快速实现profinet

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1、快速实现 PROFINET for industry.2PROFINET 开放式以太网标准PROFINET 是一种应用于自动化领域的以太网标准， 支持不同制造商现场设备之间数据的高速安全通信。 因此，PROFINET 为机器与系统的各种创新设计带来 了新的契机。该标准由 PROFIBUS & PROFINET International (PI) 这一全球最大的现场总线组织推出并 支持。如今，全球已有 28 个 PROFINET 技术中心， 共同努力为用户解答各种 PROFINET 相关问题。面向现场设备的 PROFINET PROFINET 为现场设备制造商打开一条新思路，为用 户提供更多的

2、创新性功能，从而显著提高企业的市场 竞争力。所集成的诊断和报警功能可大幅缩短调试时 间，同时又显著优化了设备的维护过程。系统诊断无 需组态工具，TCP/IP通信可保证在IO通信的并行状态 下传输大量的质量验证或信息追溯数据。除了这些性 能卓越的增值服务，PROFINET 的 IO 数据传输核心功 能更不容小觑。以太网消息帧按优先级排序，可确保消息传输的 绝对的确定性。等时同步 (IRT) 的循环时间仅为 31.25 s，可完美满足诸如运动控制等高性能应 用的各种要求。PROFINET IO 设备的模型 PROFIBUS DP 设备 的模型相同。也正基于此，现场设备开发人员才 可快速便捷地完成从

3、 PROFIBUS 到 PROFINET 的逻辑转换。而且，所有设备参数设置均保存在 GSD 文件之中，并简化为基于XML的变量。工程组态或诊断数采用通用的 TCP/IP 协议进行 传输。通过任意一个闲置端口，即可在需要时将 以太网设备快速集成到 PROFINET 网络中。这 些现场设备不仅可以通过本地 Web 服务器直接 访问，也可使用标准 Internet 浏览器经由安全路 由器进行远程诊断。因此，现场设备的远程维护 同样采用这一标准以太网技术。3PROFINET 协议栈1) 标准通道 参数分配与组态 读取诊断数据以太网2) RT | 3) IRT 实时2) 实时通道 循环数据交换 报警3

4、) IRT 通道（可选） 循环同步数据交换 抖动时间 1 s实时交换机标准的应用 在 PROFINET 中，通常会采用各领域中的 IT 标准。 例如，采用 LLDP 和 SNMP 协议进行相邻节点间拓扑 结构的数据通信；采用 UDP/IP 协议传输诊断记录等 非实时数据。此时，IT 业界普遍采用的 Web 服务器 或其它服务，可在PROFINET 设备中直接使用而没有 任何限制。PROFINET 的这种开放性为现场设备制造 商和最终用户开创了美好远景。PROFINET：符合 IEEE 802.xx 标准的100%工业以太网，具有自动协商 和自动交叉功能全双工传输交换式以太网百兆级以太网有关西门

5、子 PROFINET 的所有信息： 服务 HTTP SNMP DHCP .PROFINET应用1) 标准数据实时数据实时TCP/UDPIP4PROFINET 在现场设备中的应用PROFINET 是一种可满足高实时性需求的标准以太网。 PROFINET的实时 (RT) 通信功能用于传输过程数据， 最快可至 1 ms，并可以在标准的以太网控制器上得以 实现。 西门子推出的特定 ASIC 电路支持 FROFINET的等 时同步通信功能 (IRT)。同步传输过程数据时的循环 速率 1 ms，抖动精度仅为 1 s。如果现场设备的循环时间要求1 ms，那么ERTEC ASIC是该种应用的最佳选择，如果循环

6、时间大于1ms， 那么还可在标准以太网控制器上集成 PROFINET 网络。 这样，可以有效利用现有硬件，不仅提高了集成实施的 易用性和高效性，同时还显著降低了施工成本。由于 PROFINET 基于交换式以太网技术，那么即使 现场设备采用线形结构连接，两个现场设备之间也是 采用点到点连接方式进行通信。而且，PROFINET 基 于成熟可靠的标准以太网技术，因而可根据需要构建 不同的拓扑结构。即，除了总线形和环形拓扑结构之 外，还支持星形、树形以及各种混合形式的拓扑结构。 由于点到点的数据直接通信无需经由各个子网，因此 网络带宽可根据各拓扑分支进行划分。能否为用户提供更多功能，是现场设备制造商赢

7、得市 场份额的关键所在。单端口的设备只能集成在星形和 树形拓扑结构中；而带有双端口交换机的设备还可用 于总线形和环形拓扑结构中。PROFINET 技术选择对照表 （取决于具体要求）星形和树形拓扑结构星形、树形、总线形和环形 拓扑结构非同步通信 （实时）标准以太网控制器， 带 1 个端口标准以太网控制器，带有双端 口交换机或 ERTEC 200P、 ERTEC 200/400同步通信 （等时同步）ERTEC 200P ERTEC 200/400ERTEC 200P ERTEC 200/ 性能升级凭借 IRT 功能，PROFINET 的循环时间显著 减少，仅为 31.25 s。其中，快速转发、动态

8、 帧封装以及分段功能功不可没。我们通过下面这个视频短片为您详细介绍：集成更多卓越功能PROFINET 支持在标准以太网控制器上集成更多功能。 使用西门子 PROFINET 开发工具包时，PROFINET 协 议栈中已集成有以下功能：介质冗余协议 (MRP) 基于环形冗余拓扑结构，可大幅提升系统的可用性。 200 ms 的重新组态时间可有效防止系统停机，因而可 从容应对各种维护和维修需求。共享设备基 于 该 功 能 ， 多 台 控 制 器 可 同 时 控 制 同 一 台 PROFINET 设备，从而极大简化了系统组态过程并显 著降低了组态成本。如，标准 CPU 与故障安全 CPU 分开运行的应用

9、。PROFIenergy 由 PROFIBUS & PROFINET International (PI) 组织推 出的该行规与制造商和设备无关，在停用期间可有针 对性地关停一些不需要的设备。为此，需要一个上位 控制器进行统一协调控制，而且要求现场设备集成有 关断功能。除此之外，现场设备制造商还可集成PI 组织推出的与 制造商独立的更多行规： PROFIsafe PROFIsafe 是制造与过程自动化领域中广泛应用的一 种 先 进 安 全 技 术 （ 符 合 IEC 61508 标 准 ） 。 PROFIsafe 行规符合 IEC 61784-3-3 标准，经各种应 用的反复验证，已成为一种成

10、熟可靠的国际标准。PROFIdrive PROFIdrive 作为控制器与驱动器之间的接口 (IEC 61800-7)，定义了设备与电机驱动数据的访问协议， 从简单的变频器到高性能的伺服调节器，一应俱全。PROFINET 为现场设备制造商提供了更多机遇：在网 络中集成网络服务器，再通过标准 Internet 浏览器对 诊断数据进行快速访问。6ERTEC 200P ERTEC 200ERTEC 400集成 IRT 交换机2 端口2 端口4 端口集成式 PHY-支持铜缆和光纤电缆最小循环时间31.25 s250 s250 sARM CPUARM 926ARM 946ARM 946最大时钟频率250

11、 MHz150 MHz150 MHz可设置 I/O 数量，通用 I/O 数量最多 96 个最多 45 个32 个外壳尺寸17x17 mm19x19 mm19x19 mm端子间距0.8 mm0.8 mm0.8 mmERTEC 产品ERTEC ASIC ERTEC 系列的 ASIC 通常使用基于 ARM 9 处理器的 以太网控制器并集成有 IRT 交换机功能，可完美满足 实时、总线形拓扑结构以及 IT 系统集成等各种功能需 求。通过集成的交换机，可对 PROFINET 循环数据进行实 时传输和等时同步传输。因而，可节省大量的 ARM 处 理器资源，用于处理其它简单的现场设备应用。西门子推出的各种开

12、发包，针对开发基于 ERTEC ASIC 的现场设备。同时配备的各种简单的应用示例， 可引导用户快速入门。ERTEC 200P 高速通信的PROFINET ERTEC 200P 开创了 PROFINET 通信性能的新标杆。 集成 ERTEC 200P 后，PROFINET 的性能显著提升， 其循环时间首次低至 31.25 s。凭借高速 ARM 926- CPU 和增加的接口数量，在最短时间内即可达到最高 性能。也正因为此，还可在 ERTEC 200P 上集成除 PROFINET 通信之外的更多其他应用功能。ERTEC 200/400 基于 ERTEC 200 和 400，现场设备可进行 IRT

13、 通信且 等时同步循环时间可达 250 s。ERTEC 200P 评估套件评估套件 ERTEC 200P 的评估板 I/O 设备的 PROFINET 协议栈（源代码形式）*， 包括基于 eCos 开源式操作系统的应用程序示例 应用程序示例，包括 GSD 文件ERTEC 200/400 开发包 ERTEC 200/400 的评估板 I/O 设备的 PROFINET 协议栈（源代码形式）， 包括基于 eCos 开源式操作系统的应用程序示例 应用程序示例，包括 GSD 文件 CP 1616 PCI 卡或 SOFTNET PN IO，作为 PROFINET 控制器测试设备*在 PROFINET 控制器

14、性能升级之前，ERTEC 200P 评估套件固件栈的循环时间为 250 s。进行免费固件升级后，其循环时间可缩短至 31.25 s。ERTEC ASIC 技术数据I/O 端口配置 ERTEC 200P 的开发环境PROFINET 控制器* PROFINET 控制器的测试设备 带 PN 接口的 S7-300 CP 1616 SOFTNET PN IO（仅适用于 RT）开发环境 安装有 Windows XP/7* 的 PC* ： eCos 操作系统 Eclipse 开发环境 终端程序终端输出：优势 显著优化了设备安装过 程 节省空间和成本 最新 PROFINET 功能 经事先认证，可随时应 用JT

15、AG 调试器 编程接口附加 PROFINET I/O设备*EB 200P 评估板EB 200P 评估板将作为 PC 外的 PROFINET I/O 设备。* 这些部件未包含在开发工具包中。- = 可选评估板 EB 200PERTEC 200P 框图JTAG/调试25 MHz外部存储器接口OSC系统控制启动 ROMPHYLED 指示灯ARM 926EJ-S (125/250 MHz)ERTEC 200P通用 DMA 控制器IRT 交换机 (100 MBit/s)端口 1端口2PHYPHY存储器/ SDRAM 控制器同步 (PN PLL)主机接口 XHIF (LBU) （16/32 位）I/O 接口4 x UART6x 定时器， 2x 监控器IC2 x SPI96 x GPIO80 x 智能滤波器outin in78其它开发工具包快速集成 PROFINET 标准以太网控制器开发工具 包 如果现场设备配有以太网接口，且需要将所有 PROFINET 功能都集成到现场设备中时，则标准以太 网控制器的开发工具包将成为您的第一选择。只需对 协议栈进行扩展，而无需更改现有硬件，即可将现场 设备开发为一个标准 PROFINET 设备。标准以太网控制器的开发工具包光盘中包含以下组件： 源代码形式的 PROFINET I/O 设备协议栈 基于 ARM 9 控制器的示例程序 GS