PROFINET 基礎(chǔ)
決定因素
功能
設(shè)備描述
集成概念
國際標(biāo)準(zhǔn)化出版
INTERBUS Club Deutschland e.V.
地址: PO Box 11 08 · 32817 Blomberg, Germany
電話: ++49/52 35/34 21 00 傳真: ++49/52 35/34 12 34
e-mail: germany@interbusclub.com
網(wǎng)址: www.interbusclub.com
編輯: Judith K?semann
2 Basics PROFINET1.
(cid:1797)(cid:1236)(cid:4665)(cid:1526)(cid:1996)(cid:4567)(cid:1453)(cid:4195)(cid:3590)(cid:3761)
(cid:102)(cid:102)(cid:2115)(cid:4153)(cid:1162)(cid:1558)(cid:3644)(cid:1762)(cid:2071)(cid:3976)(cid:3369)(cid:1065)(cid:1453)(cid:3387)(cid:1225)(cid:2681)(cid:301)(cid:4291)(cid:4153)(cid:2190)(cid:1462)(cid:1270)(cid:1071)(cid:301)(cid:4491)(cid:3419)(cid:4572)(cid:3430)(cid:1797)(cid:4164)(cid:4665)(cid:1526)(cid:1996)(cid:1162)(cid:1558)
(cid:1343)(cid:3989)(cid:1453)(cid:1526)(cid:2551)(cid:104)(cid:4389)(cid:4491)(cid:4573)(cid:1526)(cid:2551)(cid:1453)(cid:3711)(cid:1526)(cid:3895)(cid:301)19(cid:2901)(cid:3125)INTERBUS(cid:3915)(cid:1230)(cid:4673)(cid:3924)(cid:4243)(cid:4374)(cid:1599)(cid:3387)(cid:301)(cid:1270)(cid:3777)
(cid:3423)(cid:2240)(cid:3344)(cid:1475)(cid:4170)(cid:1785)(cid:4272)(cid:4295)(cid:1334)(cid:3459)(cid:1886)(cid:1273)(cid:3484)(cid:2324)(cid:1453)(cid:1334)(cid:1747)(cid:3102)/(cid:4539)(cid:4003)(cid:3102)(cid:3915)(cid:1230)(cid:4673)(cid:3924)(cid:3882)(cid:3692)(cid:104)
(cid:102)(cid:102)(cid:4278)(cid:4295)(cid:1176)(cid:4272)(cid:3635)(cid:3457)(cid:1453)(cid:1334)(cid:3459)(cid:3968)(cid:4216)(cid:1932)(cid:3478)
(cid:4000)(cid:2234)(cid:1818)(cid:301)INTERBUS(cid:3882)(cid:3692)(cid:1162)(cid:2255)(cid:2326)(cid:4285)
(cid:4597)(cid:3274)(cid:2433)(cid:3542)(cid:103)(cid:4579)(cid:3073)(cid:1932)(cid:1457)(cid:3408)(cid:3484)(cid:2324)(cid:3681)(cid:3992)(cid:2086)
(cid:3083)(cid:1315)(cid:3308)(cid:1453)(cid:4007)(cid:2887)(cid:301)(cid:1599)(cid:3159)(cid:4161)(cid:3644)(cid:1802)(cid:4672)(cid:1934)(cid:4504) 2005(cid:2901)3(cid:4365)(cid:301)INTERBUS(cid:4389)(cid:3423)(cid:2240)(cid:1786)
(cid:1558)(cid:1799)(cid:2887)(cid:301)(cid:3412)(cid:3915)(cid:2433)(cid:3542)(cid:1329)(cid:2528)(cid:301)(cid:3416)(cid:3676)(cid:2071)(cid:3408) (cid:1473)(cid:1453)(cid:965)(cid:4629)(cid:2576)(cid:1241)(cid:1886)750(cid:3755)(cid:1785)(cid:2227)(cid:1484)(cid:301)(cid:4389)
(cid:2143)(cid:2190)(cid:4552)(cid:4691)(cid:3956)(cid:104)(cid:3685)(cid:3408)(cid:4278)(cid:4295)(cid:1859)(cid:3904)(cid:1453)(cid:2618)(cid:2059) (cid:3777)(cid:3484)(cid:4577)(cid:1575)(cid:1453)(cid:1797)(cid:4164)(cid:3915)(cid:1230)(cid:1241)(cid:1886)680,000
(cid:3416)(cid:4272)(cid:301)(cid:1599)(cid:2326)(cid:4285)(cid:2086)(cid:3140)(cid:1453)(cid:2382)(cid:1740)(cid:3240)(cid:2887)(cid:2551)(cid:104) (cid:3634)(cid:4243)(cid:4272)(cid:3882)(cid:3692)(cid:104)INTERBUS (cid:42)(cid:83)(cid:92)(cid:73)(cid:1176)(cid:4272)
(cid:4278)(cid:4295)(cid:4312)(cid:1334)(cid:1747)(cid:3102)(cid:1932)(cid:4539)(cid:4003)(cid:2071)(cid:1818)(cid:1453)(cid:2557)(cid:2220)(cid:2134) Frost-Sullivan(cid:1504)(cid:1208)(cid:3047)(cid:1825)(cid:1613)(cid:2276)(cid:1886)(cid:4641)(cid:3226)
(cid:1780)(cid:1462)(cid:2559)(cid:301)(cid:3574)(cid:4195)INTERBUS(cid:3915)(cid:1230)(cid:4673)(cid:3924) (cid:2113)(cid:3552)(cid:301)INTERBUS(cid:3915)(cid:4285)(cid:1453)(cid:965)(cid:4629)(cid:4673)(cid:4540)
(cid:3882)(cid:3692)(cid:4073)(cid:3542)(cid:1068)(cid:4272)(cid:1988)(cid:1860)(cid:1631)(cid:1473)(cid:2220)(cid:3451)(cid:104)(cid:2225)(cid:4552) (cid:1241)(cid:1886)140(cid:4201)(cid:2765)(cid:4341)(cid:104)(cid:102)(cid:102)(cid:4278)(cid:4295)(cid:1176)(cid:4272)(cid:3635)
(cid:3457)(cid:1453)(cid:1334)(cid:3459)(cid:3968)(cid:4216)(cid:1932)(cid:3478)(cid:4000)(cid:2234)(cid:1818)(cid:301)
INTERBUS(cid:3882)(cid:3692)(cid:1162)(cid:2255)(cid:2326)(cid:4285)(cid:4597)(cid:3274)(cid:2433)
2005(cid:2901)3(cid:4365)
680,000(cid:3634)(cid:4243)(cid:4272)(cid:3882)(cid:3692)
7,500,000(cid:1785)(cid:2227)(cid:1484) (cid:4700)(cid:3777)(cid:3423)(cid:2240)(cid:3344)(cid:3095)(cid:2621)
(cid:3214)(cid:3423)(cid:2240)(cid:1627) (cid:1445)(cid:4700)(cid:4272)(cid:1453)(cid:3915)(cid:1230)
(cid:3774)(cid:1241)(cid:1886)600(cid:1785) 2005(cid:2901)(cid:1475)(cid:4170)(cid:2105)(cid:1551)(cid:301)
(cid:1270)(cid:2547)OPEN (cid:2046)(cid:4348)(cid:1422)(cid:3794) INTERBUS-Safety (cid:4673)(cid:3924)(cid:3882)(cid:3692)(cid:4533)(cid:4170)(cid:301)
CONTROL(cid:301) (cid:3882)(cid:2593)(cid:1225)(cid:3038)(cid:3711)(cid:1315)
(cid:1270)(cid:2547)INTERBUS
1 71 ,3 00 0 00 0 (cid:1785),0 ,00 (cid:4557)00 0(cid:3634) (cid:4407)(cid:1785)(cid:3882) (cid:1236)(cid:2227)(cid:3692) (cid:3341)(cid:1484)(cid:301) (cid:104)(cid:301) (cid:3011) (cid:1115)(cid:4641) (cid:4641)(cid:1270)2 J(cid:3777)0 B0 (cid:4567) 4 1(cid:2901) 0(cid:1883) 35 (cid:2071) 0(cid:4365) 8(cid:3976) .3(cid:4003) (cid:301)(cid:4164) INTERBUS(cid:1860)(cid:1631)
5,(cid:42) 00(cid:83)(cid:92) 0(cid:73) (cid:3634)(cid:301) (cid:104)(cid:4192) (cid:4389)(cid:965) (cid:1797)(cid:4629) (cid:4164) 56 60 ,5,0 00 00 ,0(cid:3634) 00(cid:4243) (cid:1785)(cid:4272) (cid:2227)(cid:3882) (cid:1484)(cid:3692) (cid:104)(cid:301) (cid:4243)(cid:4272)(cid:4295)(cid:1797)(cid:4164)(cid:2621)
(cid:7)(cid:7)(cid:2621)(cid:4319)(cid:1068)(cid:1860)(cid:1631)(cid:2220)(cid:3451)(cid:104)
2003(cid:2901)1(cid:4365)
IEC 61158(cid:1475)3(cid:1017)(cid:301) (cid:4319)(cid:301)(cid:2858)(cid:3125)(cid:4192)(cid:965)(cid:4629)
(cid:4621)(cid:2125)D (cid:4686)RI (cid:2046)VM EE CM N OClC MOO MM (cid:1451) 30l (cid:1883) 59 , 009 (cid:1115) 004 ,0(cid:2901) 0(cid:4641) (cid:3634) 05 D 0(cid:4243)(cid:4365) (cid:1785)IN (cid:4272)(cid:301) (cid:2227)1 (cid:3882)(cid:1270) 9 (cid:1484)2 (cid:3692)(cid:3777) 5 (cid:104)8 (cid:301)(cid:7) (cid:301) (cid:1270) 3(cid:3777)
3
3(cid:1883)
0 ,5,0
0(cid:2117)2
0
00 (cid:1115)
0
,00
(cid:3634)
0(cid:4641)0 0(cid:4243)(cid:2901) I (cid:1785)E (cid:4272)1 C4 (cid:2227)(cid:4365)7 (cid:3882)5 60 (cid:1484), 1, 2 (cid:3692)0 1 (cid:104)00 5 (cid:301)00 8,(cid:3634) 0 (cid:301)0(cid:4243) (cid:1785)(cid:4272) (cid:2227)(cid:3882) (cid:1484)(cid:3692) (cid:104)(cid:301) (cid:2227) (cid:30)(cid:19)500(cid:1484) ,000(cid:1241)
(cid:1785)
(cid:1886)
(cid:4389)(cid:1913)(cid:2942)(cid:3767)(cid:4450)(cid:2046) 1998(cid:2901)12(cid:4365)
(cid:1818)(cid:3513) (cid:4650)(cid:3445)(cid:2367)(cid:1607) (cid:4567)(cid:3446)(cid:1369)(cid:2578)(cid:3925) (cid:1270)(cid:3777)(cid:2944)(cid:4581)(cid:1115)(cid:4641)EN 50254(cid:301)
240,000(cid:3634)(cid:4243)(cid:4272)(cid:3882)(cid:3692)(cid:301)
2,700,000(cid:1785)(cid:2227)(cid:1484)(cid:104)
Basics PROFINET 3制造設(shè)備必須盡 14
快適應(yīng)新車型 汽車市場進(jìn)一步細(xì)化 皮卡
12
越野車
皮卡 SUV
越野車 多功能車
SUV 兩廂車
8
多功能車 旅行車
多功能車 兩廂車 轎車
6
兩廂車 旅行車 微型車
源自: Magna Steyr 兩廂車 旅行車 轎車 賽車
旅行車 轎車 微型車 雙門車
/AUTOMOBIL 3 轎車 微型車 賽車 敞蓬車
ENTWICKLUNG 轎車 微型車 賽車 雙門車 跑車
賽車 賽車 雙門車 敞蓬車 混合動力車
（德國技術(shù)雜志） 跑車 雙門車 敞蓬車 跑車 新動力系統(tǒng)
60年代 70年代 80年代 90年代 2000
挖掘生產(chǎn)潛力 在辦公通信中已建立這種傳輸媒
當(dāng)今銷售市場的特點(diǎn)是隨著 介，在工業(yè)環(huán)境中它也已經(jīng)用于
各種產(chǎn)品品種的不斷增加，產(chǎn)品 分散機(jī)器設(shè)備區(qū)段間的相互連接，
的生命周期越來越短。例如， 以及與高一級系統(tǒng)的連接。
1990年汽車的生命周期是9.5
年，一個(gè)生產(chǎn)線平臺可生產(chǎn)8種 擴(kuò)展的以太網(wǎng)協(xié)議
汽車車型（轎車、旅行車及敞蓬 以太網(wǎng)具有世界統(tǒng)一的通信
車等）的生產(chǎn)。而在現(xiàn)在，生命 標(biāo)準(zhǔn)，其優(yōu)點(diǎn)是無縫傳輸大容量
周期平均只有6.5年，同樣一個(gè)平 數(shù)據(jù)，同時(shí)可交換各種服務(wù)，并
臺要生產(chǎn)一個(gè)汽車品牌的14種不 能使用標(biāo)準(zhǔn)組件和工具。目前，
同車型。能夠提升大量生產(chǎn)的成 低實(shí)時(shí)能力和高抖動是其最薄弱
本效益，比通常情況更早地收回 的地方。為此，各家制造商和組
投資（ROI）對生產(chǎn)制造廠來說應(yīng) 織都在積極開發(fā)擴(kuò)展的以太網(wǎng)協(xié)
該是基本的。為此，需要不斷地 議，它們將滿足工業(yè)現(xiàn)場通信的
降低開發(fā)和工程費(fèi)用，該費(fèi)用占 特定需要。
整個(gè)成本的較大份額；同時(shí)應(yīng)該
確保現(xiàn)有的解決方案能夠簡單地
集成到新概念的系統(tǒng)中。這樣一
來，為了挖掘新的生產(chǎn)潛力，公
司內(nèi)部的通信體系結(jié)構(gòu)就成了決
定因素。
統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

PROFINET 是一種基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，由德國自動化行業(yè)協(xié)會（VDI/VDE-Romped）和西門子等多家公司聯(lián)合開發(fā)，旨在為制造工廠、過程自動化和其他工業(yè)環(huán)境提供高效、靈活且可靠的信息傳輸平臺。它結(jié)合了 EtherNet/IP 和 Profinet IO 兩種協(xié)議，形成一個(gè)從設(shè)備層到生產(chǎn)管理層的完整通信架構(gòu)。 - **EtherNet/IP**: 這部分專注于控制和數(shù)據(jù)應(yīng)用，提供了實(shí)時(shí)控制通信以及歷史數(shù)據(jù)和信息管理的功能，支持復(fù)雜的分布式控制系統(tǒng)（DCS）和PLC之間的通訊。 - **Profinet IO**: 專為過程自動化領(lǐng)域設(shè)計(jì)，關(guān)注于現(xiàn)場級別的設(shè)備通信，如傳感器、執(zhí)行器、機(jī)器人、智能閥島等。Profinet IO 支持點(diǎn)對點(diǎn)連接、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)以及星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并能實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率、低延遲和同步消息傳遞。 PROFINET 的基礎(chǔ)包括以下幾個(gè)方面： 1. 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：采用OSI七層模型為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議棧與用戶自定義的應(yīng)用層接口，使得不同廠商設(shè)備能在統(tǒng)一的平臺上無縫集成。 2. 定義了多種物理層規(guī)范，如10/100BASE-TX、千兆以太網(wǎng)(Gigabit Ethernet)、光纖(Fiber)等，適應(yīng)各種環(huán)境下的通信需求。 3. 高性能實(shí)時(shí)通信能力：通過使用確認(rèn)性或非確認(rèn)性傳輸模式，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的準(zhǔn)確性和可靠性，適用于需要嚴(yán)格時(shí)間約束的過程控制應(yīng)用。 4. 靈活的數(shù)據(jù)服務(wù)：支持面向連接的TCP/IP服務(wù)、UDP廣播和多播、以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)服務(wù)(RTP/AVT, FDT等)，滿足不同類型數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆? 5. 標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議棧：PROFINET IO 使用開放式標(biāo)準(zhǔn)如SIPOC (Service Integration and Protection Profile for Automation Communication), IEC 61784-3等，便于設(shè)備互操作和維護(hù)升級。 總之，PROFINET 基礎(chǔ)涵蓋了網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、通信協(xié)議、服務(wù)質(zhì)量保障、設(shè)備兼容性等多個(gè)層面，是現(xiàn)代智能制造和工業(yè)4.0時(shí)代不可或缺的關(guān)鍵通信基礎(chǔ)設(shè)施之一。