PROFINET基于以太网标准要点

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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
Fra Baidu bibliotek
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
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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
1 3 2
Port 1
1 Port 2
3 2
Port 3
1
2
3 Queue for port 1
?数据帧 1 正在发送中 ，无法中断正在进行的传输任务 ?数据帧 2 的优先级低于数据帧 3 ，因而被暂时搁置
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改善的通信堆栈性能
Service & Support
实时概念 PROFINET 系统 PN IO with RT PN CBA with RT PN IO with IRT
Profinet
… 概述
A&D CS2 FA
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自动化发展趋势
Service & Support
实需时 求概& 发念展趋势 PROFINET 系统 PN IO with RT PN CBA with RT PN IO with IRT
?集中控制-分布式控制
?在所有的自动化层上使用以太网
?在自动化系统中开放式的IT 标准得到更多的应用
?IT和自动化系统一起发展
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为什么在工业环境中使用以太网?
Service & Support
实需时 求概& 发念展趋势 PROFINET 系统 PN IO with RT PN CBA with RT PN IO with IRT
形成统一网络的结构
? 减少接口 ? 设备的安装范围更广阔 ? 至上而下从企业控制层直到现场层的连续
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 ? 操作简单
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工业自动化对于以太网的特殊要求
Service & Support
实需时 求概& 发念展趋势 PROFINET 系统 PN IO with RT PN CBA with RT PN IO with IRT
High Availability
Plant wide Engineering
Quick Reaction Times
Industrial approved Installation
Industrial Automation
Efficient Network and
Device Diagnostics
根据响应时间不同有三种通信方式 ?TCP/IP标准 ?实时(RT) 通信 ?等时同步实时(IRT) 通信
两种应用方式 ?集成分布式I/O的PROFINET IO ?用于创建模块化的PROFINET CBA
/
10ms
/
<1ms
<1us
尽力
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交换技术
Service & Support 实时概念 PROFINET 系统 PN IO with RT PN CBA with RT PN IO with IRT
?以太网帧的优先级划分在 IEEE 802.1q 标准中定义 ?四个额外的数据字节用于控制不同优先级数据帧的传输
? 数据准备和处理所需的时间与通信无关 ? 优化通信堆栈循环时间 ? 线路传输时间可忽略 (100 Mb/s)
提供者
提供
? T1
数据
通信堆栈 ? T2
? T3 传输
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消费者 处理 数据
通信堆栈
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如何获得以太网 QoS
Service & Support
实时概念 PROFINET 系统 PN IO with RT PN CBA with RT 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
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分类
Service & Support 实时概念 PROFINET 系统 PN IO with RT PN CBA with RT PN IO with IRT
Safety
Process
Real-time Communication
IT-Standards & Security
PROFINET
Distributed Field Devices
Network Installation
Distributed Intelligence
Motion Control
全面地解决方案!
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PROFINET – 解决方案!
Service & Support
实时概念 PPRROOFFIINNEETT 系统 PN IO with RT PN CBA with RT PN IO with IRT
PROFINET 是由PROFIBUS & PROFINET International (PI) 推 出的开放式工业以太网标准
?Ethernet 采用随机争用型介质访问方法 (CSMA/CD)
?存在的问题：如果网络负载过高，无法预测网络延迟时间
Transmit ter
Switch A
Switch B
Switch
Switch
C
D
Further stations
Switch E
Switch F
Receiver
?只要有通信需求，各以太网节点 (A-F) 均可向网络发送数据 ?报文可能在主干网中被缓冲
PROFINET 是基于工业以太网
PROFINET 遵循 TCP/IP 和 IT 标准
PROFINET 是实时以太网
PROFINET 可以无缝集成现场总线系统
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动机
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