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西門子:PROFINET實時性更勝一籌

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 11:03:06 來源:MM現代製造

  

西門子(中國)有限公司工業通信產品經理 陳智勇先生

  隨著信息技術的發展,工廠越來越龐大,加之設備的智能化程度越來越高,用戶都希望傳輸的數據越來越多,速率越來越高。

  在zai此ci種zhong條tiao件jian催cui化hua下xia,工gong業ye以yi太tai網wang應ying運yun而er生sheng。與yu現xian場chang總zong線xian相xiang比bi,工gong業ye以yi太tai網wang最zui大da的de優you勢shi在zai於yu帶dai寬kuan更geng寬kuan,目mu前qian甚shen至zhi已yi經jing出chu現xian了le萬wan兆zhao級ji的de工gong業ye以yi太tai網wang,遠yuan遠yuan高gao於yu現xian場chang總zong線xian的de節jie點dian數shu,可ke以yi實shi現xian更geng多duo的de數shu據ju通tong信xin和he共gong享xiang,契qi合he了le工gong業ye發fa展zhan的de趨qu勢shi。

  作為工業以太網中的佼佼者,PROFINET在全球所有種類的工業以太網應用中排名第一。截至2007年底,PROFINET在全球的安裝節點數超過400萬個,使其他類型的工業以太網難以望其項背。

  從產生之初至今,工業以太網主要應用於控製層,隨著數據傳輸量的加大以及工業以太網的優勢逐漸顯現,用戶更加趨向於從數據層、控製層到執行層自上而下采用一種網絡,從上層可以直接監測到最底層的傳感器和執行機構。這樣可以更完善地實現全局的診斷;由you於yu備bei件jian的de數shu目mu減jian少shao,還hai可ke以yi簡jian化hua維wei護hu過guo程cheng。因yin此ci,今jin後hou工gong藝yi以yi太tai網wang的de應ying用yong觸chu角jiao會hui逐zhu步bu延yan伸shen到dao執zhi行xing層ceng,進jin一yi步bu滿man足zu執zhi行xing層ceng的de一yi些xie特te性xing要yao求qiu。

  從(cong)現(xian)在(zai)的(de)應(ying)用(yong)情(qing)況(kuang)來(lai)看(kan),工(gong)業(ye)以(yi)太(tai)網(wang)可(ke)以(yi)在(zai)很(hen)大(da)程(cheng)度(du)上(shang)實(shi)現(xian)在(zai)執(zhi)行(xing)層(ceng)中(zhong)對(dui)機(ji)器(qi)的(de)控(kong)製(zhi),對(dui)於(yu)一(yi)些(xie)比(bi)較(jiao)極(ji)端(duan)的(de)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu),技(ji)術(shu)還(hai)有(you)待(dai)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)。目(mu)前(qian)對(dui)於(yu)工(gong)業(ye)以(yi)太(tai)網(wang)的(de)討(tao)論(lun),主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)實(shi)時(shi)性(xing)。工(gong)業(ye)現(xian)場(chang)對(dui)於(yu)信(xin)息(xi)傳(chuan)輸(shu)的(de)實(shi)時(shi)性(xing)要(yao)求(qiu)很(hen)高(gao),尤(you)其(qi)是(shi)一(yi)些(xie)危(wei)險(xian)行(xing)業(ye),必(bi)須(xu)將(jiang)信(xin)息(xi)及(ji)時(shi)傳(chuan)輸(shu)並(bing)采(cai)取(qu)相(xiang)應(ying)的(de)措(cuo)施(shi),否(fou)則(ze)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)機(ji)器(qi)的(de)損(sun)壞(huai)甚(shen)至(zhi)停(ting)產(chan)。工(gong)業(ye)以(yi)太(tai)網(wang)之(zhi)所(suo)以(yi)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)實(shi)時(shi)性(xing)的(de)要(yao)求(qiu),是(shi)因(yin)為(wei)在(zai)其(qi)數(shu)據(ju)幀(zhen)中(zhong)對(dui)優(you)先(xian)級(ji)進(jin)行(xing)了(le)規(gui)定(ding),保(bao)證(zheng)一(yi)些(xie)重(zhong)要(yao)的(de)信(xin)息(xi)優(you)先(xian)傳(chuan)輸(shu),如(ru)報(bao)警(jing)信(xin)號(hao)等(deng)。

  與其他工業以太網相比,PROFINET的實時性更加突出。這裏所說的實時性,是指“等時同步實時”,即IRT技術。在PROFINET中,最優先的數據是等時同步實時數據,在生產上表現為運動控製一類的數據。

  zhongsuozhouzhi,tongbujishuzaishengchanzhongjuyouyidingnandu,jiuxiangxunlianduiwuzouzhengbuyiyang,renyueduo,tongbuyizhixingjiuyuenan。xiangduidi,tongbushebeihejiedianshuyueduo,duiyuwangluodeshishixingyaoqiujiuyuegao。zaizhexiangjishushang,PROFINET具有獨一無二的優勢:TCP/IP協議的響應時間平均為100ms左右,現場總線PROFIBUS的響應時間普遍為10ms,而PROFINET的等時同步實時響應時間則小於1ms。相比之下就可以清晰地看出,其他的工業以太網的實時性都無法與等時同步實時特性相媲美。

  等deng時shi同tong步bu實shi時shi技ji術shu對dui於yu相xiang應ying的de通tong信xin設she備bei有you相xiang應ying的de要yao求qiu,因yin此ci,如ru果guo應ying用yong此ci項xiang技ji術shu,必bi須xu具ju備bei一yi套tao與yu之zhi相xiang對dui應ying的de完wan備bei的de係xi統tong,才cai能neng順shun利li實shi現xian想xiang要yao得de到dao的de成cheng效xiao。

  zaishengchanguochengzhong,ruguozaijiqichuxianwentizhihoucaijinxingxiuli,duiyushengchangaofengqideyingxiangkexiangerzhi。xianzaiyonghuxiwangnenggouyuzhijiqidegongnengqingkuang,ximenzide“預診斷”功能就可以滿足這種需求。“預診斷”即(ji)事(shi)前(qian)診(zhen)斷(duan),預(yu)測(ce)可(ke)能(neng)出(chu)現(xian)的(de)故(gu)障(zhang),確(que)保(bao)生(sheng)產(chan)高(gao)峰(feng)期(qi)不(bu)會(hui)停(ting)產(chan)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)預(yu)診(zhen)斷(duan),就(jiu)需(xu)要(yao)提(ti)供(gong)大(da)量(liang)數(shu)據(ju)供(gong)預(yu)診(zhen)斷(duan)分(fen)析(xi),數(shu)據(ju)越(yue)全(quan)麵(mian),判(pan)斷(duan)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)就(jiu)越(yue)準(zhun)確(que)。

  現在,西門子在多數場合下都可以實現從管理端到執行端的工業以太網實施,在一些汽車廠中擁有成功的實施案例。值得一提的是,PROFINETzhichigongyewuxiantongxin,jishejirongyu,caiqulianggepinduan,yudaoganraoshizidongqiehuanyibaozhengtongxindeshishixing。tongshi,youyuxiaoyanjizhidebaozheng,shujubuhuifashengqueshideqingkuang。chucizhiwai,PROFINET也支持環形網絡,充分適應工業惡劣現場的要求:強電、強磁、粉塵、幹擾、潮濕以及振動等。

  在以前,CPU和工業以太網是分開的,這樣更換設備很方便,但是卻造成成本增高。因此,將CPU和工業以太網進行集成,也是工業自動化發展的一種趨勢。在網絡安全方麵,PROFINET在推行之初就充分考慮到這一點,利用SCALANCE S硬件有效地將工業網絡和外網隔離,隻有驗證合格的網絡才允許通信,這樣的管理更加嚴格,能夠切實保證信息的安全性。

  

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