PROFINET总线技术基础.pptx

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1、PROFINET总线技术基础总线技术基础1 1 工业以太网工业以太网2 PROFINET2 PROFINET基础基础3 PROFINET3 PROFINET得通信技术得通信技术4 PROFINET4 PROFINET得种类得种类 5 PROFINET IO5 PROFINET IO得组态得组态第一节第一节 工业以太网工业以太网u 概述概述u 技术特点技术特点u 传输介质和连接器传输介质和连接器一、概述一、概述 工业以太网工业以太网(Industrial Ethernet)(Industrial Ethernet)就是西门子公就是西门子公司提出得一种基于以太网得工业通讯模式司提出得一种基于以太网

2、得工业通讯模式,她遵循国际她遵循国际标准标准IEEE802IEEE802、3 3。工业以太网和局域网都就是采用工业以太网和局域网都就是采用TCP/IPTCP/IP协议协议,因而因而可以直接和局域网得计算机互连可以直接和局域网得计算机互连,便于共享网络中得数便于共享网络中得数据据,可以用可以用IEIE浏览器访问终端数据。浏览器访问终端数据。l 常见网络结构常见网络结构l 常见网络结构常见网络结构二、技术特点二、技术特点1.1.兼容性好兼容性好,适合于解决控制系统中不同厂商设备得兼适合于解决控制系统中不同厂商设备得兼容和互操作等问题。容和互操作等问题。2.2.数据传输速率高、传输距离远数据传输速率

3、高、传输距离远,具有具有1010100M/bits100M/bits得自适应传输速率得自适应传输速率,传输距离最大可达传输距离最大可达150km150km。3.3.可以通过可以通过InternetInternet对企业生产进行远程监控。实现对企业生产进行远程监控。实现办公自动化网络与工业控制网络得无缝连接办公自动化网络与工业控制网络得无缝连接,实现企实现企业管控一体化。业管控一体化。4.4.抗干扰能力强抗干扰能力强,适应严酷得工业生产环境。适应严酷得工业生产环境。5.5.快速得网络故障定位与诊断。快速得网络故障定位与诊断。三、传输介质和连接器三、传输介质和连接器 目前采用多芯双绞线作为短距离信

4、息传输目前采用多芯双绞线作为短距离信息传输,无线作无线作为中距离信息传输为中距离信息传输,光纤作为远距离信息传输。光纤作为远距离信息传输。多芯双绞线常用得有多芯双绞线常用得有8 8芯、芯、4 4芯两种芯两种,使用使用RJ45(RJ45(俗俗称水晶头称水晶头)连接器作接线端子。连接器作接线端子。RJ45RJ45有有8 8芯和芯和4 4芯两种。芯两种。1 1、8 8芯双绞线和连接器芯双绞线和连接器l RJ45 RJ45得安装方法得安装方法2 2、4 4芯双绞线和连接器芯双绞线和连接器l RJ45 RJ45得安装方法得安装方法1-1-橙白橙白2-2-橙橙3-3-绿白绿白6-6-绿绿3 3、检查、检查

5、第第二节二节 PROFINETPROFINET基础基础u 概述概述u 网络结构网络结构u 传输介质和连接器传输介质和连接器u PROFINET PROFINET与与PROFIBUSPROFIBUS得比较得比较一、概述一、概述 PROFIBUS PROFIBUS国际组织于国际组织于19991999年开始研发新一代总线年开始研发新一代总线系统系统PROFINETPROFINET。因全球知名得自动化设备制造商得。因全球知名得自动化设备制造商得支持支持,20002000年底年底,PROFINETPROFINET正式成为了正式成为了IEC61158IEC61158标准得标准得第第1010种现场总线。种现

6、场总线。PROFINET PROFINET就是一种基于工业以太网和就是一种基于工业以太网和ITIT标准得现标准得现场场 总线通信系统总线通信系统,具有比具有比PROFIBUSPROFIBUS更多得优点更多得优点,因而在因而在自动化控制领域中得到越来越广泛地应用。自动化控制领域中得到越来越广泛地应用。二、网络结构二、网络结构要求使用带有交换功能得设备！要求使用带有交换功能得设备！三、传输介质和连接器三、传输介质和连接器1 1、传输介质、传输介质 目前目前PROFINETPROFINET支持百兆以太网支持百兆以太网100BASE-TX100BASE-TX,采用两采用两对双绞屏蔽线对双绞屏蔽线(GP

7、2(GP22 2系列系列)作为短距离信号传输。作为短距离信号传输。名称名称特点特点适用范围适用范围 GP2GP22 A2 A型型单股导体单股导体固定设备固定设备GP2GP22 B2 B型型较软电缆较软电缆偶尔移动得设备偶尔移动得设备GP2GP22 C2 C型型软电缆软电缆经常移动得设备经常移动得设备GP2GP22 2 船用船用耐腐蚀耐腐蚀船用设备船用设备IE FCIE FC电缆电缆GP2GP22 2型系列型系列l GP2 GP22 A2 A型型黄色黄色/橙色用于发送信号橙色用于发送信号,白色白色/蓝色用于接收信号。蓝色用于接收信号。2 2、连接器、连接器RJ45RJ45连接器连接器M12M12

8、连接器连接器混合连接器混合连接器l RJ45 RJ45连接器连接器IP20IP20防护防护FCFC型型(工业中常用工业中常用)IP20IP20防护普通型防护普通型IP67IP67防护型防护型l M12 M12连接器连接器(4(4芯芯)A A型型B B型型D D型型l 混合连接器混合连接器 可同时进行通信和可同时进行通信和24V24V供电。供电。l 电缆与连接器得连接方法电缆与连接器得连接方法名称名称功能功能导线颜色导线颜色RJ45RJ45M12 M12 TD+TD+发送数据发送数据黄黄1 11 1TD-TD-发送数据发送数据橙橙2 23 3RD+RD+接收数据接收数据白白3 32 2RD-RD

9、-接收数据接收数据蓝蓝6 64 4四、四、PROFINETPROFINET与与PROFIBUSPROFIBUS得比较得比较名称名称PROFINETPROFINETPROFIBUS PROFIBUS 最大传输速率最大传输速率100Mbit/s100Mbit/s12Mbit/s12Mbit/s数据传输方式数据传输方式全双工全双工半双工半双工网络拓扑结构网络拓扑结构星型、线型、树型星型、线型、树型线型线型一致性数据范围一致性数据范围254254字节字节3232字节字节网段长度网段长度100m100m100m100m主站个数主站个数无限制无限制多主站会影响速率多主站会影响速率诊断功能诊断功能强强弱弱运

10、动控制运动控制响应速度快响应速度快响应速度慢响应速度慢设备得网络定位设备得网络定位能能不能不能使用成本使用成本高高低低第第三节三节 PROFINETPROFINET得通信技术得通信技术u 通信协议模型通信协议模型u 通信等级通信等级u 通信通道模型通信通道模型u 等时同步实时通信等时同步实时通信一、通信协议模型一、通信协议模型ISO/OSIISO/OSIPROFINETPROFINET7b7bPROFINET IO PROFINET IO 服务服务(IEC61784)(IEC61784)PROFINET IO PROFINET IO 协议协议(IEC61158)(IEC61158)PROFIN

11、ET CBAPROFINET CBA(IEC 61158)(IEC 61158)7a7a无连接无连接RPCRPC面向连接面向连接RPC(D)RPC(D)6 65 54 4UDP(RFC768)UDP(RFC768)TCP(RFC793)TCP(RFC793)3 3IP(RFC791)IP(RFC791)2 2IEEE 802IEEE 802、3 3全双工全双工 IEEE802IEEE802、1 1优先标识优先标识1 1IEEE 802IEEE 802、3 100BASE-TX3 100BASE-TX,100BASE-FX100BASE-FX二、通信等级二、通信等级 IT IT服务服务,TCP/

12、IP,TCP/IP SRT SRT IRT IRT 1.1.TCP/IPTCP/IP用于对通讯速率要求不高得数据传输。如设用于对通讯速率要求不高得数据传输。如设备组态、设置参数和下载上传程序、低精度过程控备组态、设置参数和下载上传程序、低精度过程控制、低精度运动控制等。制、低精度运动控制等。2.2.软实时软实时(SRT)(SRT)技术用于对通讯速率要求较高得数据传技术用于对通讯速率要求较高得数据传输。如高精度过程控制、中精度得运动控制等。输。如高精度过程控制、中精度得运动控制等。3.3.等时同步实时等时同步实时(IRT)(IRT)技术用于对通讯速率要求高得数技术用于对通讯速率要求高得数据传输。

13、如高精度得运动控制等。据传输。如高精度得运动控制等。三、通信通道模型三、通信通道模型ITIT应用应用l HTTP HTTPl SNMP SNMPl DHCP DHCPPROFINETPROFINET应用应用标准数据标准数据实时数据实时数据TCP/IPTCP/IPRTC1/RTC2/RTC3RTC1/RTC2/RTC3Ethernet Ethernet SRTSRTIRTIRT ITIT得应用协议用于设备得参数化、诊断数据读取。得应用协议用于设备得参数化、诊断数据读取。实时实时SRTSRT用于高性能得数据通信。用于高性能得数据通信。等时通信等时通信IRTIRT用于抖动时间小于用于抖动时间小于1u

14、s1us得等时模式。得等时模式。RTC1RTC1适合于周期性数据传输适合于周期性数据传输,可满足大部分工厂自动可满足大部分工厂自动化得应用要求。化得应用要求。RTC2/RTC3RTC2/RTC3需要特殊得硬件支持需要特殊得硬件支持,分别用于实现高性分别用于实现高性能得控制任务和运动控制任务。能得控制任务和运动控制任务。四、等时同步实时通信四、等时同步实时通信(IRT)(IRT)高精度得运动控制要求循环刷新时间小于高精度得运动控制要求循环刷新时间小于1ms,1ms,循循环周期得抖动时间不大于环周期得抖动时间不大于1us1us。因此。因此,PROFINETPROFINET在通信在通信协议中定义了基

15、于时间间隔得传输方法协议中定义了基于时间间隔得传输方法IRTIRT。IRT IRT通讯方式可以使参与控制得网络中各个节点得通讯方式可以使参与控制得网络中各个节点得时钟准确同步时钟准确同步,以便使各节点上得控制功能可以按一定以便使各节点上得控制功能可以按一定得时序协调动作。得时序协调动作。第第四节四节 PROFINETPROFINET得种类得种类u PROFINET IOPROFINET IOu PROFINET CBAPROFINET CBA一、一、PROFINET IOPROFINET IO1 1、简介、简介 用于分布式用于分布式I/OI/O自动化控制系统自动化控制系统,其工作性质类似其工作

16、性质类似于于PROFIBUSDPPROFIBUSDP。传感器、执行机构等装置连接到。传感器、执行机构等装置连接到I/OI/O设备上设备上,通过通过I/OI/O设备连接到网络中。网络中还有设备连接到网络中。网络中还有对对I/OI/O设备进行监控得设备进行监控得I/OI/O控制器和控制器和I/OI/O监视器。监视器。PROFINET IO PROFINET IO支持实时通信支持实时通信(RT)(RT)和等时同步通信和等时同步通信(IRT)(IRT)工作模式。数据传输速率高于工作模式。数据传输速率高于PROFIBUSDPPROFIBUSDP。2 2、系统基本组成、系统基本组成 IOIO控制器控制器:读写读写I/OI/O设备得过程数据设备得过程数据,接收接收I/OI/O设备得报设备得报警诊断信息警诊断信息,执行自动化控制程序。执行自动化控制程序。IOIO监视器监视器:读写读写I/OI/O控制器得数据控制器得数据,上位机可编写、上上位机可编写、上传、下载、调试控制器得程序传、下载、调试控制器得程序,上位机、上位机、HMIHMI可对系统可对系统实现可视化监控。实现可视化监控。IOIO设备设备:连接