PROFINET是一个开放式的工业以太网通讯协定,主要由西门子公司和PROFIBUS & PROFINET国际协会所提出。PROFINET应用TCP/IP及资讯科技的相关标准,是实时的工业以太网。自2003年起,PROFINET是IEC 61158及IEC 61784标准中的一部分。
三种通信模式
标准通道)standard Channel)
实时通道(Real Time Channel)
分时复用通道)IRT channel)
由上图可见,standard channel 是基于TCP/IP 协议的非实时协议,而RT和IRT 通道是基于Ethernet 实现的。
RT 模式的Profinet
特点
- 循环周期到1ms
- 满足80%自动控制的要求
- 不同的非同步循环周期
- 应用程序,现场设备,数据发送具有自己的循环周期(Cycle)
IRT 模式的Profinet
特点
- 应用于运动控制和同步IO
- 循环周期降至31,25µs,性能升级
- 应用程序,现场设备,数据发送同步,抖动·不超过1us
- 同时传输确定性数据和互联网协议
由此可见IRT 模式更像EtherCAT和PowerLink
PROFIsafe的概念
主机和设备之间的故障信息(F-messages) 包含在Profinet 帧中。
PROFINET的传输介质冗余
Profinet 支持环形网结构,实现介质冗余
实现方法
产品实现Profinet 接口,实现Profunet 协议有两种方式,一种是纯软件实现,另一种是专用硬件处理器实现。非实时Profinet 能够采用Profinet 软件实现的。但是对于RT和IRTI 模式,如果循环周期1ms或者31.25 us ,使用主处理器软件实现,将会严重增加主处理器的负荷。只能使用专用硬件处理器实现。
软件源代码
开源代码:https://github.com/rtlabs-com/p-net
该项目中有 STM32F769I freeRTOS 上的编译方法,理论上也可以做一个Profinet 的专用处理器模块。
下面是国外的一些实现Profinet 的嵌入式模块
德国赫优讯(Hilscher )的netX
Anybus
RT-labs 公司模块
作为设备制造商,最方便的方法是采购这种模块,例如 德国赫优讯的M2 模块,插入PCIe卡槽。