PROFINET基于以太网标准要点.pptVIP

自动化发展趋势 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 为什么在工业环境中使用以太网? 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 工业自动化对于以太网的特殊要求 PROFINET –基于工业以太网标准 PROFINET – 解决方案! 动机 现场通信中的 QoS 要求 交换技术 改善的通信堆栈性能 如何获得以太网 QoS 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 分类 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 RT通信堆栈 PROFINET报文的结构 依照 IEEE 802.3标准的报文格式 PROFINET real-time报文的Ether type 0x0800: IP 报文 0x8892: PROFINET real-time 报文 通过 Frame-ID确定接收数据的分配 循环传输 (过程值) 事件触发传输(报警和事件) 状态信息 设备和数据状态 (如：运行，停止，错误) PROFINET 实时通信 PROFINET 实时通信 PROFINET 根据性能不同可划分为两种实时类型 (Ethertype 0x8892). 实时 (RT): 使用标准网络器件 工作特性与目前的现场总线类似 (如 PROFIBUS) 典型应用场合：工厂自动化 等时实时 (IRT): 时钟同步的通信 借助 Switch-ASIC 芯片 典型应用场合：运动控制中的驱动控制 STEP 7 中组态PROFINET IO RT 更新时间 iMap 组态 PROFINET CBA RT 等时实时通信 IRT 通信堆栈 等时模式的实时 IRT-”快车道” 为 IRT 预留通道 (资源) 保证实时，与通信量 (网络负荷) 无关 无限制访问 (TCP/IP, IT, ….) Kleine Bilder um jeden Punkt graphisch zu untermalen 过去的十几年间,在工厂自动化和过程自动化领域中,现场总线是现场级通信系统中的主流解决方案。不过,随着技术的不断进步和发展,传统现场总线越来越多地表现出了其本身的局限性。一方面,随着现场设备智能程度的不断提高,控制变得越来越分散,分布在工厂各处的智能设备之间以及智能设备和工厂控制层之间需要连续地交换控制数据,这使得现场设备之间数据的交换量飞速增长;另一方面,随着计算机技术的发展,企业希望能够将底层的生产信息整合到统一的全厂信息管理系统中,于是,企业的信息管理系统需要读取现场的生产数据,并通过工业通信网络实现远程服务和维护,因此,纵向一致性也成为热门的话题,用户希望管理层和现场级能够使用统一的、与办公自动化技术兼容的通信方案,这样可以大大简化工厂控制系统的结构,节约系统实施和维护的成本。 基于这样的需求,以太网技术开始逐渐从工厂和企业的信息管理层向底层渗透,以太网技术开始广泛地应用于工厂的控制级通信。在自动化世界中使用以太网解决方案有几方面显著的优势：统一的架构、集成的通信以及强大的服务和诊断功能。从目前工业自动化控制领域的情况来看,以太网技术取代现场总线是工业控制网络发展的必然趋势。 8 Beispiele für Web-Services: FW-Update ohne Engineeringsystem, FAQ, Diagnose, Verdrahtungstest ohne Engineeringsystem / direkter Zugriff von MES-Systemen m?glich einfaches Handling, Plug and Play !? 与普通的办公室网络和控制级的工业以太网不同,在现场级网络中传输的往往都是工业现场的I/O信号以及控制信号,从控制安全的角度来说,系统对这些来 自于现场传感器的I/O信号要能够及时获取,并及时做出响应,将控制信号及时准确地传递到相应的动作单元中,因此,现场级通信网络对通信的实时性和确定性有极高的要求。这也正是普通的工业以太网技术在现场级通信网络中难以和现场总线技术抗衡的重要原因。 Created in 1989 by a consortium of companies and