PROFINET常見問題解答
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過去，工業(yè)以太網(wǎng)是自動化領(lǐng)域控制層和管理層的主要網(wǎng)絡(luò)類型之一，用于連接PLC和PLC或者PLC和上位機。這僅僅提到的是連接網(wǎng)絡(luò)的物理介質(zhì)，即工業(yè)以太網(wǎng)。PLC之間或者PLC和PC之間通訊的時候，常常會使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如TCP/IP，UDP/IP，S7，ISO on TCP甚至FTP，Email等IT協(xié)議，這些協(xié)議運行在工業(yè)以太網(wǎng)上，通過這些協(xié)議完成設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。與TCP等協(xié)議一樣PROFINET運行在工業(yè)以太網(wǎng)上，只不過該協(xié)議主要用于現(xiàn)場級設(shè)備PLC和分布式IO之間的通訊，以及控制級PLC和PLC以及PC之間的通訊。所以從狹義上來說，PROFINET就是工業(yè)以太網(wǎng)中的一個協(xié)議而以。而從廣義來說，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通訊使用PROFINET協(xié)議時，這個網(wǎng)絡(luò)就可以稱作PROFINET網(wǎng)絡(luò)。
未來自動化發(fā)展的趨勢之一就是工業(yè)以太網(wǎng)向現(xiàn)場級滲透，目前有多家電氣廠商提供實時以太網(wǎng)，用于現(xiàn)場級通訊。對于西門子來說，PROFINET就是西門子未來自動化發(fā)展的趨勢之一。
PN 什么時候像DP一樣可以直接用I/O讀取 而不必必須用FC11/12去讀寫PN IO的數(shù)據(jù)就更加方便了？PROFINET如何保證快速的實時性？
前面的說法，已經(jīng)基本上描述了PROFINET實時的原因，PROFINET實時主要是有其精簡的堆棧結(jié)構(gòu)，交換機全雙工的環(huán)境，報文的優(yōu)先級標(biāo)識VLAN-Tag，最重要的就是其循環(huán)通訊的協(xié)議，這些是PROFINET實時的原因。
PROFINET通信在實時性上可以實現(xiàn)1ms刷新64個IO設(shè)備，250us刷新13個IO設(shè)備，對于運動控制可以在250us同步35個軸，抖動精度小于1us。
PROFINET對于西門子的客戶來說其中的優(yōu)勢之一就是在Step7中PROFINET IO與PROFIBUS DP具有相似的組態(tài)和編程，這樣方便用戶快速的使用PROFIENT。目前，西門子的PROFINET產(chǎn)品很多，從PLC到分布式IO再到驅(qū)動。使用集成的PN接口的PLC，例如CPU315-2PN/DP，CPU416-3PN/DP或CP443-1等等可以直接訪問外圍IO設(shè)備，這一點與CPU315-2DP,CPU416-2DP或CP443-5直接訪問DP從站的編程方式是一樣。而且在保證數(shù)據(jù)連續(xù)性上面，PROFINET也使用SFC14和SFC15。而對于CP343-1的PN IO控制器的編程方式則與CP342-5DP主站相似，需要編寫FC11PNIO_SEND和FC12PNIO_RECV來與IO設(shè)備進行通訊。
PROFINET拿出來聽別人說都是“以太網(wǎng)”方式通訊？
很明顯太多人對這些東西相互見的區(qū)分不夠，或者說PROFINET與以太網(wǎng)，搞得像SIEMENS當(dāng)時的PCS7與PLC的概念似的，讓覺得有聯(lián)系，但是好象又說不清楚，得過“段”時間后才能逐漸消化。
以太網(wǎng)應(yīng)該是未來總線發(fā)展的一個大趨勢吧？
不過PROFINET還不完全等同于以太網(wǎng)，要從實質(zhì)上的接受，怕是還需要一段時間。并且，PROFINET的價格，畢竟還是相對貴一些，也就直接導(dǎo)致了我們失去了不少實際接觸的機會。過去，工業(yè)以太網(wǎng)是自動化領(lǐng)域控制層的主要網(wǎng)絡(luò)類型之一，用于連接PLC和PLC或者PLC和上位機。這僅僅提到的是連接網(wǎng)絡(luò)的物理介質(zhì)，即以太網(wǎng)。PLC之間或者PLC和PC之間通訊的時候，常常會使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，例如TCP/IP，UDP/IP，S7，ISO on TCP甚至FTP等IT協(xié)議，這些協(xié)議運行在工業(yè)以太網(wǎng)上，這樣才完成設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。對于PROFINET與TCP等協(xié)議一樣運行在工業(yè)以太網(wǎng)上，只不過使用該協(xié)議主要用于現(xiàn)場級設(shè)備PLC和分布式IO之間的通訊，以及控制級PLC和PLC之間的通訊。所以從狹義上來說，PROFINET就是工業(yè)以太網(wǎng)中的一個協(xié)議而以。而從廣義來說，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通訊使用PROFINET協(xié)議時，這個網(wǎng)絡(luò)就可以稱作PROFINET網(wǎng)絡(luò)。未來自動化發(fā)展的趨勢之一就是工業(yè)以太網(wǎng)向現(xiàn)場級滲透，目前有多家電氣廠商提供實時以太網(wǎng)，用于現(xiàn)場級通訊。對于西門子來說，PROFINET就是西門子未來自動化發(fā)展的趨勢之一。
通訊距離是個問題？
由于PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)，那么以太網(wǎng)的多種的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/strong>和連接同樣適用于PROFINET。這一點從側(cè)面也反映了使用PROFINET不需要改變原來的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這一點是PROFIBUS所不能比擬的。交換機是以太網(wǎng)中核心部件，同樣在PROFINET網(wǎng)絡(luò)中交換機也同樣是核心部件。網(wǎng)絡(luò)連接可以使用電氣或者光纖進行連接，典型的電氣連接的長度是100m，而光纖的連接距離就長了，這與交換機的光纖接口或者光纖模塊的屬性有關(guān)系。目前，如果用戶選擇SCALANCE X400的MM491-2LH+單模光纖連接時，可以達到最遠距離為70公里。所以距離在PROFINET中不是問題。而且由于以太網(wǎng)中的設(shè)備個數(shù)，從理論上不受任何限制，所以網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？梢愿鶕?jù)實際的需求，可大可小。
對于PROFINET，最終要的就是保證實時性。其他的都不是問題。
對于類似總線結(jié)構(gòu)的PROFINET串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)還好說，中間沒有其他設(shè)備，而且數(shù)據(jù)包是直通的方式，沒有轉(zhuǎn)發(fā)，實時性應(yīng)該是可以得到保證。
如果經(jīng)過交換機，而且其中摻雜著其他數(shù)據(jù)，比如診斷、上位通訊時，交換機如何能保證PNIO的實時性，膠片講的不是很清楚啊。是不是必須使用IRT交換機。
如果需要三網(wǎng)合一（數(shù)據(jù)、語音、圖像），又如何能保證PNIO的實時性?
PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)，與其它某些實時以太網(wǎng)不同，PROFINET允許其它的TCP/IP或IT數(shù)據(jù)一起在以太網(wǎng)上進行傳輸。這也是PROFINET的開放性的一個體現(xiàn)，這樣通過PROFINET網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)真正的“一網(wǎng)到底”。
PROFINET的網(wǎng)絡(luò)連接，交換機是核心部件，也就是沒有交換機就無法完成PROFINET通訊，即使使用雙端口的ET200進行串聯(lián)，雙端口的交換機集成在ET200中。
PROFINET的實時性，需要了解PROFINET的協(xié)議和工作機制。PROFINET具有RT和IRT兩種等級的實時通訊。
對于RT，通訊雙方，按照Step7組態(tài)的各自的時鐘周期內(nèi)，向?qū)Ψ桨l(fā)送一次數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)交換。時鐘周期設(shè)置越短，實時性就越強。被發(fā)送出來的數(shù)據(jù)，交換機保證其實時性的唯一方式，就是根據(jù)PROFINET數(shù)據(jù)的QoS來轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)，正如膠片所描述的，PROFINET的數(shù)據(jù)可能會被延遲，延遲的最主要原因就是NRT的報文和交換機的S&F。這時PROFINET的實行性的保證就主要依賴您，工程師去考慮實際的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，防止類似的情況發(fā)生。必要時，調(diào)整Update time 和看門狗時間。
對于交換機，其工作方式，如膠片所說有兩種，一種S&F，另一種是CT。普通交換機的工作方式使用S&F。雖然IRT的交換機的工作方式使用CT的方式，不過在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)發(fā)生累積時，其工作模式會轉(zhuǎn)變成S&F。這樣與普通交換機相同。所以使用IRT交換機在應(yīng)用RT時，數(shù)據(jù)負(fù)載不能接近滿負(fù)荷。
對于IRT，通訊雙方仍然按照Step7組態(tài)的各自的時鐘周期內(nèi)，向?qū)Ψ桨l(fā)送一次數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時的數(shù)據(jù)交換。但是由于IRT的時鐘被同步，這樣IRT采用了帶寬預(yù)留的方式，也就是說在這段時間內(nèi)，只有IRT的數(shù)據(jù)才可以進行傳輸，其它數(shù)據(jù)例如TCP或IT數(shù)據(jù)或者您所舉的數(shù)據(jù)、語音、圖像等數(shù)據(jù)是無法在這段時間內(nèi)進行傳輸。由于沒有數(shù)據(jù)與IRT的數(shù)據(jù)爭搶帶寬，于是保證了IRT數(shù)據(jù)的實時性。這時，一定要選擇IRT的交換機例如SCALANCE X200IRT或者選擇支持IRT的設(shè)備例如ET200S PN V6.0進行相鄰連接，與RT不同，因為此時IRT的交換機是IRT實時性的唯一保證。不過PROFINET IRT還有另外一個優(yōu)點，如果IRT設(shè)備之間由于某些原因無法完成時鐘同步，那么會以RT的方式進行通訊。
綜上所述，如果需要三網(wǎng)合一（數(shù)據(jù)、語音、圖像），根據(jù)的實際負(fù)荷的大小以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，來選擇RT或IRT的數(shù)據(jù)方式，都可以保證PROFINET數(shù)據(jù)交換的實時性！
PROFINET的通訊距離有問題嗎？
由于PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)，那么以太網(wǎng)的多種的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜瓦B接方式同樣適用于PROFINET。這一點從側(cè)面也反映了使用PROFINET不需要改變原來的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這一點是PROFIBUS所不能比擬的。
交換機是以太網(wǎng)中核心部件，同樣在PROFINET網(wǎng)絡(luò)中交換機也同樣是核心部件。網(wǎng)絡(luò)連接可以使用電氣或者光纖進行連接，典型的電氣連接的長度是100m，而光纖的連接距離就長了，這與交換機的光纖接口或者光纖模塊的屬性有關(guān)系。目前，如果用戶選擇SCALANCEX400的MM491-2LH+單模光纖連接時，可以達到最遠距離為70公里。所以距離在PROFINET中不是問題。而且由于以太網(wǎng)中的設(shè)備個數(shù)，從理論上不受任何限制，所以網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？梢愿鶕?jù)實際的需求，可大可小。本文來自織夢
PROFINET的通訊距離有問題嗎？
由于PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)，那么以太網(wǎng)的多種的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜瓦B接方式同樣適用于PROFINET。這一點從側(cè)面也反映了使用PROFINET不需要改變原來的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這一點是PROFIBUS所不能比擬的。
交換機是以太網(wǎng)中核心部件，同樣在PROFINET網(wǎng)絡(luò)中交換機也同樣是核心部件。網(wǎng)絡(luò)連接可以使用電氣或者光纖進行連接，典型的電氣連接的長度是100m，而光纖的連接距離就長了，這與交換機的光纖接口或者光纖模塊的屬性有關(guān)系。目前，如果用戶選擇SCALANCEX400的MM491-2LH+單模光纖連接時，可以達到最遠距離為70公里。所以距離在PROFINET中不是問題。而且由于以太網(wǎng)中的設(shè)備個數(shù)，從理論上不受任何限制，所以網(wǎng)絡(luò)規(guī)?？梢愿鶕?jù)實際的需求，可大可小。本文來自織夢
PROFINET如何連接PA儀表？
PROFINET可以無縫集成PROFIBUS、ASi等現(xiàn)場總線，通過IE/PB LINK PN IO可以無縫集成PROFIBUS-DP設(shè)備，但是IE/PB LINK不能連接DP/PA LINK來連接PA儀表，所以只能通過DP/PA Coupler來連接PA設(shè)備。DP/PA Coupler不需要在Step7中組態(tài)，只需要直接組態(tài)PA儀表即可，不過PROFIBUS總線的波特率需要設(shè)置45.45kbit/s。
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