PROFINET 工业自动化网络领域的创新技术 (profinet)

发布日期:2005-11-25 09:59:00

前言

PROFINET 是 PROFIBUS 国际组织 (PI) 为自动化制定的开放的工业以太网标准。PROFINET 基于工业以太网,符合 TCP/IP 和 IT 标准。

PROFINET 包括以下概念和内容:

  • PROFIBUS 国际 (PI, PNO 在德国) 开发的工业以太网标准
  • 基于工业以太网
  • 利用 TCP/IP 和 IT 标准
  • 可实现与现场总线系统的无缝集成
  • 多层次的实时概念

分散式现场设备(PROFINET IO)

简单的现场设备使用 PROFINET IO 集成到 PROFINET,并用 PROFIBUS DP 中熟悉的 IO 来描述。这种集成的本质特征是使用分散式现场设备的输入和输出数据,然后由 PLC 用户程序进行处理。

PROFINET IO 模型与 PROFIBUS DP 中的模型类似,设备属性用基于 XML 的描述文件 (GSD) 来描述。在组态过程中将分散式现场设备分配给一个控制器。这样过程数据就能在控制器和现场设备间交换。

分布式自动化

典型的分布式自动化系统由几个子单元组成,这些子单元作为工艺技术模块可以自治地运行,通过可管理的一系列同步化、顺序控制和信息交换信号协调它们的相互作用。

PROFINET 组件模型使用这样的工艺技术模块作为基础。这些工艺技术模块由下面几部分组成:机械部分、电子部分和控制程序。通过使用在 IT领域已获成功的组件技术,工艺技术模块的全部功能封装在一个相关的软件组件中。对这样的一个组件建模为一个对象,并视其为一个黑匣子。定义外在的组件接口是为了与分布式系统内部的组件通信。以这种方式设计的分布式自动化系统是成套装备和机器模块化的前提,从而可重复使用该成套装备和机器的组件。

通信

PROFINET 通信有不同的层次。对时间要求并不苛刻的参数、组态数据和互联信息通过基于 TCP/UDP 和 IP 标准通道在 PROFINET 中传输。这是满足自动化网络与其他网络连接的先决条件。

被称为 RealTime(RT)的实时通道在工厂生产中传输实时过程数据。该通道在基于控制器的软件中运行。对于运动控制(如包装机械,印刷机械),使用等时同步实时技术 (IRT),可使时钟抖动小于 1μs。

网络安装

PROFINET 网络安装起源于以太网在工业环境中的特殊需要。PROFINET 安装向导给工厂结构工程师和操作者提供安装以太网和相关电缆的简单规则。安装向导将设备接口的明确规范提供给设备制造商。

IT 集成

网络管理包括以太网中 PROFINET 设备的功能管理。这包括设备组态,网络管理和网络诊断。在网页集成中,PROFINET 充分利用以太网基本技术,通过标准的 Internet 技术获得 PROFINET 组件的使用权。为了保持与其他系统的连接,PROFINET 支持 OPC DA 和 DX。

现场总线集成

PROFINET 的一个重要特点是可以把其他现场总线如 PROFIBUS DP 无缝集成到 PROFINET 上,从而极大保护了设备制造商、成套装置或机器制造商和终端用户的投资。

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