PROFINET简介-BACnet标准与楼宇自控系统技术

2023-08-29 理论教育版权反馈

【摘要】：为了减少通信堆栈的访问时间，PROFINET的第2版本协议对传输数据的长度作了限制。为优化通信功能，基于IEEE 802.1P定义了PROFINET报文的优先权，规定了7级的优先级。PROFINET构成从I／O级直至协调管理级的基于组件的分布式自动化系统的体系结构方案。PROFIBUS现场总线技术和INTERBUS现场总线技术可以在整个PROFINET系统中无缝地集成。由于PROFINET采用模块化结构，可以轻松地对其进行升级以集成其他功能；工程调试工作量较小；可大幅度提高系统的开放性。

PROFINET是在西门子公司的支持下，由PROFINET International（PI）组织提出的基于以太网的自动化标准。从2004年4月开始，PI与INTERBUS Club（INTERBUS总线俱乐部）联手，负责合作开发与制定PROFINET的标准。

PROFINET的第2版本中，提出了两种工业以太网的通信机制，采用TCP／IP通道来实现非实时数据的传输，如用于设备参数、组态和读取诊断数据的传输。传输实时数据是通过将OSI模型的网络层和传输层进行旁路，实现实时数据通道，传输的实时数据存放在RT（Real-Time，实时）堆栈上，实现传输时间的确定性。为了减少通信堆栈的访问时间，PROFINET的第2版本协议对传输数据的长度作了限制。因此在实时通道上传输的数据主要是用于现场I／O数据、事件控制的信号与报警信号等。为优化通信功能，基于IEEE 802.1P定义了PROFINET报文的优先权，规定了7级的优先级。

PROFINET构成从I／O级直至协调管理级的基于组件的分布式自动化系统的体系结构方案。PROFIBUS现场总线技术和INTERBUS现场总线技术可以在整个PROFINET系统中无缝地集成。通过代理服务器技术，PROFINET除了可以和PROFIBUS总线集成，同时也可以无缝集成其他总线标准。

根据响应时间的不同，PROFINET支持以下3种通信方式：TCP／IP标准通信、实时（RT）通信和同步实时（Isochronous Real-Time，IRT）通信。

TCP／IP标准通信是基于工业以太网技术和TCP／IP的通信。虽然基于TCP／IP的通信过程其响应时间约在100ms的量级，但是对于工厂控制级的应用来说，许多实际应用是足够的。

实时（RT）通信：控制器和传感器及执行器间的数据交换，控制系统对响应时间的要求更为严格，因此PROFINET提供了一个优化的、基于以太网数据链路层的实时通信通道，通过该实时通道，极大地减少了数据在通信栈中的处理时间，PROFINET实时通信（RT）的典型响应时间是5～10ms。

同步实时（IRT）通信：在现场级通信中，对通信实时性要求最高的是运动控制，PROFI-NET的同步实时（IRT）技术可以满足运动控制的高速通信需求，在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1μs，以此来保证及时的、确定的响应。

PROFINET基于工业以太网的自动化开放标准，其部分目标是：

1）工业以太网和标准以太网组件可以一起使用；

2）使用TCP／IP和IT标准；

3）能够和特定的现场总线系统无缝集成。

由于PROFINET采用模块化结构，可以轻松地对其进行升级以集成其他功能；工程调试工作量较小；可大幅度提高系统的开放性。

PROFINET简介-BACnet标准与楼宇自控系统技术

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