Profinet周期帧实例解析
实用Profinet，从理论到使用详解
实用Profinet，从理论到使用详解1 PROFINETIO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（IEC61158）。
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（IOdevice, IO设备）制定由一个中央控制器(IOcontroller, 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。
IOSupervisor（IO监视设备）用于HMI和诊断。
在PROFINET的结构中，PROFINETIO是一个执行模块化，分布式应用的通讯概念。
PROFINETIO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PROFINETIO或PROFIBUS，在STEP7中有着相同的应用程序外观2 PROFINETIO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/PBLINKPNIO将现有的PROFIBUS设备透明的连接到PROFINET的代理设备。
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。
profinet通讯实时性、可靠性
一、简介：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。
PROFINET的实时性，需要了解PROFINET的协议和工作机制。
PROFINET具有RT和IRT两种等级的实时通讯。
PROFINET区分两类不同性能的实时周期通讯，一种是实时（RT）通讯，主要用于工厂自动化，这一类没有时间同步要求，一般只要求响应时间为5-10ms。
另一种是等时同步实时（IRT），主要用于有苛刻时间同步要求的场合例如运动控制，电子齿轮。
与此对应，PROFINET提供两类实时通讯通道具体分为RT实时通道和IRT实时通道。
另外还包括一个标准通讯通道，标准通道是使用TCP/IP协议的非实时通讯通道,主要用于设备参数化、组态和读取诊断数据。
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：1. 1TCP/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. 2. 实时（RT）通讯对于RT，通讯双方，按照Step7组态的各自的时钟周期内，向对方发送一次数据，实现实时的数据交换。
profinet通讯实时性、可靠性
一、简介：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。
PROFINET的实时性，需要了解PROFINET的协议和工作机制。
PROFINET具有RT和IRT两种等级的实时通讯。
PROFINET区分两类不同性能的实时周期通讯，一种是实时（RT）通讯，主要用于工厂自动化，这一类没有时间同步要求，一般只要求响应时间为5-10ms。
另一种是等时同步实时（IRT），主要用于有苛刻时间同步要求的场合例如运动控制，电子齿轮。
与此对应，PROFINET提供两类实时通讯通道具体分为RT实时通道和IRT实时通道。
另外还包括一个标准通讯通道，标准通道是使用TCP/IP协议的非实时通讯通道,主要用于设备参数化、组态和读取诊断数据。
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：1. 1TCP/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. 2. 实时（RT）通讯对于RT，通讯双方，按照Step7组态的各自的时钟周期内，向对方发送一次数据，实现实时的数据交换。
PROFINET基础知识介绍
工业以太网一般使用IEEE 802.3中定义的以太网标准。
针对自动化系统的网络节点辅助采用了服务质量（QOS）机制。
PROFINET作为工业以太网之一，它采用了三种不同的方法来实现。
这样既满足了普通以太网的需求，又满足了工业系统对不同应用的实时性的要求。
如下图1所示。
图1、PROFINET使用到的三种协议栈①使用了IEEE 802.3以太网标准和TCP/IP，报文结构如图2所示。
大多数的PROFINET通信是通过没有被修改的以太网和TCP/IP包来完成。
这使得可以无限制地把办公网络的应用集成到PROFINET网络中。
图2、TCP/IP报文结构②RT的通信不仅使用了带有优先级的以太网报文帧（如下图3所示），而且优化掉了OSI协议栈的3层和4层。
这样大大缩短了实时报文在协议栈的处理时间，进一步提高了实时性能。
由于没有TCP/IP的协议栈，所以RT的报文不能路由。
图3、PROFINET RT报文结构③IRT通信是满足最高的实时要求，特别是针对于等时同步的应用。
IRT是基于以太网的扩展协议栈，能够同步所有的通信伙伴并使用调度机制。
IRT通信需要在IRT应用的网络区域内使用IRT交换机。
在IRT域内也可以并行传输TCP/IP 协议包，如图4所示。
图4、PN控制器和PN设备的分片处理机制以PROFINET RT为例来理解在整个通信的过程中实时性能是如何来保证的。
从通信的终端设备（PN控制器和PN设备）来看，首先采用了优化的协议栈，这一点可以在图1的②看到。
这样一来在终端的设备上数据报文被处理的时间大大的缩短，这是实时性能保证的一个方面。
其次是终端设备上采用的分时间段处理机制，这一点可以在图5看到。
这样保证了在每个通信的循环的周期内终端设备即可以处理RT的实时数据又可以处理TCP或UDP的数据。
且在每个循环内优先处理RT的实时数据。
这里需要强调的是每个PN终端设备只对自己的负责，需要发送的数据会按发送循环发送、对于由其他设备发到自己的数据会进行立即接收，且发送和接收是并行处理。
profinet编程实例
Profinet 是一种基于以太网（Ethernet）的工业通讯协议，用于实现工业自动化和处理控制系统中设备之间的高速、实时通信。
在 Profinet 编程实例中，主要涉及到 PLC（可编程逻辑控制器）程序的编写，以便操控与 Profinet 通信的设备和传感器。
以下是一个基本的 Profinet 编程实例，该实例在 Siemens TIA Portal 中配置了一个 S7-1200 PLC：(此部分仅描述配置流程，而非代码)1. 首先，通过 Siemens TIA Portal 的“硬件配置”向器进行 PLC、IO-Link Master 和传感器（如一个示例性通用 IO-Link 设备）的硬件配置。
将这些模块添加到您的程序中，并进行控制器与设备之间的相应设置。
2. 为了简化程序结构，请为控制器创建一个新的功能块，并将其命名为“FB\_Profinet”，以便在此功能块中配置 Profinet 通信功能。
3. 在“FB\_Profinet”功能块中，您需要通过使用 TIA Portal 的编程语言（如 SCL 或LAD）创建程序，以实现与 Profinet 设备通信，如读取输入数据和发布输出数据。
4. 示例代码：假设我们使用 SCL 编程语言创建功能块：FUNCTION_BLOCK FB_ProfinetVAR_INPUTstart_communication: BOOL;END_VARVAR_OUTPUTcommunication_success: BOOL;END_VARVARconnection_request: BOOL;END_VARMETHOD ProfinetCommunicationBEGINIF start_communication THENconnection_request := TRUE;// 在这里添加用于建立 Profinet 通信连接的代码// 例如：通过读取设备描述文件 (GSD) 初始化设备连接// 并检查连接状态，确保连接处于活动状态// 然后，通过 Profinet PDO 通信读取和发送数据communication_success := TRUE;ELSEconnection_request := FALSE;communication_success := FALSE;END_IF;END_METHOD;END_FUNCTION_BLOCK;1. 将编写好的功能块添加到主程序中，并根据需要执行 Profinet 通信。
profinet主站方案
Profinet主站方案1. 引言Profinet是一种用于工业自动化领域的实时以太网通信协议。
它被广泛应用于控制系统、传感器和设备之间的通信，实现高效的数据传输和设备管理。
本文将介绍Profinet主站方案，包括主站的概述、硬件需求、软件配置、通信流程和实际应用案例。
2. 主站概述Profinet主站是Profinet网络中的控制核心，负责与从站进行通信、数据交换和设备管理。
主站可以连接多个从站，通过以太网实时通信协议传输数据。
主站的功能包括网络管理、报警处理、设备诊断和配置等。
3. 硬件需求为了搭建Profinet主站，需要以下硬件设备：•一台支持Profinet协议的工控机或嵌入式设备作为主站控制器。
•以太网交换机用于连接主站和从站。
交换机需要支持实时以太网通信。
•Profinet从站设备，如远程I/O模块、PLC控制器等。
4. 软件配置在搭建Profinet主站之前，需要进行软件配置，包括以下步骤：4.1 安装Profinet主站软件根据主站控制器的型号和厂家提供的软件，将Profinet主站软件安装到主站控制器上。
4.2 配置主站参数打开主站软件，根据具体需求配置主站的基本参数，如IP地址、端口号、通信协议等。
4.3 添加从站设备通过主站软件添加从站设备，将从站设备与主站进行关联。
根据从站设备的类型和地址配置，确保主站能够正确识别和管理从站设备。
4.4 配置数据交换配置主站和从站设备之间的数据交换方式，包括数据传输周期、数据帧长度、数据采集方式等。
5. 通信流程Profinet主站与从站之间的通信流程可以概括为以下几个步骤：1.主站与从站建立以太网连接。
2.主站向从站发送请求，要求获取相关数据。
3.从站接收请求并回复主站。
4.主站接收从站的回复，并处理数据。
5.主站向从站发送控制命令。
6.从站接收控制命令并执行。
这个通信流程在Profinet网络中周期性地重复进行，实现实时的数据交换和设备控制。
profinet编程变频器实例
1111
以下是一个使用profinet编程变频器的实例：
1. 硬件配置：打开软件，选择好PLC后进入网络视图，在右侧的库文件里找到PROFINET-DRIVERS-Siemens AG-SINAMICS找到合适的驱动，鼠标左键点击PR0FINET 10 网络，在中部的网络视图窗口中显示新建的PLC站。
修改PLC和IO设备的Device Name，并分配IP地址。
2. 配置报文：打开STATER软件，上载后在线连接，静态识别和动态识别后配置报文。
3. 编写程序：通过对配置的写入地址赋值进行控制，读取地址是状态反馈。
S7-1200通过PR0FINET周期性通讯方式将控制字1（STW1）和主设定值（NS0LL_A）发送至变频器。
在实际编程中，你可以根据具体的需求和应用场景对程序进行适当的修改和调整。
如果你还有其他问题，可以继续向我提问。
profinet java案例
profinet java案例Profinet是一种用于工业自动化领域的实时以太网通信协议，而Java是一种流行的编程语言，它可以用于开发各种类型的应用程序，包括工业自动化领域的应用。
在Profinet和Java结合的案例中，通常会涉及到使用Java编程语言来开发与Profinet通信相关的应用程序或者工具。
在Profinet和Java结合的案例中，可以涉及到以下几个方面：1. Profinet设备控制，使用Java编程语言开发控制Profinet设备的应用程序，通过Profinet协议与设备进行通信，实现设备的监控、控制和数据采集等功能。
2. 数据采集和分析，利用Java编程语言开发与Profinet设备通信的应用程序，实现对设备传感器数据的采集、分析和展示，帮助用户了解设备运行状态并进行相应的决策。
3. 设备监控和远程操作，开发基于Java的应用程序，通过Profinet协议实现对远程设备的监控和操作，包括远程开关机、参数设置等功能。
4. 故障诊断和维护，利用Java编程语言开发与Profinet设备通信的应用程序，实现故障诊断和设备维护功能，帮助用户快速定位和解决设备故障。
5. 系统集成和自动化控制，结合Java编程语言和Profinet协议，开发用于工业自动化控制系统的集成应用，实现设备之间的数据交换和协调控制。
在这些案例中，Java编程语言通常会与Profinet通信库或者开发工具结合使用，以实现与Profinet设备的数据交换和通信。
同时，开发人员还需要深入了解Profinet协议的相关知识，以便在开发过程中更好地理解和处理与Profinet设备的通信。
总的来说，Profinet和Java结合的案例可以涵盖从设备控制到数据采集、监控、维护和自动化控制等多个方面，为工业自动化领域提供了丰富的应用场景和解决方案。
python scapy profinetdcp应用实例 -回复
python scapy profinetdcp应用实例-回复【python scapy profinetdcp应用实例】Profinet是一种用于工业自动化领域的以太网通信协议，而profinetdcp （Profinet Device Configuration Protocol）是profinet协议的一部分，用于配置和管理profinet设备。
本篇文章将介绍如何使用Python的Scapy库来实现profinetdcp的应用。
第一步：了解Scapy库Scapy是一个功能强大的Python库，用于创建、发送、解析和操作网络数据包。
它可以用来构建自定义协议、网络嗅探、扫描网络和攻击等。
Scapy 提供了丰富的API，使我们能够直接操作底层的网络协议。
第二步：安装Scapy库在开始之前，我们需要先安装Scapy库。
在命令行中输入以下命令即可安装：pip install scapy第三步：导入必要的库在Python脚本中，我们需要导入Scapy库以及一些其他必要的库。
下面是需要导入的库：pythonfrom scapy.all import *from yers.inet import IP, UDPfrom yers.l2 import Ether第四步：构建profinetdcp数据包接下来，我们需要构建profinetdcp数据包。
在Scapy中，我们可以使用IP、UDP和Ether等函数来构建数据包的头部，并使用Raw函数来添加数据负载。
pythonpacket = Ether() / IP() / UDP() / Raw()在这个例子中，我们创建了一个以太网数据包，然后添加了IP头部、UDP 头部和一个空的数据负载。
第五步：设置数据包的字段为了发送有效的profinetdcp请求，我们需要设置数据包的字段。
profinetdcp协议包含许多字段，如ServiceID、XID、Type、Option、Data等。
python scapy profinetdcp实例 -回复
python scapy profinetdcp实例-回复“Python Scapy ProfiNetDCP实例”主题下的文章（1500-2000字）引言：ProfiNet是一种用于工业自动化领域的通信协议，而ProfiNetDCP是ProfiNet的设备配置协议。
Scapy是一种强大的Python库，用于网络分组操作。
结合Scapy和ProfiNetDCP，我们可以方便地操控、配置ProfiNet 设备。
本文将介绍如何使用Python的Scapy库实现ProfiNetDCP的例子。
第一部分：安装和配置Python Scapy库及ProfiNetDCP首先，我们需要安装Python和Scapy库。
打开终端或命令提示符，并执行以下命令：pip install scapy安装Scapy后，我们就可以开始使用它了。
在Python脚本中，添加以下导入语句：from scapy.all import *接下来，我们需要获取ProfiNetDCP的协议插件文件。
你可以从ProfiNet 官方网站或其他可靠的资源库下载该文件，并根据安装说明将其配置到Scapy库中。
这样，我们就可以开始使用ProfiNetDCP了。
第二部分：编写Python脚本实现ProfiNetDCP通信现在，我们可以开始编写Python脚本来使用Scapy库实现ProfiNetDCP 的例子了。
以下是一个简单的例子，用于发送和接收ProfiNetDCP消息：pythonfrom scapy.all import *from scapy.contrib.profinet import *# 定义发送和接收的IP地址my_ip = "192.168.1.100"target_ip = "192.168.1.200"# 定义发送和接收的MAC地址my_mac = "00:0a:00:00:00:01"target_mac = "00:0a:00:00:00:02"# 创建ProfiNetDCP请求消息dcp_req =Ether(src=my_mac,dst=target_mac)/IP(src=my_ip,dst=target_ip)/Pr ofinetDCP()/ProfinetDCPHelloRequest()# 发送请求消息sendp(dcp_req, iface="eth0")# 接收并解析回复消息dcp_resp = sniff(filter="ether src " + target_mac, count=1)if dcp_resp and dcp_resp[0].getlayer(ProfinetDCP):dcp_resp[0].show()else:print("No response received.")在这个例子中，我们首先指定了发送和接收消息的IP地址和MAC地址。
使用 S7-1200 通过 PROFINET 连接 UPS1600 实现周期通信
使用S7-1200 通过PROFINET 连接UPS1600 实现周期通信本文主要介绍了如何使用S7-1200 通过PROFINET 连接UPS1600（仅-2AY0 型号配备PROFINET/以太网接口）实现周期通信。
硬件和软件需求表2.软件列表UPS1600和UPS1100接线UPS1600与直流电源和UPS1100电池模块的接线，见下图。
图1.接线图操作步骤1.通过如下步骤配置计算机的IP地址，选择“控制面板>网络与共享中心>本地连接>属性”打开Internet协议版本4(TCP/IPv4)。
本例中将计算机IP地址设置为172.21.109.111。
见下图。
图2.设置计算机IP地址2. 使用UPS1600PN的PROFINET功能前必须将前面板旋钮Vthr设置为“REN”，否则UPS1600PN无法正常通信，旋钮Tb可设置到任意位置。
见下图。
图3.设置前面板旋钮3. 在STEP7 V14SP1中创建新项目，添加S7-1200并配置IP地址。
选择“设备组态>CPU网络接口>以太网地址>添加新子网>在项目中设置IP地址>IP地址”，本例中将CPU的PN口IP地址设置为172.21.109.122。
见下图。
图4.设置PLC的IP地址4. 进入“网络视图”，根据实际UPS型号和固件版本，从”硬件目录>供电与配电>电源>SITOP UPS>UPS1600”中找到UPS1600 PN，将其拖拽到网络中。
见下图。
图5.在网络试图中添加UPS16005. 为UPS1600分配控制器，点击“未分配”，在下拉菜单中选择PLC接口。
见下图。
图6.为UPS1600指定控制器6. 配置电池模块，在网络视图中用鼠标双击UPS1600，进入UPS1600的设备视图，根据实际电池的型号和数量,从从”硬件目录>供电与配电>电源>SITOP UPS>UPS1100”中拖拽电池到机架插槽1~6。
Profinet周期帧实例解析
PROFINET 过程数据报结构下图展示了一个PROFINET 周期性过程数据报的一般结构：此结构基于使用VLAN 标签的第二层以太网帧。
当每个PROFINET IO 设备和PROFINET IO 控制器发送VLAN 域的时候，有可能被中间的网络交换机移除掉。
分析报文的时候这个需要考虑到。
C_SDU 域包含需要传输的数据。
带VLAN 的以太网帧的最小长度是64 字节，如果C_SDU 域的长度小于40 字节会自动填补。
APDU 状态域包含周期计数和额外的状态字节。
C_SDU 由两种类型的数据组成：IO 数据对象IOCS 对象每个数据项与一个特定的子模块相连。
IO 数据对象包括过程数据和子模块的相关IOPS。
IOCS 对象仅仅包含子模块的IOCS。
一个C_SDU 常常包含多个对象。
在C_SDU 中的过程数据的实际位置已经在连接开始的时候的RPC Connect Service 中被参数化。
在两个相邻的项目中可能被插入额外的填充值。
数据项的结构由下图展示。
通常IOPS 和IOCS 的长度为一字节。
解析示例下面通过一个例子描述整个过程数据报的解析过程。
解析的帧是一个输入IOCR。
提取结构信息第一步要从RPC Connect Service 中分析出需要的结构信息。
通过WireShark 很简单就能完成。
下图展示了RPC Connect Request 和需要被用来解析一个Input IOCR 报文的部分。
红色框住的是Input IOCR 的描述，包含了帧ID 和在C_SDU 里面的数据项的偏移值。
相关的过程数据能从黄色框中的Submodule Requests 提取。
开始解析需要创建一个包含所有数据项偏移值的列表。
这些信息从IOCR Block Request 中提取。
在本例中我们主要关注Input IOCR。
帧中帧ID 是0x8000。
Output IOCR 帧ID 必须从RPC Connect Response 帧中提取出来，Output IOCR 帧ID 由设备分配。
python scapy profinetdcp应用实例
Scapy是一个强大的Python库，用于发送、嗅探、分析和伪造网络数据包。
它支持大量的网络协议，并允许用户轻松地创建自定义的网络数据包。
PROFINETDCP是PROFINET协议的一个组成部分，用于建立和管理PROFINET通信的连接。
下面是一个使用Scapy来创建和发送一个PROFINETDCP数据包的简单示例：pythonfrom scapy.all import *# 定义PROFINETDCP层的字段class PROFINETDCP(Packet):name = "PROFINETDCP"fields_desc = [ ByteField("type", 1),XShortField("length", None),# 其他字段...]# 创建一个IP/UDP/PROFINETDCP数据包packet = IP(dst="192.168.1.1")/UDP(dport=32000)/PROFINETDCP()# 发送数据包send(packet)在这个示例中，我们首先导入Scapy库。
然后，我们定义了一个名为PROFINETDCP的自定义数据包类，它继承自Packet类，并定义了PROFINETDCP层的字段。
我们为字段指定了名称和数据类型，并为某些字段指定了默认值。
接下来，我们创建了一个包含IP层、UDP层和PROFINETDCP层的数据包。
我们使用IP()函数创建一个IP层，指定目标地址为"192.168.1.1"。
然后，我们使用UDP()函数创建一个UDP 层，指定目标端口为32000。
最后，我们将PROFINETDCP层附加到数据包中。
最后，我们使用send()函数发送数据包。
这将通过网络发送数据包，并等待响应。
请注意，这只是一个简单的示例，用于演示如何使用Scapy创建和发送PROFINETDCP数据包。
ProfiNet以太网协议分析
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2013 年 2 月下·冶金电气·
37
| 电气技术 Electric Technology
过程 中 所 抓 取 的 ProfiNet 网 络 报 文 数 据 如 图 13 所示。
图 13 WireShark 抓取的报文信息
捕获的数据报文忠实地记录了每次通信报文 的数据内容，ProfiNet-RT 的每次应答均非常清晰 的显示出来。报文的记录是以监听计算机的时间 戳为准，并且可以 ProfiNet 数据 报文说明，如图 14 所示。
图 15 WireShark 抓取的报文分析
每种不同的数据报文都可以选择不同的显示 颜色，不同的线型进行区分，还可以通过设置独 立的过滤器来进行数据报文的二次编程和二次加 工。通过图 5 中的网络数据报文统计可发现无网 络故障报文信息，充分说明了 ProfiNet 网络通信数 据的准 确 性 非 常 高， 如 果 网 络 上 包 含 现 场 设 备， 也可同时分析出外部 IO 信息。
ProfiNet 报文监听
标准以太网数据报文，在数据传递过程中最
profinet通讯实时性、可靠性
一、简介：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。
PROFINET的实时性，需要了解PROFINET的协议和工作机制。
PROFINET具有RT和IRT两种等级的实时通讯。
PROFINET区分两类不同性能的实时周期通讯，一种是实时（RT）通讯，主要用于工厂自动化，这一类没有时间同步要求，一般只要求响应时间为5-10ms。
另一种是等时同步实时（IRT），主要用于有苛刻时间同步要求的场合例如运动控制，电子齿轮。
与此对应，PROFINET提供两类实时通讯通道具体分为RT实时通道和IRT实时通道。
另外还包括一个标准通讯通道，标准通道是使用TCP/IP协议的非实时通讯通道,主要用于设备参数化、组态和读取诊断数据。
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：1. 1TCP/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. 2. 实时（RT）通讯对于RT，通讯双方，按照Step7组态的各自的时钟周期内，向对方发送一次数据，实现实时的数据交换。
【分享】PROFINET技术集锦，全网都很少的资料！
【分享】PROFINET技术集锦，全网都很少的资料！Q：使用PROFINET有什么好处？A：PROFINET是开放的标准的实时的工业以太网标准，基于工业以太网；PROFINET IO控制器可以最多连接512个I/O设备，对于整个以太网网络节点是无限制的；PROFINET由于其开放性，通讯过程中不限制TCP/IP等非实时数据在同一根总线上进行传输，这样可以同时应用IT等服务，包括Web；PROFINET节点安装简单，连接到交换机即可，这与办公室网络一样增加和减少设备十分方便；PROFINET 可以无缝集成已有的现场总线系统，例如PROFIBUS，ASi，Interbus等。
Q：PLC之间，或者PLC和PC之间通讯的时候，常常会使用到的工业以太网网络协议A：TCP/IP、 UDP/IP、 S7 、ISO on TCP。
Q：PROFINET 网络组件A：截至目前，PROFINET不是千兆网络，PROFINET网络不可以通过组件HUB进行扩展，用在现场设备层的PROFINET电缆不可以使用普通的办公室双绞网线。
PROFINET属于全双工网络，有报文的优先级标识VLAN—Tag。
Q：PROFINET和以太网有什么区别？A：相比标准以太网而言，PROFINET具有更佳的实时性；PROFINET不仅仅可以兼容标准以太网来使用，而且可以当成现场总线来连接PLC，伺服驱动器；不仅仅支持分布的自动化控制方式，直接连接现场设备，而且还可以当成标准的以太网来使用，作为连接传感器层、设备层、操作层和管理层的核心骨干网络。
Q：PROFINET标准描述A：PROFINET是开放的一种技术，属于中国政府推荐的标准GB/T 25105.1～3—2014，由国际组织（PROFIBUS International，PI）进行管理。
Q：PROFINET所支持的网络拓扑结构A：星型，环型，树型，总线型。
Q：支持PROFINET的SIMATIC产品A：目前为止，西门子绝大数产品都支持PROFINET技术,例如: SIMATIC S7-1200/1500，S7-300/400， HMI，SINAMICS Drive，等等。
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PROFINET 过程数据报结构下图展示了一个PROFINET 周期性过程数据报的一般结构：此结构基于使用VLAN 标签的第二层以太网帧。
当每个PROFINET IO 设备和PROFINET IO 控制器发送VLAN 域的时候，有可能被中间的网络交换机移除掉。
分析报文的时候这个需要考虑到。
C_SDU 域包含需要传输的数据。
带VLAN 的以太网帧的最小长度是64 字节，如果C_SDU 域的长度小于40 字节会自动填补。
APDU 状态域包含周期计数和额外的状态字节。
C_SDU 由两种类型的数据组成：IO 数据对象IOCS 对象每个数据项与一个特定的子模块相连。
IO 数据对象包括过程数据和子模块的相关IOPS。
IOCS 对象仅仅包含子模块的IOCS。
一个C_SDU 常常包含多个对象。
在C_SDU 中的过程数据的实际位置已经在连接开始的时候的RPC Connect Service 中被参数化。
在两个相邻的项目中可能被插入额外的填充值。
数据项的结构由下图展示。
通常IOPS 和IOCS 的长度为一字节。
解析示例下面通过一个例子描述整个过程数据报的解析过程。
解析的帧是一个输入IOCR。
提取结构信息第一步要从RPC Connect Service 中分析出需要的结构信息。
通过WireShark 很简单就能完成。
下图展示了RPC Connect Request 和需要被用来解析一个Input IOCR 报文的部分。
红色框住的是Input IOCR 的描述，包含了帧ID 和在C_SDU 里面的数据项的偏移值。
相关的过程数据能从黄色框中的Submodule Requests 提取。
开始解析需要创建一个包含所有数据项偏移值的列表。
这些信息从IOCR Block Request 中提取。
在本例中我们主要关注Input IOCR。
帧中帧ID 是0x8000。
Output IOCR 帧ID 必须从RPC Connect Response 帧中提取出来，Output IOCR 帧ID 由设备分配。
下图展示了期望的Input IOCR 的IOCR Block Request。
根据上面的信息，我们创建了下表。
C SDU Offset Kind Api Slot Subslot Length of Data L ength of Item0 IO Data 0 0x0001 0x000117 IO Data 0 0x0000 0x000118 IO Data 0 0x0000 0x800019 IO Data 0 0x0000 0x800120 IO Data 0 0x0000 0x800221 IOCS 00x0002 0x0001 -现在所有的偏移值都知道了。
下一步就是提取各项的大小。
这些长度能从Expected Submodule Blocks 描述的子模块中提取出来。
第一个Expected Submodule Blocks 由下图展示：从这些信息中我们能得到API 0 和Slot 0 数据项的长度。
这边导入指针是为了检查正确的数据描述元素。
每个子模块都能分配一个输入数据描述Input-Data Description 和一个输出数据描述Output-Data Description。
对于Input IOCR 来说Input Data Description 和IO Data 有关，Output Data Description 和IOCS 项有关。
Output IOCR 反之亦然。
在示例中所有的第一个Expected Submodule Block 的子模块有0 个输入数据，1 字节IOPS 和 1 字节IOCS。
（IOPS/IOCS 长度通常为1 字节。
）C SDU Offset Kind Api Slot Subslot Length of Data L ength of Item0 IO Data 0 0x0001 0x000117 IO Data 0 0x0000 0x0001 0 0 + 118 IO Data 0 0x0000 0x8000 0 0 + 119 IO Data 0 0x0000 0x8001 0 0 + 120 IO Data 0 0x0000 0x8002 0 0 + 121 IOCS 00x0002 0x0001 -我们用剩下的Expected Submodule Blocks 信息完善表格：完成的表格:C SDU Offset Kind Api Slot Subslot Length of Data L ength of Item0 IO Data 0 0x0001 0x0001 16 16 + 117 IO Data 0 0x0000 0x0001 0 0 + 118 IO Data 0 0x0000 0x8000 0 0 + 119 IO Data 0 0x0000 0x8001 0 0 + 120 IO Data 0 0x0000 0x8002 0 0 + 121 IOCS 00x0002 0x0001 - 1这表格包含了一些零数据长度的IO Data。
这些IO Data 对象表明了在PROFINET 中，一个没有任何过程数据的子模块都被认为是一个有0 字节长度过程数据的输入子模块Input Submodule。
解析过程数据报最后一步是用上文创建的表格解析过程数据报。
下图展示了一个Input IOCR 的特定数据报。
为了正确的选择解析不仅Frame ID 需要加入计算，而且数据报的Mac 地址也要加入计算，因为在RT Mode 下同样的Frame ID 可能被不同的设备用到。
下图中，帧＃106 被选择用来分析。
蓝色标记的部分是包含实际过程数据的C_SDU部分（包括填充）。
基于我们的表格可以提取到如下数据：C SDU Offset Kind Api Slot Subslot Length of Data L ength of ItemD ata Status(IOPS/IOCS)0 IO Data 0 0x0001 0x0001 16 16 + 1 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x00 0x10 0x01 0x00 0x00 0x00 0x00 0x8f 0xff 0x8017 IO Data 0 0x0000 0x0001 0 0 + 1 -0x8018 IO Data 0 0x0000 0x8000 0 0 + 1 -0x8019 IO Data 0 0x0000 0x8001 0 0 + 1 -0x8020 IO Data 0 0x0000 0x8002 0 0 + 1 -0x8021 IOCS 00x0002 0x0001 - 1 - 0x80状态值0x80 表示相关的过程数据对于IO Data 对象是有效的。
对于IOCS 对象，它表明相关过程数据的“消费者”在使用这个数据。
（这个相关的过程数据发送方向相反，因此不是IOCR 的一部分。
换句话说，这个例子中Slot 0x1 Subslot 0x1 是一个输入子模块Input Submodule，Slot 0x2 Subslot 0x1 是一个输出子模块Output Submodule。
）备注PROFINET 过程数据交换包括了一些额外的限制，设备必须遵守这些限制来确保适当的数据交换：一些现有的IO 控制器（例如S7-300，S7-400）从RPC Application Ready Request 之后不识别IOPS 从“BAD”到“GOOD”的变化。
如果遇到这种情况，IO 设备必须返回一个子模块报警Submodule Alarm 给控制器。
期望的IO 设备应该延后RPC Application Ready Request 直到设备提供的IOPS 和IOCS 设置为GOOD。
然后再下发RPC Application Ready Request。
如果IO 设备因为特殊的原因（比如IO 设备传输了不合法的参数）没法设置特定子模块的IOPS 为GOOD，设备应该设置子模块状态到application ready pending，为子模块增加诊断然后下发RPC Application Ready Request。
RPC Application Ready Request 会包含一个Module Diff Block 指示该子模块的问题。
一些时候它可能然后又可以设置子模块的IOPS 为GOOD，这个时候应用应该复位子模块状态，移除诊断再返回一个子模块报警。
PROFINET 过程数据模型PROFINET 定义了一个生产者－消费者模型。
过程数据由生产者产生由消费者接收。
此外一个生产者状态和消费者状态被交换。
观察角度不同IO 控制器或者IO 设备既可以是生产者也可以是消费者。
下表试图更详细的解释这种关系。
通常，过程数据从IO 设备发往IO 控制器被视为输入数据Input Data，从IO 控制器发往IO 设备被视为输出数据Output Data。
表格的最后一列描述了PROFINET IO Device V3.x Configuration Packet 变量和相关的响应元素的联系。
蓝色行表明从IO 设备发送到IO 控制器的数据，绿色行表明从IO 控制器发送到IO 设备的数据。