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PROFINET简介
2023-07-21
什么是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。主要用于工业自动化和过程控制领域,符合IEEE 802.3规范下的内容,具备自动协商、自动交叉的功能。
PROFINET属于实时以太网,其通信的响应时间小于10ms;PROFINET还支持等时同步通信(IRT),用于运动控制等时间要求严苛的场合,其响应时间小于1ms;
PROFINET的ISO/OSI参考模型:
上图是PROFINET的OSI参考模型,PROFINET使用了物理层、链路层、网络层、传输层与应用层协议,其中物理层规定了百兆或千兆的传输速率,网络层与传输层则沿用TCP/IP协议族的标准,而独到之处在于数据链路层与应用层的规范。
PROFINET链路层:参考了IEEE 802.3、IEEE 802.1Q、IEC 61784-2等标准,分别保证了全双工、优先级标签、实施扩展的能力,从而能够实现RT(实时通信)、IRT(等时实时通信)、TSN(时间敏感网络)等通信形式。
PROFINET应用层:有多种应用层的协议标准,如IEC 61784、IEC 61158确保了PROFINET IO服务,IEC 61158 Type 10确保 PROFINET CBA服务等。
PROFINET的特点:
1、PROFINET是一种开放式的架构,可以与传统的互联网互联互通,俗称"一网到底"。所谓"一网到底",是指通过一个网络将现场层、控制层和管理层相连,实现数据的交换,便于管理和维护;
2、支持多种拓扑结构,节点增删灵活;PROFINET支持线型、星型、树型、环型等网络拓扑结构,可以根据需要灵活添加或删除节点;
3、支持PROFIsafe、PROFIdrive、PROFIenergy三大行规,可以实现安全、运动控制和节能的功能;
4、极高的通信速率和极低的抖动,保证数据交换的及时和准确;
5、支持诊断功能,可以快速定位到故障节点;
PROFINET应用情况:
PROFINET可实现不同时延下的数据传输服务,时延范围从100ms到31.25us不等;根据应用的时间要求可以将划分出PROFINET的数个应用领域,如:低时延对应高实时要求的运动控制领域;中高时延对应的过程/工厂自动化领域。
目前PROFINET总线在全球份额占25%(DP+PN),也是首位,这说明PROFINET总线有着广阔的市场。随着近年来全球工控行业的变化,西门子也进一步开放了第三方的准入,所以作为第三方厂商有既得的商业利益,第三方产品的加入也进一步丰富了PN的生态网络,给予客户更多的可选择性,相辅相成。
目前第三方厂商主要有力士乐、菲尼克斯、国内的汇川、迈信、禾川等等,还有一些协议栈方案解决厂家。
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