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PROFINET簡介
2023-07-21
什么是PROFINET ?
PROFINET由PROFIBUS國際組織(PROFIBUS International,PI)推出,是新一代基于工業以太網技術的自動化總線標準。主要用于工業自動化和過程控制領域,符合IEEE 802.3規范下的內容,具備自動協商、自動交叉的功能。
PROFINET屬于實時以太網,其通信的響應時間小于10ms;PROFINET還支持等時同步通信(IRT),用于運動控制等時間要求嚴苛的場合,其響應時間小于1ms;
PROFINET的ISO/OSI參考模型:
上圖是PROFINET的OSI參考模型,PROFINET使用了物理層、鏈路層、網絡層、傳輸層與應用層協議,其中物理層規定了百兆或千兆的傳輸速率,網絡層與傳輸層則沿用TCP/IP協議族的標準,而獨到之處在于數據鏈路層與應用層的規范。
PROFINET鏈路層:參考了IEEE 802.3、IEEE 802.1Q、IEC 61784-2等標準,分別保證了全雙工、優先級標簽、實施擴展的能力,從而能夠實現RT(實時通信)、IRT(等時實時通信)、TSN(時間敏感網絡)等通信形式。
PROFINET應用層:有多種應用層的協議標準,如IEC 61784、IEC 61158確保了PROFINET IO服務,IEC 61158 Type 10確保 PROFINET CBA服務等。
PROFINET的特點:
1、PROFINET是一種開放式的架構,可以與傳統的互聯網互聯互通,俗稱"一網到底"。所謂"一網到底",是指通過一個網絡將現場層、控制層和管理層相連,實現數據的交換,便于管理和維護;
2、支持多種拓撲結構,節點增刪靈活;PROFINET支持線型、星型、樹型、環型等網絡拓撲結構,可以根據需要靈活添加或刪除節點;
3、支持PROFIsafe、PROFIdrive、PROFIenergy三大行規,可以實現安全、運動控制和節能的功能;
4、極高的通信速率和極低的抖動,保證數據交換的及時和準確;
5、支持診斷功能,可以快速定位到故障節點;
PROFINET應用情況:
PROFINET可實現不同時延下的數據傳輸服務,時延范圍從100ms到31.25us不等;根據應用的時間要求可以將劃分出PROFINET的數個應用領域,如:低時延對應高實時要求的運動控制領域;中高時延對應的過程/工廠自動化領域。
目前PROFINET總線在全球份額占25%(DP+PN),也是首位,這說明PROFINET總線有著廣闊的市場。隨著近年來全球工控行業的變化,西門子也進一步開放了第三方的準入,所以作為第三方廠商有既得的商業利益,第三方產品的加入也進一步豐富了PN的生態網絡,給予客戶更多的可選擇性,相輔相成。
目前第三方廠商主要有力士樂、菲尼克斯、國內的匯川、邁信、禾川等等,還有一些協議棧方案解決廠家。
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