PROFINET基于以太网标准要点课件.ppt
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1、,概述,Profinet,A&D CS2 FA,2,Service&Support,2,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,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,需求,&,发展趋势,3,Service&Support,3,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,形成统一网络的结构,?,减少接口,?,设备
2、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,为什么在工业环境中使用以太网,?,需求,&,发展趋势,4,Service&Support,4,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,Industrial Automation,工业自动化对于以太网的特殊要求,Industrial,approved,Installation,Plant wide,
3、Engineering,High,Availability,Quick,Reaction Times,Efficient,Network and,Device,Diagnostics,Configurable,Access Protection,Safety approved,Applications,Integration,of existing,Plants,需求,&,发展趋势,5,Service&Support,5,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,PROFINET,基于工业以太网标准,全面地解决方案
4、,!,PROFINET,IT-Standards,&Security,Process,Distributed,Intelligence,Distributed,Field Devices,Motion,Control,Real-time,Communication,Network,Installation,Safety,Answer:PROFINET,6,Service&Support,6,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,PROFINET,是由,PROFIBUS&PROFINET Internationa
5、l(PI),推,出的,开放式工业以太网标准,PROFINET,是基于工业以太网,PROFINET,遵循,TCP/IP,和,IT,标准,PROFINET,是实时以太网,PROFINET,可以无缝集成现场总线系统,PROFINET,解决方案,!,PROFINET,7,Service&Support,7,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,动机,?,Ethernet,采用随机争用型介质访问方法,(CSMA/CD),?,存在的问题:如果网络负载过高,无法预测网络延迟时间,Transmit,ter,Switch,Swi
6、tch,Switch,Switch,Switch,Switch,Receiver,A,B,C,D,E,F,Further stations,?,只要有通信需求,各以太网节点,(A-F),均可向网络发送数据,?,报文可能在主干网中被缓冲,8,Service&Support,8,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,现场通信中的,QoS,要求,QoS,级别,1,2,3,4,应用类型,控制器之间,分布式,IO,设备,运动控制,组态编程,/,参数,反应时间,100ms,10ms,1ms,尽力,抖动,/,/,1us,9,
7、Service&Support,9,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,交换技术,?,以太网帧的优先级划分在,IEEE 802.1q,标准中定义,?,四个额外的数据字节用于控制不同优先级数据帧的传输,?,数据帧,1,正在发送中,,无法中断正在进行的传输任务,?,数据帧,2,的优先级低于数据帧,3,,因而被暂时搁置,Port 1,Queue for port 1,Port 2,Port 3,1,3,2,1,3,2,1,2,3,10,Service&Support,10,PROFINET,系统,实时概念,PN I
8、O with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,改善的通信堆栈性能,?,数据准备和处理所需的时间与通信无关,?,优化通信堆栈循环时间,?,线路传输时间可忽略,(100 Mb/s),提供,数据,通信堆栈,提供者,处理,数据,通信堆栈,消费者,传输,?,T1,?,T2,?,T3,11,Service&Support,11,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,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
9、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,12,Service&Support,12,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN CBA with RT,PN IO with IRT,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,两种应用方式,?,集成分布式,I/O,的,PROFINET IO,?,用于创建模块化的,PROFINET CBA,13,Service&Support,13,PROFINET,系统,实时概念,PN IO with RT,PN
10、 CBA with RT,PN IO with IRT,RT,通信堆栈,标准通道,TCP/IP and UDP/IP,?,组态和参数化,?,诊断数据,?,装载,网络连接,?,建立用户数据通信通道,实时通道,RT,?,高性能、循环用户数据传输,?,事件触发的消息,/,报警,实时通道,IRT,?,同步用户数据传输,?,抖动,1,sec,实,时,RT,IRT,实时,1,Ethernet,TCP/UDP,PROFINET,应用程序,IT,应用,e.g.,?,HTTP,?,SNMP,?,DHCP.,标准数据,实时数据,IP,3,1,2,3,ASIC,PN IO with IRT,2,14,Service
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