ProfiNet （工業(yè)以太網(wǎng)）

工業(yè)以太網(wǎng)是基于 TCP/IP 的工業(yè)通訊系統(tǒng)
可按名稱(chēng)分配地址
實(shí)現(xiàn)開(kāi)放式和分配式的自動(dòng)化
憑借現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)和以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)全面通訊
可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)層面直至主控層面的通訊
可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊

ProfiNet IO 的基礎(chǔ)

數(shù)據(jù)交換按主從原理（設(shè)備控制器）來(lái)進(jìn)行。工業(yè)以太網(wǎng)輸入 / 輸出端使用下列類(lèi)型器材：

管理器：可為編程器或工業(yè)用電腦。
管理器與控制器均可訪(fǎng)問(wèn)所有工藝數(shù)據(jù)和參數(shù)數(shù)據(jù)。
控制器：屬于設(shè)備所有組件的上級(jí)控制裝置。（例如：KR C4）
從屬裝置：屬于接受控制器操作和監(jiān)控的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（例如：輸入 / 輸出板卡）。一個(gè)從屬裝置由多個(gè)模塊和子模塊組成。一個(gè)從屬裝置允許擁有多個(gè)控制器（主機(jī)）。

ProfiNet IO 變型

ProfiNet IO （工業(yè)以太網(wǎng)輸入 / 輸出端）

工業(yè)以太網(wǎng)輸入 / 輸出端使得分散現(xiàn)場(chǎng)裝置（輸入 / 輸出裝置，例如：信號(hào)處理板卡）可直接接入工業(yè)以太網(wǎng)。
利用實(shí)時(shí)通訊功能傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)
利用 TCP/IP 進(jìn)行配置和診斷
輸入 / 輸出端管理器可服務(wù)于 HMI 和診斷功能

ProfiNet IO 通訊模式

輸入 / 輸出控制器與輸入 / 輸出裝置之間借助下列信道傳輸數(shù)據(jù)。

通過(guò)實(shí)時(shí)信道傳輸循環(huán)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和警報(bào)
通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)信道的 TCP/IP 及 / 或 UDP/IP 執(zhí)行參數(shù)設(shè)置、配置或診斷其他主要數(shù)據(jù)：
每種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議可最多傳輸 1440 字節(jié)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
借助 KR C4 里現(xiàn)有的 ProfiNet-Stack 可操控多達(dá) 256 個(gè)從屬裝置。

ProfiNet 實(shí)時(shí)

實(shí)時(shí)應(yīng)用程序通常并非同步運(yùn)行
應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)傳輸和現(xiàn)場(chǎng)裝置具有不同的處理周期
周期時(shí)間和圖像跳動(dòng)均很不精確。

ProfiNet 實(shí)時(shí)同步

節(jié)拍同步式數(shù)據(jù)傳輸
應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)傳輸和儀器工作周期保持同步
周期時(shí)間 <1ms，圖像跳動(dòng)精度><>
為此需使用特殊型板卡
典型的應(yīng)用領(lǐng)域是運(yùn)動(dòng)控制。

ProfiNet 寬帶占位

注意：

在使用轉(zhuǎn)換器的情況下必須注意以下要點(diǎn)：

100 MBits/s 高速以太網(wǎng)接口
全雙工

不得使用 HUBS （集線(xiàn)器），不然將導(dǎo)致總線(xiàn)負(fù)荷大幅上升！

實(shí)時(shí)確定性“ 確定性 ” 描述的是系統(tǒng)時(shí)間行為的可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)性。

KR C4 與 ProfiNet 的連接

KR C4 控制柜可作如下用途：

作為控制器：用于控制一套設(shè)備的所有組件。

作為從屬裝置：接受一個(gè)控制器的操作和監(jiān)控（例如：可編程控制器）。

作為控制器及從屬裝置：用于控制現(xiàn)場(chǎng)裝備，且同時(shí)與一個(gè)上級(jí)可編程控制器連接。

傳輸介質(zhì)

工業(yè)以太網(wǎng)輸入 / 輸出端的傳輸介質(zhì)是一條四芯線(xiàn)成對(duì)屏蔽絞線(xiàn)。

結(jié)構(gòu)

組件

除前述工業(yè)以太網(wǎng)輸入 / 輸出組件外，還有例如 Siemens、Wago、 Phoenix、Pilz 等制造商提供的其他分散外圍模塊。
輸入 / 輸出模塊可具有模塊化或緊湊的構(gòu)造。

輸入 / 輸出模塊然后可以隨意裝設(shè)。

也可如同 PROFIBUS （過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)）那樣采用相同的模塊。連接多個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)用戶(hù)時(shí)需要用到一個(gè)轉(zhuǎn)換器。

連接示例

在工業(yè)以太網(wǎng)中，每個(gè)組件均可與任意一個(gè)閑置端口連接。
通過(guò)配置可決定從屬裝置與控制器的關(guān)聯(lián)形態(tài)。

配置基礎(chǔ)

工業(yè)以太網(wǎng)的物理結(jié)構(gòu)及其邏輯定址必須借助配置軟件進(jìn)行項(xiàng)目化設(shè)置，隨后將項(xiàng)目化設(shè)置結(jié)果傳送給相關(guān)的控制系統(tǒng) （控制器）。只有這樣才能通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊。在此可選用以下軟件：

WorkVisual：用于項(xiàng)目化設(shè)定工業(yè)以太網(wǎng)與 KR C4 控制柜的耦聯(lián)。
西門(mén)子 STEP 7：用于項(xiàng)目化設(shè)定工業(yè)以太網(wǎng)與 KR C2 ed05 控制柜的耦聯(lián)

邏輯定址

為確保明確的定址及識(shí)別，對(duì)于每個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)用戶(hù)均須分別設(shè)立和公布單獨(dú)的參數(shù) （MAC 地址例外）。

設(shè)備名稱(chēng)
在工業(yè)以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)，設(shè)備名稱(chēng)盡允許分配一次。
這樣，在數(shù)據(jù)交換時(shí)可明確地聯(lián)系到模塊。
設(shè)備編號(hào)
設(shè)備編號(hào)對(duì)于模塊耦聯(lián)或去耦是必需的，例如在更換工具的情況下。
IP 地址
工業(yè)以太網(wǎng)建立在 TCP/IP 以太網(wǎng)協(xié)議的基礎(chǔ)上。
為此必須對(duì)每個(gè)設(shè)備分配一個(gè)符合網(wǎng)絡(luò)具體情況的 IP 地址。
子網(wǎng)掩碼
作為過(guò)濾掩碼，用于從 IP 地址中篩選網(wǎng)絡(luò)地址。
MAC 地址
每個(gè)總線(xiàn)耦合器均具有一個(gè)固定不變的編碼。
在項(xiàng)目化作業(yè)期間，對(duì)每個(gè)設(shè)備均可憑借 MAC 地址來(lái)識(shí)別