
High Availability
Plant wide Engineering
Quick Reaction Times
Industrial approved Installation
Industrial Automation
Efficient Network and
Device Diagnostics
7
8
现场通信中的 QoS 要求
Service & Support
实时概念 PROFINET 系统 PN IO with RT PN CBA with RT PN IO with IRT
QoS 级别 1 2 3 4
应用类型 控制器之间 分布式 IO 设备 运动控制 组态编程/参数
反应时间
抖动
100ms
Integration of existing
Plants
Configurable Access Protection
Safety approved Applications
4
5
PROFINET – 基于工业以太网标准
Service & Support
实时概念 PROFINET 系统 PN IO with RT PANnsCwBeAr:wPiRthOFRITNET PN IO with IRT
?使用专用交换技术和全双工 FCX 通道
?遵循 IEEE802.1D/Q 的优先级别，采用服务类别 CoS 机制 – 时间要求严格的应用场合 – “尽力“ 应用场合
?优化设备处理时间
11
12
分类
Service & Support 实时概念 PROFINET 系统 PN IO with RT PN CBA with RT PN IO with IRT
最新-物流系统中PROFINET工业以太网的作用 精品
物流系统中PROFINET工业以太网的作用以多家著名自动化会员公司例如西门子、菲尼克斯为代表的国际组织推出了基于实时工业以太网的协议标准。
各个厂商以此协议标准推出了各种自动化产品和解决方案，为当前的自动化用户提供了一个简单可靠、完全透明的工业以太网平台的解决方案。
同时由于能够全面的支持技术，更好的融入企业生产管理系统，使得信息流、控制流一网到底成为可能。
的最主要特点如下[2]1数据通讯实时、稳定。
以太网主要使用在对数据通讯实时性要求不高的办公系统中，由于基于的通讯技术使得在网络负载很高的情况下，系统无法确定数据传递的时间。
针对自动化实时性的需求，规定了3种不同的通讯方式，确保数据通讯实时、稳定和安全，满足现场设备的不同实时通信要求。
2多元化的网络拓扑架构。
利用工业网络交换机很容易组成星型、树型、环形等适合现场设备布局的系统架构。
同时基于在和等无线技术的给用户带来全方位的组网优势，更好地适应系统现场的要求。
3全面兼容标准的。
全面兼容标准，很容易实现各种的信息技术，并借助现有成熟的软件和方案，给自动化系统提供更好、更快的方案。
为了满足自动化系统的实时性要求，协议提供了3种不同等级的通信方式，主要特点如下。
标准通讯协议仍然保留了和协议标准，因此同样具有，和等标准的应用层协议，全面兼容的通讯技术。
虽然该通讯方式的响应时间大概在100的量级，但是完全能够满足工厂级信息流控制的应用要求。
实时通讯在分布式控制系统中，主控制器与远程从站之间数据交换的响应时间要求十分苛刻，典型的时间为10量级，原有的通讯方式无法满足这么高的实时性要求。
协议标准提供了一个优化的，基于二层的实时通讯通道。
经过交换机的时候，数据无需达到层就直接转出，减少了数据在交换机中的处理时间，提高了数据传递的速度。
同时中按照8021将这些数据包区分优先级，让交换机优先处理数据包，更好的满足设备层的实时性要求。
同步实时通讯运动控制在控制系统中，对于实时性要求最高，一般对于数据传递的要求要小于10。
profinet协议基础知识
profinet协议基础知识
Profinet协议是一种工业以太网协议，用于工业自动化领域中的实时通信。
这种协议具有高速传输数据、实时性、灵活性、可靠性和安全性等特点。
Profinet协议能够支持多种通信方式，如IO数据传输、数据采集和控制、远程诊断等功能。
Profinet协议的核心是实时通信，因此它通常用于控制和监控系统。
使用Profinet协议的设备可以在高速以太网上进行通信，从而实现实时控制和监控。
此外，Profinet协议还支持分布式控制系统，可以将控制节点分布在不同的位置，从而更好地满足工业自动化的需求。
Profinet协议还可以支持多种传输媒介，如有线以太网、无线以太网、光纤等。
这种协议还支持多种拓扑结构，如总线、星型、环形等。
这种灵活性使得Profinet协议可以应用于不同的工业自动化场景中。
总的来说，Profinet协议是一种非常重要的工业以太网协议，具有高速传输、实时性、灵活性、可靠性和安全性等特点。
工业自动化领域的许多设备和系统都运用了这种协议，因此掌握Profinet协议的基础知识对于工业自动化领域的从业人员来说非常重要。
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