《工业网络互联集成》课件-第九章 ProfiNet

实时工业网络设计与应用智能制造与装备学院ProfiNet第九章PROFINET概述网络结构通信技术概述IOPROFIBUS国际组织于1999年开始研发新一代总线系统—PROFINET。因全球知名的自动化设备制造商的支持，2000年底，PROFINET正式成为了IEC61158标准的第10种现场总线PROFINET是一种基于工业以太网和IT标准的现场总线通信系统，具有比PROFIBUS更多的优点，因而在自动化控制领域中得到越来越广泛地应用PROFINET概述网络结构通信技术网络结构IOPROFINET的网络拓扑形式可为星型、树型、总线型、环型（冗余）以及混合型等各种形式PROFINET概述网络结构通信技术网络结构IOPROFINET概述网络结构通信技术网络结构IO要求使用带有交换功能的设备！PROFINET概述网络结构通信技术传输介质IO目前PROFINET支持百兆以太网100BASE-TX，采用两对双绞屏蔽线(GP2×2系列)作为短距离信号传输名称特点适用范围GP2×2A型单股导体固定设备GP2×2B型较软电缆偶尔移动的设备GP2×2C型软电缆经常移动的设备GP2×2船用耐腐蚀船用设备IEFC电缆GP2×2型系列PROFINET概述网络结构通信技术传输介质IOGP2×2A型黄色/橙色用于发送信号，白色/蓝色用于接收信号PROFINET概述网络结构通信技术连接器IO混合连接器132RJ45连接器M12连接器PROFINET概述网络结构通信技术连接器IORJ45连接器IP20防护FC型(工业中常用)IP20防护普通型IP67防护型PROFINET概述网络结构通信技术连接器IOM12连接器(4芯)A型B型D型PROFINET概述网络结构通信技术连接器IO混合连接器可同时进行通信和24V供电PROFINET概述网络结构通信技术连接器IO电缆与连接器的连接方法名称功能导线颜色RJ45M12TD+发送数据黄11TD-发送数据橙23RD+接收数据白32RD-接收数据蓝64PROFINET概述网络结构通信技术网络连接IOPROFINET的网络连接PROFINET概述网络结构通信技术网络连接IOPROFINET的SwitchSwitch属于PROFINET的网络连接设备，通常称为交换机，在PROFINET网络中扮演着重要的角色Switch将快速以太网分成不会发生传输冲突的单个网段，并实现全双工传输，即在一个端口可以同时接收和发送数据，因此避免了大量传输冲突PROFINET概述网络结构通信技术与PROFIBUS比较IO名称PROFINETPROFIBUS最大传输速率100Mbit/s12Mbit/s数据传输方式全双工半双工网络拓扑结构星型、线型、树型线型一致性数据范围254字节32字节网段长度100m100m主站个数无限制多主站会影响速率诊断功能强弱运动控制响应速度快响应速度慢设备的网络定位能不能使用成本高低PROFINET概述网络结构通信技术通信协议模型IOISO/OSIPROFINET7bPROFINETIO服务(IEC61784)PROFINETIO协议(IEC61158)PROFINETCBA(IEC61158)7a无连接RPC面向连接RPC(DCOM)654UDP(RFC768)TCP(RFC793)3IP(RFC791)2IEEE802.3全双工IEEE802.1优先标识1IEEE802.3100BASE-TX，100BASE-FXPROFINET概述网络结构通信技术通信等级IOIT服务，TCP/IPSRTIRTPROFINET概述网络结构通信技术通信等级IOIT服务，TCP/IPSRTIRT等时同步实时(IRT)技术用于对通讯速率要求高的数据传输如高精度的运动控制等TCP/IP用于对通讯速率要求不高的数据传输如设备组态、设置参数和下载上传程序、低精度过程控制、低精度运动控制等软实时(SRT)技术用于对通讯速率要求较高的数据传输如高精度过程控制、中精度的运动控制等PROFINET概述网络结构通信技术通信等级IO等时同步实时通信IRT高精度的运动控制要求循环刷新时间小于1ms,循环周期的抖动时间不大于1us。因此，PROFINET在通信协议中定义了基于时间间隔的传输方法IRTIRT通讯方式可以使参与控制的网络中各个节点的时钟准确同步，以便使各节点上的控制功能可以按一定的时序协调动作PROFINET概述网络结构通信技术通信等级IO在一个网段上同时存在实时通信和基于TCP/IP的标准以太网通信实时协议适用于所有应用，包括分布式系统中组件之间的通信以及控制器与分散式现场设备之间的通信PROFINET概述网络结构通信技术IOIO简介用于分布式I/O自动化控制系统，其工作性质类似于PROFIBUS—DP传感器、执行机构等装置连接到I/O设备上，通过I/O设备连接到网络中。网络中还有对I/O设备进行监控的I/O控制器和I/O监视器PROFINETIO支持实时通信(RT)和等时同步通信(IRT)工作模式。数据传输速率高于PROFIBUS—DPPROFINET概述网络结构通信技术IOIOPROFINET概述网络结构通信技术IOIO系统基本组成I/O控制器I/O监视器I/O设备连接现场分散的检测装置、执行机构传递现场采集的各类数据，传递执行机构的控制指令读写I/O设备的过程数据，接收I/O设备的报警诊断信息，执行自动化控制程序读写I/O控制器的数据，上位机可编写、上传、下载、调试控制器的程序，上位机、HMI可对系统实现可视化监控I/O控制器、I/O监视器、I/O设备都是PROFINET网络中的节点PROFINET概述网络结构通信技术IOIO组态要求网络中的节点必须分配设备名称。设备名称必须符合要求。例如：CPU314C分配名称为PLC01，人机界面分配名称为HMI02网络中的节点必须分配IP地址，各IP地址要在同一网段内。例如：HMI的IP地址为255.255.255.1.2，CPU314C的IP地址为255.255.255.1.3网络中节点的子网掩码相同。例如：255.255.255.0如果节点之间采用通信报文方式传输数据，必须建立通讯伙伴关系PROFINET概述网络结构通信技术IOIO设备名称要求(适用于STEP7V5.5版本)名称总长度不得超过127个字符，名称如果用句点分段，句点之间的字符串长度不得超过63个不得使用诸如元音变音、括号、下划线、斜线、空格等符号可以使用字母、数字、短划线和句点不得以“-”或“.”开头或结束，不得以数字开始名称格式不得为n.n.n.n(n=0...999)，不得以字符串"port-xyz-"(x，y，z=0...9)开头感谢聆听2：在组态软件中创建一个实时趋势曲线在画面1中,设置开关量M1和模拟量Q1;更改趋势曲线标题为实时趋势曲线；实时趋势曲线的分辨率设置为1min，开关量曲线设置为紫色，模拟量曲线设置为红色，实时趋势曲线框的纵轴范围设置为0-15。课堂测试3：在组态软件中创建一个历史趋势曲线在画面2中,更改趋势曲线标题为历史趋势曲线；历史趋势曲线的分辨率设置为65s，开关量曲线设置为蓝色，模拟量曲线设置为绿色，设置按键1——当按下鼠标左键时可查询相应