工业乙太网( 二 ) _生活百科

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PROFInet设备的软体结构决定了PROFInet设备可以从企业管理层到现场层直接、透明地访问，并且提供对TCP/IP协定的绝对支持。PROFInet技术使企业用户能够方便地对现有的系统进行扩展和集成，是一种最佳化的工业乙太网通信标準。1.2 PROFInet在现场设备上的移植作为一种开放的资源，PROFInet软体通过移植到设备上的TCP/IP协定栈来完成在其他设备製造商的产品中快速而简单地实现。具体过程为：首先将开放资源的RPC接口连线到TCP/IP协定栈和设备作业系统中的系统集成；然后再将PROFInet协定栈的DCOM（Discrete Component Object Module）机制集成到设备的作业系统中；最后实现物理设备和逻辑设备对象、运行期对象和活动控制连线对象的设备专用的DCOM套用。为单个部件组装PROFInet设备时还必须用XML创建相应的描述。一个PROFInet设备的XML档案中应包括下列数据：⑴PROFInet设备的名称和ID号；⑵PROFInet设备的IP位址，诊断数据的访问方式和设备连线方式；⑶PROFInet设备的硬体分配，设备接口以及为各接口定义的变数、数据类型与格式；⑷PROFInet设备在整个工程中的保存地址。PROFInet设备将它的所有功能封装到其软体中，并提供变数接口与其它的PROFInet设备相连。变数接口的每个变数都代表一个确定的子功能，包括运行、输入/输出使能、复位、结束、停机、启动和错误。一个PROFInet设备中封装的可以是一个控制器、一个执行器甚至是一个控制网路。图2所示的PROFInet设备中封装了一个Profibus-DP控制网路。

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PROFInet设备之间通过DCOM模组进行通信。在PROFInet设备连线编辑器的图形界面中可以方便地实现各PROFInet设备间的连线。一个具有沖洗、灌装、封口和包装4个环节的饮料生产厂家的生产流程可以用4个PROFInet设备串连连线实现（见图3）。所有设备的接口都在PROFInet中做了一致的定义，因此都能够灵活地组合和重新使用，用户不必考虑各设备的内部运行机制。此外，PROFInet还集成了故障安全通信标準行规PROFIsafe，满足对人员、设备和环境的全面安全的需求，可用于故障安全套用。

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通信功能PROFInet设备通信功能的实现是基于传统的Ethernet通信机制（如TCP或UDP），同时又採用RPC和DCOM机制进行加强。DCOM可视为用于基于RPC分散式套用的COM技术的扩展，可以採用最佳化的实时通信机制套用于对实时性要求苛刻的套用领域。在运行期间，PROFInet设备以DCOM对象的形式映像，通过对象协定机制确保了DCOM对象的通信。COM对象作为PDU以DCOM协定定义的形式出现在通信汇流排上。通过DCOM布线协定DCOM定义了对象的标识和具有有关接口和参数的方法，这样就可以在通信汇流排上进行标準化的DCOM信息包的传输。对于更高层次上的通信，PROFInet可以採用集成OPC（OLE for Process Control）接口技术的方式。2.1 PROFInet的基本通信方式PROFInet根据不同的套用场合定义了三种不同的通信方式：使用TCP/IP的标準通信；实时RT（Real-time）通信和同步实时IRT通信。PROFInet设备能够根据通信要求选择合适的通信方式。PROFInet使用乙太网和TCP/IP协定作为通信基础，在任何场合下都提供对TCP/IP通信的绝对支持。由于绝大多数工厂自动化套用场合对实时回响时间要求较高，为了能够满足自动化中的实时要求，PROFInet中规定了基于乙太网层2的最佳化实时通信通道，该方案极大地减少了通信栈上占用的时间，提高了自动化数据刷新方面的性能。PROFInet不仅最小化了可程式控制器中的通信栈，而且对网路中传输数据也进行了最佳化。採用PROFInet通信标準，系统对实时套用的回响时间可以缩短到5～10ms 。PROFInet同时还支持高性能同步运动控制套用,在该套用场合PROFInet提供对100个节点回响时间低于1ms的同步实时（IRT）通信，该功能是由层2上内嵌的同步实时交换晶片ERTEC提供的。PROFInet的通信循环如图4所示。在PROFInet设备的一个通信循环周期内，既包括IRT实时通信，又包括TCP/IP标準通信。PROFInet通信技术在很多套用场合都能体现出其极大的优越性。工程实践表明，在同步运动控制场合採用PROFInet提供的IRT通信，系统性能将比採用现场汇流排方案提升近100倍。