Profinet-實(shí)時(shí)教學(xué)講解課件

實(shí)時(shí)Profinet

A&DCS2FA實(shí)時(shí)ProfinetA&DCS2FA自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)集中控制-分布式控制

在所有的自動(dòng)化層上使用以太網(wǎng)在自動(dòng)化系統(tǒng)中開放式的IT標(biāo)準(zhǔn)得到更多的應(yīng)用

IT和自動(dòng)化系統(tǒng)一起發(fā)展需求&發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)集中控制-分布式控制

需求&發(fā)展趨勢(shì)形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)減少接口設(shè)備的安裝范圍更廣闊至上而下從企業(yè)控制層直到現(xiàn)場(chǎng)層的連續(xù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中使用IT-技術(shù)的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)程訪問(wèn)Web服務(wù)軟件更新相對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的高級(jí)之處更高的性能沒(méi)有數(shù)量的限制操作簡(jiǎn)單為什么在工業(yè)環(huán)境中使用以太網(wǎng)?需求&發(fā)展趨勢(shì)形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為什么在工業(yè)環(huán)境中使用以太網(wǎng)?需求&發(fā)展IndustrialAutomation工業(yè)自動(dòng)化對(duì)于以太網(wǎng)的特殊要求Industrialapproved

InstallationPlantwide

EngineeringHigh

AvailabilityQuick

ReactionTimesEfficient

NetworkandDevice

DiagnosticsConfigurableAccessProtectionSafetyapprovedApplicationsIntegration

ofexistingPlants需求&發(fā)展趨勢(shì)IndustrialAutomation工業(yè)自動(dòng)化對(duì)于以太PROFINET–

基于工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)全面地解決方案!PROFINETIT-Standards

&SecurityProcessDistributed

IntelligenceDistributed

FieldDevicesMotionControlReal-timeCommunicationNetwork

InstallationSafetyAnswer:PROFINETPROFINET–

基于工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)全面地解決方案!PRPROFINET是由PROFIBUS&PROFINETInternational(PI)推出的開放式工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)PROFINET是基于工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET遵循TCP/IP

和IT標(biāo)準(zhǔn)PROFINET是實(shí)時(shí)以太網(wǎng)PROFINET可以無(wú)縫集成現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)PROFINET–解決方案!PROFINETPROFINET是由PROFIBUS&PROFINETPROFINETfromPROFIBUSInternational此體系的開發(fā)是依靠12工作組大約140員工來(lái)自60公司PROFINET–來(lái)自世界上最大的現(xiàn)場(chǎng)總線組織PROFIBUS&PROFINETInternational(PI)在世界上擁有超過(guò)1,400成員25Regional

Associations(RPA)35PICompetence

Center(PICC)8PITest

Laboratories(PITL)PROFINETPROFINETfromPROFIBUSInterna模塊化設(shè)計(jì)可以更好的對(duì)工程進(jìn)行保存和移植可以保護(hù)投資方利益，可以集成現(xiàn)有的PROFIBUS設(shè)備等由于基于以太網(wǎng)和IT標(biāo)準(zhǔn)，因而有很強(qiáng)的適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)控制的性能提高了40倍PROFINET–themaintopicsPROFINET模塊化設(shè)計(jì)可以更好的對(duì)工程進(jìn)行保存和移植可以保護(hù)投資方利益，PROFINET–

用一條電纜執(zhí)行所有任務(wù)Industrial

EthernetWeb/TCP/IPDiagnosticsWLANHMIPLCPG/PCFielddeviceFielddevice一般情況下的自動(dòng)化系統(tǒng)拓?fù)?/p>

PLCPROFINETFielddevicePROFINET–

用一條電纜執(zhí)行所有任務(wù)IndustrFielddeviceIndustrial

EthernetWeb/TCP/IPDiagnosticsIWLANüüü

PROFINET體系下的自動(dòng)化系統(tǒng)拓?fù)銱MIPG/PCPLCFielddeviceDriveMotion

ControlAccess-PointüPROFINET–

用一條電纜執(zhí)行所有任務(wù)PROFINETFielddeviceIndustrial

Etherne對(duì)用戶產(chǎn)生的利益和附加值連接任意一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備到任意一點(diǎn)上所有自動(dòng)化應(yīng)用程序的運(yùn)行僅僅通過(guò)一條電纜，如：Real-time和TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)和故障安全系統(tǒng)也僅通過(guò)一條電纜;

如果必要的話,通過(guò)工業(yè)WLAN也可以把無(wú)線接入自動(dòng)化系統(tǒng)中對(duì)于工程實(shí)施，設(shè)備安裝和維護(hù)來(lái)說(shuō)具有更好的靈活性和更低的成本PROFINET–

用一條電纜執(zhí)行所有任務(wù)!!PROFINET對(duì)用戶產(chǎn)生的利益和附加值對(duì)于工程實(shí)施，設(shè)備安裝和維護(hù)來(lái)說(shuō)具有術(shù)語(yǔ)實(shí)時(shí)性(Realtime)

系統(tǒng)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)處理外部事件確定性(Determinism)

系統(tǒng)的動(dòng)作可預(yù)測(cè)(確定的)反應(yīng)時(shí)間(Latency)

事件發(fā)生到對(duì)該事件做出響應(yīng)的時(shí)間間隔抖動(dòng)(Jitter)

反應(yīng)時(shí)間的波動(dòng)同步(Synchronism)

事件的同時(shí)發(fā)生等時(shí)性(Isochronisms)

確保傳輸帶寬PROFINET術(shù)語(yǔ)實(shí)時(shí)性(Realtime)PROFINET訪問(wèn)方法Ethernet采用隨機(jī)爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問(wèn)方法

(CSMA/CD)存在的問(wèn)題：如果網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過(guò)高，無(wú)法預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間

TransmitterSwitchSwitchSwitchSwitchSwitchSwitchReceiverABCDEFFurtherstations只要有通信需求，各以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(A-F)

均可向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文可能在主干網(wǎng)中被緩沖

PROFINET實(shí)時(shí)使用CSMA/CD進(jìn)行沖突識(shí)別訪問(wèn)方法Ethernet采用隨機(jī)爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問(wèn)方法

(CS交換技術(shù)以太網(wǎng)幀的優(yōu)先級(jí)劃分在IEEE802.1q

標(biāo)準(zhǔn)中定義四個(gè)額外的數(shù)據(jù)字節(jié)用于控制不同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)幀的傳輸數(shù)據(jù)幀1正在發(fā)送中，無(wú)法中斷正在進(jìn)行的傳輸任務(wù)數(shù)據(jù)幀2的優(yōu)先級(jí)低于數(shù)據(jù)幀3，因而被暫時(shí)擱置Port1Queueforport1Port2Port3132132123PROFINET實(shí)時(shí)交換技術(shù)以太網(wǎng)幀的優(yōu)先級(jí)劃分在IEEE802.1q標(biāo)準(zhǔn)改善的通信堆棧性能數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和處理所需的時(shí)間與通信無(wú)關(guān)優(yōu)化通信堆棧循環(huán)時(shí)間線路傳輸時(shí)間可忽略(100Mb/s)提供

數(shù)據(jù)通信堆棧提供者處理

數(shù)據(jù)通信堆棧消費(fèi)者傳輸T1T2T3PROFINET實(shí)時(shí)改善的通信堆棧性能數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和處理所需的時(shí)間與通信無(wú)關(guān)提供

現(xiàn)場(chǎng)通信中的QoS要求QoS級(jí)別1234應(yīng)用類型控制器之間分布式IO設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制組態(tài)編程/參數(shù)反應(yīng)時(shí)間100ms10ms<1ms盡力抖動(dòng)//<1usPROFINET實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)通信中的QoS要求QoS級(jí)別1234應(yīng)用類型控制器如何獲得以太網(wǎng)QoS使用專用交換技術(shù)和全雙工FCX通道

遵循IEEE802.1D/Q

的優(yōu)先級(jí)別，采用服務(wù)分類CoS機(jī)制

–

時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)合，如：RT–“盡力“應(yīng)用場(chǎng)合,如：VLAN優(yōu)化設(shè)備處理時(shí)間PROFINET實(shí)時(shí)如何獲得以太網(wǎng)QoS使用專用交換技術(shù)和全雙工FCX通道Real-time通信Dezentrale

Feldger?teDezentraleFeldger?tePROFINETITStandards

&SecurityProcessDistri-

buted

AutomationDistributed

fielddevicesMotionControlReal-time

communicationNetwork

InstallationSafetyPROFINET實(shí)時(shí)Real-time通信Dezentrale

FeldgerPROFINET實(shí)時(shí)通信PROFINET根據(jù)性能不同可劃分為兩種實(shí)時(shí)類型(Ethertype0x8892).實(shí)時(shí)(RT):使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)器件工作特性與目前的現(xiàn)場(chǎng)總線類似(如PROFIBUS)典型應(yīng)用場(chǎng)合：工廠自動(dòng)化基于地址的通信等時(shí)實(shí)時(shí)(IRT):時(shí)鐘同步的通信借助硬件Switch-ASIC

芯片典型應(yīng)用場(chǎng)合：運(yùn)動(dòng)控制中的驅(qū)動(dòng)控制基于時(shí)間的通信PROFINET實(shí)時(shí)PROFINET實(shí)時(shí)通信PROFINET實(shí)時(shí)RT通信要求更新時(shí)間工廠自動(dòng)化：5-10ms運(yùn)動(dòng)控制：1ms，抖動(dòng)<1μs(時(shí)間同步)處理器負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的處理，實(shí)時(shí)通信不應(yīng)過(guò)分占據(jù)處理器資源

處理器的主要任務(wù)是處理應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)通信必須可應(yīng)用于現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中對(duì)現(xiàn)有通信不造成影響使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)器件

(如交換機(jī))

裝置采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)控制器PROFINET實(shí)時(shí)RT通信要求PROFINET實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)通信：RTRTRT具備類似于PROFIBUS的實(shí)時(shí)特性

總線循環(huán)時(shí)間實(shí)際可達(dá)5至10msPROFINET與TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，不受任何限制ITservices<1ms<10ms<100msInternet工廠自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制TCP/IPIRTRTPROFINET實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)通信：RTRTRT具備類似于PROFIBUS的實(shí)RT通信堆棧標(biāo)準(zhǔn)通道

TCP/IP和UDP/IP組態(tài)和參數(shù)化診斷數(shù)據(jù)裝載

網(wǎng)絡(luò)連接建立用戶數(shù)據(jù)通信通道實(shí)時(shí)通道RT高性能、循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳輸事件出發(fā)的消息/報(bào)警實(shí)時(shí)RT實(shí)時(shí)

1EthernetTCP/UDP

PROFINET應(yīng)用程序IT應(yīng)用e.g..HTTPSNMPDHCP...標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)過(guò)程數(shù)據(jù)IP

212PROFINET實(shí)時(shí)RT通信堆棧標(biāo)準(zhǔn)通道

TCP/IP和UDP/IP實(shí)時(shí)PROFINET報(bào)文的結(jié)構(gòu)依照IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)文格式PROFINETreal-time報(bào)文的Ethertype0x0800:IP報(bào)文0x8892:PROFINETreal-time報(bào)文通過(guò)Frame-ID確定接收數(shù)據(jù)的分配循環(huán)傳輸(過(guò)程值)事件觸發(fā)傳輸(報(bào)警和事件)狀態(tài)信息設(shè)備和數(shù)據(jù)狀態(tài)(如：運(yùn)行，停止，錯(cuò)誤)Pre-

ambel7ByteSource

MAC6ByteDest.

MAC6BytePriority

Tagging*4ByteFrame

ID2ByteFCS4ByteProzessdata

upto1440ByteSync1ByteEther-

type2ByteEthernetFrameStatus

Information4BytePROFINETspecificEthernet-Standard*Accordingto802.1QPROFINET實(shí)時(shí)PROFINET報(bào)文的結(jié)構(gòu)依照IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的STEP7中組態(tài)PROFINETIORTPNIOwithRTSTEP7中組態(tài)PROFINETIORTPNIO更新時(shí)間組態(tài)中定義了時(shí)間Phase=Sendclock,

在此時(shí)間內(nèi)過(guò)程數(shù)據(jù)將被發(fā)送

在同一個(gè)時(shí)間片內(nèi)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和TCP/IP數(shù)據(jù)可以被一起發(fā)送

所有設(shè)備數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)的時(shí)間和就是updatetime12313TCP/IPTCP/IPTCP/IP123TCP/IP...Updatetimee.g.2msSendclock

e.g.1ms1Phase2Phase3Phase1PNIOwithRT更新時(shí)間組態(tài)中定義了時(shí)間Phase=Sendclock,iMap組態(tài)PROFINETCBARTPNCBAwithRTiMap組態(tài)PROFINETCBARTPNCBAITservices<1ms<10ms<100msInternet工廠自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制TCP/IPIRTRT等時(shí)實(shí)時(shí)通信IRT運(yùn)動(dòng)控制要求總線周期小于1ms時(shí)鐘同步及確定性抖動(dòng)小于1μsTimescheduledtransmissionPNIOwithIRTITservices<1ms<10ms<100msIIRT通信堆棧標(biāo)準(zhǔn)通道

TCP/IPandUDP/IP組態(tài)和參數(shù)化診斷數(shù)據(jù)裝載

網(wǎng)絡(luò)連接建立用戶數(shù)據(jù)通信通道實(shí)時(shí)通道IRT同步用戶數(shù)據(jù)傳輸抖動(dòng)<1μsec實(shí)時(shí)RTIRT實(shí)時(shí)

1EthernetTCP/UDP

PROFINET應(yīng)用程序IT應(yīng)用e.g..HTTPSNMPDHCP...標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)IP

3123ASICPNIOwithIRTIRT通信堆棧標(biāo)準(zhǔn)通道

TCP/IPandUDP/I等時(shí)模式的實(shí)時(shí)Cycle1Cycle2=timedomainCyclenIRT-channelStandardchannelIsochronous

communicationStandard

communicationIRT-channelStandardchannelIRT-channelRT-

communicationTCP/IP-dataIRT-dataE.g.1mspositioncontrolcycle通信系統(tǒng)時(shí)間安排實(shí)時(shí)和TCP/IP

數(shù)據(jù)使用不同的時(shí)間域高度精確的周期同步和控制周期(抖動(dòng)<1μs)RT-dataPNIOwithIRT等時(shí)模式的實(shí)時(shí)Cycle1Cycle2CyclenIRIRT->”快車道”為IRT預(yù)留通道

(資源)

保證實(shí)時(shí)，與通信量(網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷)無(wú)關(guān)無(wú)限制訪問(wèn)(TCP/IP,IT,….)LaneforIRTRTIRTTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPTCP/IPIRTTCP/IPTrafficJamRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTRTIRTPNIOwithIRTIRT->”快車道”為IRT預(yù)留通道(資源)LanIRT通信要求網(wǎng)段->只能在1個(gè)子網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)時(shí)間規(guī)劃->通信預(yù)留帶寬時(shí)間同步->遵循IEEE1588需要時(shí)鐘主站(設(shè)備或控制器)通信需要預(yù)先規(guī)劃PNIOwithIRTIRT通信要求網(wǎng)段->只能在1個(gè)子網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)PNIO實(shí)時(shí)Profinet

A&DCS2FA實(shí)時(shí)ProfinetA&DCS2FA自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)集中控制-分布式控制

在所有的自動(dòng)化層上使用以太網(wǎng)在自動(dòng)化系統(tǒng)中開放式的IT標(biāo)準(zhǔn)得到更多的應(yīng)用

IT和自動(dòng)化系統(tǒng)一起發(fā)展需求&發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)集中控制-分布式控制

需求&發(fā)展趨勢(shì)形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)減少接口設(shè)備的安裝范圍更廣闊至上而下從企業(yè)控制層直到現(xiàn)場(chǎng)層的連續(xù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中使用IT-技術(shù)的優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)程訪問(wèn)Web服務(wù)軟件更新相對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)的高級(jí)之處更高的性能沒(méi)有數(shù)量的限制操作簡(jiǎn)單為什么在工業(yè)環(huán)境中使用以太網(wǎng)?需求&發(fā)展趨勢(shì)形成統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為什么在工業(yè)環(huán)境中使用以太網(wǎng)?需求&發(fā)展IndustrialAutomation工業(yè)自動(dòng)化對(duì)于以太網(wǎng)的特殊要求Industrialapproved

InstallationPlantwide

EngineeringHigh

AvailabilityQuick

ReactionTimesEfficient

NetworkandDevice

DiagnosticsConfigurableAccessProtectionSafetyapprovedApplicationsIntegration

ofexistingPlants需求&發(fā)展趨勢(shì)IndustrialAutomation工業(yè)自動(dòng)化對(duì)于以太PROFINET–

基于工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)全面地解決方案!PROFINETIT-Standards

&SecurityProcessDistributed

IntelligenceDistributed

FieldDevicesMotionControlReal-timeCommunicationNetwork

InstallationSafetyAnswer:PROFINETPROFINET–

基于工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)全面地解決方案!PRPROFINET是由PROFIBUS&PROFINETInternational(PI)推出的開放式工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)PROFINET是基于工業(yè)以太網(wǎng)PROFINET遵循TCP/IP

和IT標(biāo)準(zhǔn)PROFINET是實(shí)時(shí)以太網(wǎng)PROFINET可以無(wú)縫集成現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)PROFINET–解決方案!PROFINETPROFINET是由PROFIBUS&PROFINETPROFINETfromPROFIBUSInternational此體系的開發(fā)是依靠12工作組大約140員工來(lái)自60公司PROFINET–來(lái)自世界上最大的現(xiàn)場(chǎng)總線組織PROFIBUS&PROFINETInternational(PI)在世界上擁有超過(guò)1,400成員25Regional

Associations(RPA)35PICompetence

Center(PICC)8PITest

Laboratories(PITL)PROFINETPROFINETfromPROFIBUSInterna模塊化設(shè)計(jì)可以更好的對(duì)工程進(jìn)行保存和移植可以保護(hù)投資方利益，可以集成現(xiàn)有的PROFIBUS設(shè)備等由于基于以太網(wǎng)和IT標(biāo)準(zhǔn)，因而有很強(qiáng)的適應(yīng)性運(yùn)動(dòng)控制的性能提高了40倍PROFINET–themaintopicsPROFINET模塊化設(shè)計(jì)可以更好的對(duì)工程進(jìn)行保存和移植可以保護(hù)投資方利益，PROFINET–

用一條電纜執(zhí)行所有任務(wù)Industrial

EthernetWeb/TCP/IPDiagnosticsWLANHMIPLCPG/PCFielddeviceFielddevice一般情況下的自動(dòng)化系統(tǒng)拓?fù)?/p>

PLCPROFINETFielddevicePROFINET–

用一條電纜執(zhí)行所有任務(wù)IndustrFielddeviceIndustrial

EthernetWeb/TCP/IPDiagnosticsIWLANüüü

PROFINET體系下的自動(dòng)化系統(tǒng)拓?fù)銱MIPG/PCPLCFielddeviceDriveMotion

ControlAccess-PointüPROFINET–

用一條電纜執(zhí)行所有任務(wù)PROFINETFielddeviceIndustrial

Etherne對(duì)用戶產(chǎn)生的利益和附加值連接任意一個(gè)自動(dòng)化設(shè)備到任意一點(diǎn)上所有自動(dòng)化應(yīng)用程序的運(yùn)行僅僅通過(guò)一條電纜，如：Real-time和TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化系統(tǒng)和故障安全系統(tǒng)也僅通過(guò)一條電纜;

如果必要的話,通過(guò)工業(yè)WLAN也可以把無(wú)線接入自動(dòng)化系統(tǒng)中對(duì)于工程實(shí)施，設(shè)備安裝和維護(hù)來(lái)說(shuō)具有更好的靈活性和更低的成本PROFINET–

用一條電纜執(zhí)行所有任務(wù)!!PROFINET對(duì)用戶產(chǎn)生的利益和附加值對(duì)于工程實(shí)施，設(shè)備安裝和維護(hù)來(lái)說(shuō)具有術(shù)語(yǔ)實(shí)時(shí)性(Realtime)

系統(tǒng)在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)處理外部事件確定性(Determinism)

系統(tǒng)的動(dòng)作可預(yù)測(cè)(確定的)反應(yīng)時(shí)間(Latency)

事件發(fā)生到對(duì)該事件做出響應(yīng)的時(shí)間間隔抖動(dòng)(Jitter)

反應(yīng)時(shí)間的波動(dòng)同步(Synchronism)

事件的同時(shí)發(fā)生等時(shí)性(Isochronisms)

確保傳輸帶寬PROFINET術(shù)語(yǔ)實(shí)時(shí)性(Realtime)PROFINET訪問(wèn)方法Ethernet采用隨機(jī)爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問(wèn)方法

(CSMA/CD)存在的問(wèn)題：如果網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過(guò)高，無(wú)法預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間

TransmitterSwitchSwitchSwitchSwitchSwitchSwitchReceiverABCDEFFurtherstations只要有通信需求，各以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(A-F)

均可向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文可能在主干網(wǎng)中被緩沖

PROFINET實(shí)時(shí)使用CSMA/CD進(jìn)行沖突識(shí)別訪問(wèn)方法Ethernet采用隨機(jī)爭(zhēng)用型介質(zhì)訪問(wèn)方法

(CS交換技術(shù)以太網(wǎng)幀的優(yōu)先級(jí)劃分在IEEE802.1q

標(biāo)準(zhǔn)中定義四個(gè)額外的數(shù)據(jù)字節(jié)用于控制不同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)幀的傳輸數(shù)據(jù)幀1正在發(fā)送中，無(wú)法中斷正在進(jìn)行的傳輸任務(wù)數(shù)據(jù)幀2的優(yōu)先級(jí)低于數(shù)據(jù)幀3，因而被暫時(shí)擱置Port1Queueforport1Port2Port3132132123PROFINET實(shí)時(shí)交換技術(shù)以太網(wǎng)幀的優(yōu)先級(jí)劃分在IEEE802.1q標(biāo)準(zhǔn)改善的通信堆棧性能數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和處理所需的時(shí)間與通信無(wú)關(guān)優(yōu)化通信堆棧循環(huán)時(shí)間線路傳輸時(shí)間可忽略(100Mb/s)提供

數(shù)據(jù)通信堆棧提供者處理

數(shù)據(jù)通信堆棧消費(fèi)者傳輸T1T2T3PROFINET實(shí)時(shí)改善的通信堆棧性能數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和處理所需的時(shí)間與通信無(wú)關(guān)提供

現(xiàn)場(chǎng)通信中的QoS要求QoS級(jí)別1234應(yīng)用類型控制器之間分布式IO設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制組態(tài)編程/參數(shù)反應(yīng)時(shí)間100ms10ms<1ms盡力抖動(dòng)//<1usPROFINET實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)通信中的QoS要求QoS級(jí)別1234應(yīng)用類型控制器如何獲得以太網(wǎng)QoS使用專用交換技術(shù)和全雙工FCX通道

遵循IEEE802.1D/Q

的優(yōu)先級(jí)別，采用服務(wù)分類CoS機(jī)制

–

時(shí)間要求嚴(yán)格的應(yīng)用場(chǎng)合，如：RT–“盡力“應(yīng)用場(chǎng)合,如：VLAN優(yōu)化設(shè)備處理時(shí)間PROFINET實(shí)時(shí)如何獲得以太網(wǎng)QoS使用專用交換技術(shù)和全雙工FCX通道Real-time通信Dezentrale

Feldger?teDezentraleFeldger?tePROFINETITStandards

&SecurityProcessDistri-

buted

AutomationDistributed

fielddevicesMotionControlReal-time

communicationNetwork

InstallationSafetyPROFINET實(shí)時(shí)Real-time通信Dezentrale

FeldgerPROFINET實(shí)時(shí)通信PROFINET根據(jù)性能不同可劃分為兩種實(shí)時(shí)類型(Ethertype0x8892).實(shí)時(shí)(RT):使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)器件工作特性與目前的現(xiàn)場(chǎng)總線類似(如PROFIBUS)典型應(yīng)用場(chǎng)合：工廠自動(dòng)化基于地址的通信等時(shí)實(shí)時(shí)(IRT):時(shí)鐘同步的通信借助硬件Switch-ASIC

芯片典型應(yīng)用場(chǎng)合：運(yùn)動(dòng)控制中的驅(qū)動(dòng)控制基于時(shí)間的通信PROFINET實(shí)時(shí)PROFINET實(shí)時(shí)通信PROFINET實(shí)時(shí)RT通信要求更新時(shí)間工廠自動(dòng)化：5-10ms運(yùn)動(dòng)控制：1ms，抖動(dòng)<1μs(時(shí)間同步)處理器負(fù)責(zé)應(yīng)用程序的處理，實(shí)時(shí)通信不應(yīng)過(guò)分占據(jù)處理器資源

處理器的主要任務(wù)是處理應(yīng)用程序?qū)崟r(shí)通信必須可應(yīng)用于現(xiàn)有的以太網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中對(duì)現(xiàn)有通信不造成影響使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)器件

(如交換機(jī))

裝置采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)控制器PROFINET實(shí)時(shí)RT通信要求PROFINET實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)通信：RTRTRT具備類似于PROFIBUS的實(shí)時(shí)特性

總線循環(huán)時(shí)間實(shí)際可達(dá)5至10msPROFINET與TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，不受任何限制ITservices<1ms<10ms<100msInternet工廠自動(dòng)化運(yùn)動(dòng)控制TCP/IPIRTRTPROFINET實(shí)時(shí)實(shí)時(shí)通信：RTRTRT具備類似于PROFIBUS的實(shí)RT通信堆棧標(biāo)準(zhǔn)通道

TCP/IP和UDP/IP組態(tài)和參數(shù)化診斷數(shù)據(jù)裝載

網(wǎng)絡(luò)連接建立用戶數(shù)據(jù)通信通道實(shí)時(shí)通道RT高性能、循環(huán)用戶數(shù)據(jù)傳輸事件出發(fā)的消息/報(bào)警實(shí)時(shí)RT實(shí)時(shí)

1EthernetTCP/UDP

PROFINET應(yīng)用程序IT應(yīng)用e.g..HTTPSNMPDHCP...標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)過(guò)程數(shù)據(jù)IP

212PROFINET實(shí)時(shí)RT通信堆棧標(biāo)準(zhǔn)通道

TCP/IP和UDP/IP實(shí)時(shí)PROFINET報(bào)文的結(jié)構(gòu)依照IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)文格式PROFINETreal-time報(bào)文的Ethertype0x0800:IP報(bào)文0x8892:PROFINETreal-time報(bào)文通過(guò)Frame-ID確定接收數(shù)據(jù)的分配循環(huán)傳輸(過(guò)程值)事件觸發(fā)傳輸(報(bào)警和事件)狀態(tài)信息設(shè)備和數(shù)據(jù)狀態(tài)(如：運(yùn)行，停止，錯(cuò)誤)Pre-

ambel7ByteSource

MAC6ByteDest.

MAC6BytePriority

Tagging*4ByteFrame

ID2ByteFCS4ByteProzessdata

upto1440ByteSync1ByteEther-

type2ByteEthernetFrameStatus

Information4BytePROFINETspecificEthernet-Standard*Accordingto802.1QPROFINET實(shí)時(shí)PROFINET報(bào)文的結(jié)構(gòu)依照IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的STEP7中組態(tài)PROFINETIORTPNIOwithRTSTEP7中組態(tài)PROFINETIORTPNIO更新時(shí)間組態(tài)中定義了時(shí)間Phase=Sendclock,

在此時(shí)間內(nèi)過(guò)程數(shù)據(jù)將被發(fā)送

在同一個(gè)時(shí)間片內(nèi)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和TCP/IP數(shù)據(jù)可以被一起發(fā)送

所有設(shè)備數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)的時(shí)間和就是updatetime12313TCP/IPTCP/IPTCP/IP123TCP/IP...Updatetimee.g.2msSendclock

e.g.1ms1Phase2Phase