PROFINET要点
《工业控制网络与通信》第6章 PROFINET工业以太网及应用
➢ OPC-DX定义了不同厂商的设备和不同类型控制系统之间没有严格时间要求的用户 数据的高层交换，例如PROFINET和Ethernet/IP之间的数据交换。
➢ OPC-DX特别适合用于需要集成不同制造商的设备、控制系统和软件的场合。通过
OLE for process control， object linking and
PROFINET CBA
➢ PROFINET CBA，Component Based Automation，基于组件的自动化，经由TCP/IP， 以组件为基础的、模块化的分布式通信网络。
➢ 把大的控制系统分成不同功能、分布式、智能的小控制系统，把典型的控制环节做成标 准组件，使用COM/COM++组件自动化技术生成功能组件，利用IMAP工具软件连接各 个组件组成通信，来进行设备参数赋值、读取诊断数据、建立组态和交换用户数据等。
基于组件的集成
用户可以通过定义一个总线专用的组件接口（用于该总线的数据传输）映像， 来集成多种现场总线系统。这种方法方便了原有各种现场总线与PROFINET 的连接，能够较好地保护用户对现有现场总线系统的投资。
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PROFINET工业以太网及应用
1. PROFINET概述 2. PROFINET通信
➢ 在整个工厂内实现统一的网络构架，实现“E网到底”。
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6.1.2 PROFINET的技术特点
➢ 设备的功能是通过对组件进行特定的编程来完成的，同类设备具有相同 的内置组件，对外提供相同的COM接口，为不同家的设备之间提供了良 好的互换性和互操作性。
➢ 采用标准以太网和TCP/IP协议族，再加上应用层的DCOM来完成节点之 间的通信和网络寻址。
OPC-DX，对多制造商设备组成的系统，使用相同的数据访问方式。
PROFINET知识介绍
PROFINET知识介绍1.实时性：PROFINET具有从毫秒级到微秒级的实时表现，适用于对时间敏感的工业应用。
它能够完成高速和精确的数据交换，并实现快速的响应时间。
2.高可靠性：PROFINET采用冗余路径和备份机制，确保数据传输的可靠性和系统的稳定性。
在网络故障或设备故障的情况下，它能够快速地切换到备份路径，从而确保系统的连续运行。
3.灵活性：PROFINET提供了灵活的网络配置和扩展方式，可以根据实际需求进行定制化的网络布局。
它支持不同的网络拓扑结构，包括星型、环型和总线型等，以适应不同工业环境的需求。
4.易于集成：PROFINET兼容以太网协议，可以与现有的以太网设备无缝集成。
它可以与其它自动化和控制系统进行通信，实现设备之间的数据交换和共享。
1.实时数据传输：PROFINET支持实时数据传输，可以实现对设备的实时监控和控制。
它能够传输大量的实时数据，包括传感器数据、控制命令和状态信息等。
2.远程诊断和维护：PROFINET可以通过网络对设备进行远程诊断和维护。
它支持远程监控和远程访问，可以实时检测设备的运行状态和性能，并进行故障排除和修复操作。
3.插拔式设备：PROFINET支持插拔式设备，可以快速更换和添加设备，而无需停机和重新配置网络。
这大大提高了设备的可维护性和可扩展性。
4.安全性：PROFINET提供了多种安全功能，包括数据加密、访问控制和身份验证等。
它能够确保数据的机密性和完整性，并防止未经授权的访问和操作。
总的来说，PROFINET是一种灵活、可靠和高性能的工业以太网通信协议，它能够实现实时数据传输和设备控制，并支持远程诊断和维护。
PROFINET在工业自动化领域有着重要的地位和作用，为企业提供了先进的通信解决方案。
profinet通信协议基础知识
profinet通信协议基础知识嘿，朋友！咱们今天来聊聊 Profinet 通信协议这玩意儿。
你知道吗，Profinet 就像是一座神奇的桥梁，连接着工业世界里的各种设备和系统。
它可不是一般的通信协议，那是相当厉害！想象一下，一个工厂里有各种各样的机器，有加工零件的，有运输货物的，有监控生产的。
它们就像一群有着不同性格和能力的小伙伴，要是没有一个好的沟通方式，那不得乱套啦？这时候，Profinet 就站出来说：“别慌，我来搞定！”Profinet 协议能让数据像流水一样在设备之间顺畅地流淌。
它速度快得就像闪电，能迅速把重要的信息传递到位。
比如说，生产线上某个环节出了问题，Profinet 能立马把这个消息传给控制中心，让工作人员及时处理，这是不是很神奇？再来说说它的实时性。
这就好比你在跑步比赛中，每一秒的反应都至关重要。
Profinet 能确保数据的传递不耽误事儿，不会像那些慢吞吞的家伙，总是拖后腿。
还有啊，Profinet 协议的开放性也是一大亮点。
它就像一个热情好客的主人，欢迎各种不同的设备和系统来加入，不管是大牌的还是小众的，它都一视同仁。
而且，Profinet 还很聪明，能自动诊断问题。
这就好像它有一双火眼金睛，能迅速发现通信中的毛病，然后告诉你该怎么解决。
你可能会问，这 Profinet 通信协议这么牛，学起来是不是很难？其实啊，只要你用心，就像学骑自行车一样，一开始可能会摇摇晃晃，但掌握了技巧，就能骑得稳稳当当。
朋友，Profinet 通信协议在工业领域的作用那可真是不容小觑。
它让生产变得更高效，让设备之间的配合更默契。
所以，咱们可得好好了解它，掌握它，让它为咱们的工作和生活带来更多的便利和惊喜！总之，Profinet 通信协议是工业通信领域的一颗璀璨明星，值得咱们深入研究和应用！。
PROFINET总线技术基础(实用课件)
黄色/橙色用于发送P信R号OF，IN白E色T总/蓝线色用于接收信号。
技术基2础0 （实用
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2、连接器
RJ45连接器 M12连接器 混合连接器
PROFINET总线
技术基2础1 （实用
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RJ45连接器
IP20防护FC型(工业中常用)
IP20防护普通PR型OFINET总线 IP67防护
技术基2础2 （实用 型
PRO星F型INET总线
技术基1础7 （实用
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PC机
以太网接口
HMI
PN
PN
S7-300
PN
PN
双绞线
ET200S
PN
PN
S7-400
PN
PN
线型
要求使用P带RO有F交IN换E功T总能线的设备！
技术基1础8 （实用
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三、传输介质和连接器
1、传输介质
目前PROFINET支持百兆以太网100BASE-TX，采
一、通信协议模型
ISO/OS I
PROFINET
7b PROFINET IO 服务 (IEC61784)
PROFINET IO 协议 (IEC61158)
PROFINET CBA (IEC 61158)
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总线
技术基1础6 （实用
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二、网络结构
PC机
HMI
以太网接口
PN
双绞线
工业交换机
双绞线
PN
S7-300
PN
S7-400
PROFINET总线技术基础ppt
三、硬件电路
四、组态过程 ➢ 第一步组态I/O控制器。 ➢ 第二步组态PROFINET IO网络。 ➢ 第三步组态I/O设备。
三、通信通道模型 IT应用 HTTP
SNMP DHCP
PROFINET应用 标准数据 实时数据
TCP/IP RTC1/RTC2/RTC3
Ethernet SRT
IRT
➢ IT的应用协议用于设备的参数化、诊断数据读取。 ➢ 实时SRT用于高性能的数据通信。 ➢ 等时通信IRT用于抖动时间小于1us的等时模式。 ➢ RTC1适合于周期性数据传输，可满足大部分工厂自
组态I/O控制器
双击
组态PROFINET IO网络
更改网络名称
分配IP地址
双击
更名
单击 单击
单击
组态PROFINET IO网络
组态I/O设备
选中
选中后双击 选中并拖 拽到线上
组态I/O设备 单击
更改设 备名称
双击 单击后更 改IP地址
五、程序编写
端口分配
输入装置 SB11 SB12 SB21 SB22
3. 可以通过Internet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的无缝连接，实现 企业管控一体化。
4. 抗干扰能力强，适应严酷的工业生产环境。
5. 快速的网络故障定位与诊断。
三、传输介质和连接器 目前采用多芯双绞线作为短距离信息传输，无线作
为中距离信息传输，光纤作为远距离信息传输。
通信速率略低于PROFINET IO。
01_PROFINET基础知识
device parameters
Free bandwidth for parallel TCP/IP-communication
99 %
90 %
60 %
All requirements for communication are covered from Process Automation up to Motion Control
Enables total cost of ownership calculation Energy sawing out of the application
Best Diagnostics
Integrated device and network diagnostics
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detail view
Update times >=32.5 µs synchronized applications
Same Look&Feel for the user (TCP/IP, diagnostics,…) Both technologies can be combined
TCP/IP Comunication deeply integrated
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- No additional infrastructure for other IP-devices - PROFINET devices accessable out of network management systems or remote controlling stations without additional costs.
PROFINET Controller Portfolio
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wide range of Profinet controllers in different housings and performance classes
PROFINET基础知识介绍
PROFINET基础知识介绍1.起源PROFINET起源于德国，在1999年由PROFIBUS International (PI)所提出，是一种基于以太网的工业网络通信协议，为工业自动化系统提供实时通信和网络连接。
PROFINET具有高性能、灵活性和可扩展性，成为现代工厂自动化的重要组成部分。
2.特点-实时性：PROFINET支持实时通信，可实现毫秒级的响应时间，适用于对时间要求较高的自动化应用。
-高性能：PROFINET基于以太网技术，支持高带宽和高速率的数据传输，能够处理大量的实时数据和非实时数据。
-灵活性：PROFINET采用面向对象的编程模型，支持设备的自动识别和配置，能够适应不同的自动化环境和设备类型。
-可扩展性：PROFINET支持网络拓扑的灵活配置，可同时连接多种类型的设备，如传感器、执行器、机器人等，以满足不同的自动化需求。
3.组成部分-IO设备：包括传感器、执行器等，用于采集和控制现场设备的数据。
-控制器：作为主节点，用于控制和管理IO设备的工作。
控制器可以是PLC、工控机等。
-交换机：用于连接控制器和IO设备，并提供网络通信和数据传输的功能。
-IO总线：用于连接控制器和IO设备的传输介质，可以是电缆、光缆等。
-标准以太网：PROFINET基于以太网技术，利用标准以太网协议进行数据传输。
4.应用领域-制造业：PROFINET可用于自动化生产线的控制和监控，实时传输生产数据和监测设备状态。
-物流：PROFINET可用于物流系统的控制和协调，实现自动化的仓储和分拣等操作。
-能源管理：PROFINET可用于能源系统的监测和控制，实现对能源的实时监控和优化管理。
5.PROFINET的发展方向-高速、高性能：PROFINET将继续提高通信速率和带宽，以满足日益增长的实时数据传输需求。
-安全性：PROFINET将加强网络安全机制，保护工业自动化系统的信息安全和设备安全。
-互联互通：PROFINET将继续推进设备之间的互联互通，实现不同制造商设备的无缝集成。
PROFINET共享设备使用入门
PROFINET共享设备使用入门PROFINET是一种实时以太网通信协议，广泛应用于自动化控制系统中的设备之间的通信。
PROFINET允许多个设备共享同一个网络，提供高性能、可靠的数据传输和实时控制能力。
本文将为您介绍PROFINET共享设备的入门知识。
首先，为了成功使用PROFINET共享设备，您需要了解以下几个关键概念：1.PROFINET设备：PROFINET设备包括控制器和设备，控制器是系统中主要的控制设备，而设备则是被控制的对象。
PROFINET设备可以是各种类型的工业自动化设备，例如传感器、执行器、变频器等。
2.PROFINET网络：PROFINET网络是一个采用以太网技术的工业网络，用于PROFINET设备之间的通信。
PROFINET网络可以是星型、总线型、环型或网状型等不同拓扑结构。
3.PROFINETIO：PROFINETIO是PROFINET的一个子系统，用于实现实时数据交换和控制功能。
PROFINETIO支持高速数据传输和实时通信，并具有可靠性和容错性。
现在让我们一步一步来了解如何使用PROFINET共享设备：1.设计PROFINET网络：首先，您需要设计一个合适的PROFINET网络。
根据需要确定网络的拓扑结构（例如星型、总线型等），选择适当数量和类型的PROFINET设备，并确定每个设备的位置和连接关系。
2.配置PROFINET设备：在安装PROFINET设备之前，您需要对每个设备进行一些配置。
这包括设置设备的IP地址、子网掩码、网关等网络参数，以便设备能够正确地连接和通信。
3. 连接PROFINET设备：根据网络设计，连接PROFINET设备。
这包括使用正确的电缆类型（例如Cat 5e或Cat 6a）、连接器和接头，确保稳定和可靠的连接。
4. 配置PROFINET IO：配置PROFINET IO参数是确保设备正确通信和数据交换的关键步骤。
您需要为每个设备分配唯一的设备标识符（Device ID），并设置相应的输入和输出数据区域。
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显示订货号1 PROFINET IO概述PROFINET是一种用于工业自动化领域的创新、开放式以太网标准（IEC 61158）。
使用PROFINET，设备可以从现场级连接到管理级。
• PROFINET用于自动化的开放式工业以太网标准。
• PROFINET基于工业以太网。
• PROFINET采用TCP/IP和IT标准。
• PROFINET是一种实时以太网。
• PROFINET实现现场总线系统的无缝集成。
通过PROFINET，分布式现场设备（如现场IO设备，例如信号模板）可直接连接到工业以太网，与PLC 等设备通讯。
并且可以达到与现场总线相同或更优越的响应时间，其典型的响应时间在10ms的数量级，完全满足现场级的使用。
在使用Step7进行组态的过程中，这些现场设备（IO device, IO设备）制定由一个中央控制器(IO controller, IO控制器)。
借助于具有PROFINET的能力接口或代理服务器，现有的模板或设备仍可以继续使用，从而保护PROFIBUS用户的投资。
IO Supervisor（IO监视设备）用于HMI和诊断。
在PROFINET的结构中，PROFINET IO是一个执行模块化，分布式应用的通讯概念。
PROFINET IO 能让您从您所熟悉的PROFIBUS一样，创造出自动化的解决方案。
所以不管您组态PROFINET IO或PROFIBUS，在STEP7中有着相同的应用程序外观。
2 PROFINET IO现场设备简介以下SIMATIC产品用于PROFINET分布式设备：• IM151-3 PN作为IO设备直接连接ET200S的接口模块。
• CPU317-2DP/PN或CPU315-2DP/PN作为IO控制器的CPU模块，用于处理过程信号和直接将现场设备连接到工业以太网。
• IE/PB LINK PN IO将现有的PROFIBUS设备透明的连接到PROFINET的代理设备。
• IWLAN/PB LINK PN IO将PROFIBUS设备通过无线的方式透明的连接到PROFINET的代理设备。
• CP343-1用于连接S7-300到PROFINET，连接现场设备的通讯处理器。
• CP443-1 Advanced用于连接S7-400到PROFINET，连接现场设备并带有集成的WEB服务器和集成的交换机的通讯处理器。
• CP1616可作为IO设备。
用于连接PC到PROFINET，连接现场设备并带有集成交换机的通讯处理器。
• SOFT PN IO作为IO控制器，用于运行编程器或PC的通讯软件。
• STEP7用于已有的PROFIBUS进行传统方式组态PROFINET。
3 PN IO组态PROFINET IO的IO现场设备在PROFINET上有着相同的等级，在网络组态时分配给一个IO控制器。
现场IO设备的文件描述定义在GSD(XML)文件。
1.导入GSD文件，并在Step7中进行硬件组态2.编写相关程序，下载到IO控制器中3. IO控制器和IO设备自动的交换数据3.1本例设备简介上图中的硬件组成：模块名称模块型号订货号数量CPU CPU315-2PN/DP6ES7 315-2EH13-0AB01存储卡MMC 128K6ES7 953-8LG00-0AA03或在Start中寻找SIMATIC Manager程序，点击打开。
打开的Step7软件4.2新建一个项目点击工具栏中的按钮，弹出New project(新建项目)对话框。
在Name:栏中写入要新建的工程名，PNController_IODevice1。
可以点击按钮，给新建的工程存储在新的路径下，D:\zhao xin\PN\workshop\Getting started。
点击按钮，在SIMATIC Manager中新建了该工程。
4.3添加IO Controller在SIMATIC Manager左侧栏内，右键点击，弹出菜单，插入一个S7-300站。
插入S7-300站后的SIMATIC Manager的界面。
双击图标，或点击图标的+号，点击图标，在右侧会显示出图标。
双击该图标，打开HW Config界面对该项目进行硬件组态。
4.4对IO Controller进行硬件组态右侧栏内为产品分类，点击图标的+号。
找到RACK 300的机架Rail，用鼠标托拽到左上侧的空白栏内。
在这个机架中添加IO控制器的CPU模块，找到CPU-300的CPU315-2PN/DP的版本V2.6，使用鼠标托拽到机架的2号槽中。
这时会出现设置以太网接口的属性界面，根据需要可以使用其它的IP地址信息。
这里使用默认的IP地址和子网掩码。
并点击按钮，新建一个子网Ethernet(1)点击OK即可。
这时，会看到CPU控制器的PN-IO左侧出现一个轨线图标，说明已经建立了一个名字为Ethernet(1)的子网在。
HW Config界面的结果。
4.5对IO Device进行硬件组态在这个子网Ethernet(1)中，配置另外两个IO设备站，配置IO设备站与配置PROFIBUS从站类似。
同样在右侧的栏内找到需要组态的PROFINET IO的ET200S的标识，并且找到与相应的硬件相同的订货号的ET200S接口模块。
然后使用鼠标把该接口模块的图标托拽到Ethernet(1)上。
用鼠标双击(1)IM151-3图标，弹出该ET200S的属性界面。
可以看到对于ET200S的简单描述，订货号，设备名称，设备号码和IP地址。
其中Device Name设备名称可以根据工艺的需要来自行修改，这里改为ET200S1。
Device Number设备号码用于表示设备的个数。
IP地址也可以根据需要来修改。
这里使用默认状态192.168.0.2。
点击OK按钮，关闭该对话框。
用鼠标单击(1)ET200S1图标，会在左下栏中显示该IO设备的模块列表。
目前只有PN接口模块在槽号0上。
使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择其它ET200S的模块添加到IO设备的模块列表中。
首先选择PM-E模板，注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。
使用鼠标托拽到该列表的1号槽内。
这与实际的硬件模板顺序一致。
双击该图标可以打开并修改其电源模板属性，这里使用默认方式。
使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择4DI模板，注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。
使用鼠标托拽到该列表的2和3号槽内。
这与实际的硬件模板顺序一致。
双击该图标可以打开并修改其DI模板属性，这里使用默认方式。
可以看到DI模板的地址为0.0至0.3，1.0至1.3。
使用同样的方式在右侧的产品栏内，选择2DO模板，注意该模板的订货号要与实际的配置的模板订货号要相同。
使用鼠标托拽到该列表的4和5号槽内。
这与实际的硬件模板顺序一致。
双击该图标可以打开并修改其DO模板属性，这里使用默认方式。
可以看到DO模板的地址也为0.0至0.1，1.0至1.1。
使用同样的方式组态另一个ET200S站，并改其Device name为ET200S2。
也可以使用鼠标点击ET200S1的图标，加上Ctrl键，复制出另一个ET200S2站。
因为实际的组态中两个ET200S的硬件组态是相同的。
IP地址保持默认状态，192.168.0.3。
可以看到DI模版地址分别为2.0至2.3，3.0至3.3。
DO模板的地址分别为2.0至2.1，3.0至3.1。
点击工具栏图标，完成对该项目的硬件组态完成编译和保存。
4.6编写用户程序在SIMATIC Manager中，依照等级次序，点击+号至Blocks。
可以看见右侧栏内的OB1，双击OB1，进入LAD/STL/FBD的编程界面中。
使用STL语言编程。
根据在硬件组态中的ET200S两个站的DI，DO模板地址，在Network1中，对ET200S1进行数据读写；在Network2中，对ET200S2进行数据读写。
点击工具栏进行保存。
4.7设置PG/PC接口对于PROFINET的组态下载和调试，使用TCP/IP协议，所以在SIMATIC Manager中选择Options菜单，选择“Set PG/PC Interace...”选择TCP/IP->Intel(R) PRO/1000MT...接口参数。
其中Intel(R) PRO/1000MT...表示本台PG/PC的以太网卡。
点击OK即可。
可以在SIMATIC Manager的界面的状态栏中，发现已经选择的PG/PC接口。
对本台PG/PC作为IO supervisor，通过一根FC标准以太网线连接SCALANCE X206-1交换机。
双击本地网络连接图标，给本机设置IP地址192.168.0.100。
注意要使各台PN设备要在同一个网段上192.168.0.0。
4.8设置IO设备名系统上电，在HW Config界面中，点击图标。
然后选择菜单PLC 中，点击Assign Device Name...。
弹出设置ET200S等IO Device的命名界面。
从图中看到两个ET200S站的一些信息。
IP地址，由于没有下载PLC的硬件组态，故没有IP地址。
MAC 地址，是ET200S的PN接口模块在出厂时固化的硬件地址，不能修改。
设备类型，此时指示在Ethernet(1)上的PN IO的类型均为ET200S。
设备名，目前在ET200S的MMC卡中没有存储任何信息。
通过下拉菜单指示硬件组态的ET200S的设备名称为ET200S1，根据不同的MAC地址，通过鼠标选择不同ET200S设备。
选择MAC地址为08-00-06-6B-F7-A6的ET200S，通过按钮，给其命名ET200S1。
ET200S1的MAC地址在IM151-3的接口模块上，打开接口模块的前盖，可以看见相应的MAC地址。
使用同样的方式给ET200S2命名。
ET200S2的MAC地址在IM151-3的接口模块上，打开接口模块的前盖，可以看见相应的MAC地址。
点击图标。
然后选择菜单PLC中，点击VerifyDevice Name...。
来查看组态的设备名是否正确。
绿色的√，表示正确。
设置完毕后点击工具栏中的按钮，保存和编译刚刚的组态。
4.9下载硬件组态在HW Config界面中，选择图标。
弹出选择目标模块界面，默认状态为CPU315-2PN/DP，点击OK。
弹出选择节点地址对话框。
IP地址192.168.0.1为已经设定的CPU的IP地址。
点击按钮，寻找网络上的IO设备。
IP地址为192.168.0.100是PC/PG(IO Supervisor)的以太网地址。
MAC地址为08-00-06-6B-9D-48为CPU315-PN/DP的MAC地址。
用鼠标点击S7-300。
那么在选择的连接目标站出现选择的S7-300。