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2pRoFinet通讯标准
pRoFinet可以提供办公室和自动化领域开放的、一致的连接。
pRoFinet方案覆盖了分散自动化系统的所有运行阶段,它主要包含以下方面:
（1）高度分散自动化系统的开放对象模型（结构模型）;
（2）基于ethernet的开放的、面向对象的运行期通信方案（功能单元间的通信关系）;
（3）独立于制造商的工程设计方案（应用开发）。
pRoFinet方案可以用一条等式简单而明了地描述:
pRoFinet=profibus+具有pRoFibus和it标准ethernet的开放的、一致的通信。
2.1pRoFinet设备的软件结构
pRoFinet设备的软件覆盖了现场设备的整个运行期通信,基于模块化设计的软件包含若干通信层,每层都与系统环境一致。
pRoFinet软件主要包括一个Rpc（Remoteprocedurecall）层,一个dcom（distributedcomponentobjectmodel）层和一个专门为pRoFinet对象定义的层。
pRoFinet对象可以是acco（activeconnectioncontrolobject）设备、Rtauto（Runtimeautomation）设备、物理设备或逻辑设备。
软件中定义的实时数据通道提供pRoFinet对象与以太网间的实时通信服务。
pRoFinet通过系统接口连接到操作系统（如wince）,通过应用接口连接到控制器（如plc）。
pRoFinet的运行期软件位于一个目录固定的结构中,可以分为核心目录和系统应用目录。
若通信开始而核心目录中的文件未改变,则系统应用目录中的部分文件必须重建。
所有的系统应用都是指向系统接口和应用接口,实现pRoFinet设备的各项功能。
pRoFinet设备的软件结构可以用图1描述如下:
pRoFinet设备的软件结构决定了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协议的绝对支持。
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,是一种优化的工业以太网通信标准。
2.2pRoFinet在现场设备上的移植
作为一种开放的资源,pRoFinet软件通过移植到设备上的tcp/ip协议栈来完成在其他设备制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接口连接到tcp/ip协议栈和设备操作系统中的系统集成;
然后再将pRoFinet协议栈的dcom（discretecomponentobjectmodule）机制集成到设备的操作系统中;
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接对象的设备专用的
dcom应用。
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文件中应包括下列数据:
（1）pRoFinet设备的名称和id号;
（2）pRoFinet设备的ip地址,诊断数据的访问方式和设备连接方式;
（3）pRoFinet设备的硬件分配,设备接口以及为各接口定义的变量、数据类型与格式;
（4）pRoFinet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件中,并提供变量接口与其它的pRoFinet设备相连。
变量接口的每个变量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络。
图2所示的pRoFinet设备中封装了一个profibus-dp控制网络。
pRoFinet设备之间通过dcom模块进行通信。
在pRoFinet设备连接编辑器的图形界面中可以方便地实现各pRoFinet设备间的连接。
一个具有冲洗、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设备串连连接实现（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准行规pRoFisafe,满足对人员、设备和环境的全面安全的需求,可用于故障安全应用。
3pRoFinet通信功能的实现
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）,同时又采用Rpc和dcom机制进行加强。
dcom可视为用于基于Rpc分布式应用的com技术的扩展,可以采用优化的实时通信机制应用于对实时性要求苛刻的应用领域。
在运行期间,pRoFinet设备以dcom对象的形式映像,通过对象协议机制确保了dcom对象的通信。
com对象作为pdu以dcom协议定义的形式出现在通信总线上。
通过dcom布线协议dcom定义了对象的标识和具有有关接口和参数的方法,这样就可以在通信总线上进行标准化的dcom信息包的传输。
对于更高层次上的通信,pRoFinet可以采用集成opc（oleforprocesscontrol）接口技术的方式。
3.1pRoFinet的基本通信方式
pRoFinet根据不同的应用场合定义了三种不同的通信方式:
使用tcp/ip的标准通信;
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使用以太网和tcp/ip协议作为通信基础,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应用场合对实时响应时间要求较高,为了能够满足自动化中的实时要求,pRoFinet中规定了基于以太网层2的优化实时通信通道,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不仅最小化了可编程控制器中的通信栈,而且对网络中传输数据也进行了优化。
采用pRoFinet通信标准,系统对实时应用的响应时间可以缩短到5～10ms。
pRoFinet同时还支持高性能同步运动控制
应用,在该应用场合pRoFinet提供对100个节点响应时间低于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芯片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标准通信。
pRoFinet通信技术在很多应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采用pRoFinet提供的iRt通信,系统性能将比采用现场总线方案提升近100倍。
3.2pRoFinet与opc的集成
由于pRoFinet与opc均采用了dcom通讯机制,因此pRoFinet通讯技术可以很容易地与opc接口技术集成,以实现数据在更高通信层次上的交换。
opc接口设备在工控领域的应用十分广泛,opc接口技术定义了opcda（dataaccess）与opcdx（dataexchange）两个通信标准,分别应用于传输实时数据和实现异类控制网络间数据的交换。
在pRoFinet中集成opcdx接口可以实现一个开放的连接至其他系统,集成机制如下:
（1）基于pRoFinet的实时通信机制,每个pRoFinet节点可以作为一个opc服务器被寻址;
（2）每个opc服务器可以通过标准接口而作为一个pRoFinet节点被操作。
pRoFinet的功能性远比opc优越,pRoFinet技术与opc接口技术的集成不仅可以实现自动化领域对实时通信的要求,还可以实现系统之间在更高层次上的交互。
4pRoFinet在自动化领域的应用
pRoFinet是一种优越的通信技术,并已成功地应用于分布式智能控制。
pRoFinet为分布式自动化系统结构的实现开辟了新的前景,可以实现全厂工程彻底模块化,包括机械部件、电气/电子部件和应用软件。
pRoFinet支持各种形式的网络结构,使接线费用最小化,并保证高度的可用性。
此外,特别设计的工业电缆和耐用的连接器满足emc和温度要求并形成标准,保证了不同制造设备之间的兼容性。
pRoFinet不仅可以应用于分布式智能控制,而且还逐渐进入到过程自动化领域。
在过程自动化领域,pRoFinet针对工业以太网总线供电以及以太网本质在安全领域应用的问题正在形成标准或解决方案,采用pRoFinet集成的profibus现场总线可以为过程自动化工业提供优越的解决方案（如图5所示）:
采用pRoFinet通讯技术,不仅可以集成profibus现场设备,还可以通过代理服务器
（proxy）实现其它种类的现场总线网络的集成。
采用这种统一的面对未来的设计概念,工厂内各部件都可以作为独立模块预先组装测试,然后在整个系统中轻松组装或在其他项目中重复使用。
譬如对于一个汽车生产企业而言,pRoFinet支持的实时解决方案完全可以满足车体车间、喷漆车间和组装部门等对响应时间的要求,在机械工程及发动机和变速箱生产环节中的车床同步等方面则可使用pRoFinet的同步实时功能。
5结束语
pRoFinet可以保证对现有系统投资的高度保护,并使工厂拥有创新标准的优越性。
鉴于pRoFinet通讯技术的优越性,目前已经有部分生产厂家（如西门子,施奈德）。
篇二：
pRoFinet初学
问题:
1.1使用pRoFinet有什么好处？
pRoFinet是开放的标准的实时的工业以太网标准，基于工业以太网，其Rt可以在1ms内刷新64个io设备，其iRt可以在1ms内同步150个轴，且抖动精度小于1us。
io控制器可以最多连接256个io设备，对于整个以太网网络节点是无限制的。
而且io控制器间可以实现实时的pRoFinetcba通讯，最小刷新时间为1ms。
由于其开放性，通讯过程中不限制tcp/ip等非实时数据在同一根总线上进行传输，这样可以同时应用it等服务，包括web,email等等，并且可以同时传输语音和视频等数据。
节点安装简单，连接到交换机即可，这与办公室网络一样增加和减少设备十分方便。
可以无缝集成已有的现场总线系统，例如
pRoFibus,asi,interbus等。
pRoFinet同时支持故障安全系统，通过profisafe行规进行安全节点间的通讯。
1.2pRoFinet中可以使用普通交换机吗，一定要使用scalance吗？
pRoFinetRt的使用，事实上，对于pRoFinetRt不需要专用的交换机，而路由器在
pRoFinet上是无法应用的。
因为pRoFinet使用精简的堆栈结构，ip地址是不存在
pRoFinet的Rt报文中。
所以Rt数据不需要路由。
这一点，与其它厂家的现场总线不同。
由于其它厂商仍然借助tcp/ip或udp/ip，对于交换机处理3层以上的开销大大增加，加
重了交换机的负荷，提高了交换机的成本。
而对于pRoFinet来说，交换机只要支持
ieee802.1p的交换机都可以更好的支持pRoFinet。
这里使用“更好的”，言外之意，就
是哪怕你从市面上买来最便宜的交换机，都支持pRoFinet。
不过，为什么使用scalance
x交换机，这是因为scalacnex不但支持ieee802.1p，而且还支持tia的组态和诊断。
也
就是说全面支持pRoFinet的交换机不仅仅是实时数据还包括集成诊断，例如scalance
x208。
pRoFinetiRt却需要专用的交换机，这些交换机具有iRteRetec芯片。
但是这个专用不
是仅仅西门子的交换机产品。
只有集成该芯片的交换机，可以快速的实现时钟同步和信
号延时测量，普通交换机通过ieee1588当网络负荷过重时无法完成这些功能。
所以要想
支持pRoFinetiRt必须需要专用的eRetec芯片的交换机，例如
scalancex204iRt等。
1.3pRoFinet中可以使用普通网线吗？
像pRoFibus一样，当我们使用普通的屏蔽双绞线在工业现场中应用过程中，总会存在各种各样的非正常通讯状态，主要原因普通的屏蔽双绞线的内阻，线间电容等参数无法与pRoFibus规范匹配，这样抗干扰的能力下降，导致通讯不利的状况。
pRoFinet在使用过程中同样强烈推荐使用绿色网线和金属接头，这样可以降低上述问题的发生的概率，由于其屏蔽层与金属接头实现环状接触，且金属接头与设备外壳相接触，抗干扰能力显著增强。
1.4pRoFinet与pRoFibus比较有什么优缺点？
西门子tia自动化的通讯总线pRoFinet和pRoFibus开始共存，pRoFinet不会取pRoFibus。
pRoFinet与pRoFibus从狭义上讲，没有可比性。
所以只能在广义上，对比两者在应用上的区别。
pRoFinet最突出的特点是它的实时性，从过程自动化到工厂自动化再到运动控制，其实时性可以满足各种各样的应用，pRoFibus也可以实现上述的功能，不过在实时性较高的场合特别是在运动控制中，其性能与pRoFinet无法相比，无法像pRoFinet一样最小实时周期为250us，抖动小于1us的精度。
pRoFinet另外一个突出的特点是以太网，借用以太网，可以同时传输tcp或it数据或者数据、语音、图像等数据，这是pRoFibus所无法比拟的。
而且由于在以太网中，诊断更加灵活，snmp协议，http协议都可以诊断pn设备，来获取诊断信息。
从网络的任何一点，或者通过wlan，随时随地访问你所需要连接的设备。
另外，对于网络的扩展，pRoFibus只能机械的增加olm或Repeater等，而且增加的地点多为固定的，其缺点在设备增容时尤为体现。
而pRoFinet使用以太网的连接方式，加入交换机，插入网线连接即可。
这与我们办公的局域网相似，需要增加设备的时候，只需要连接到交换机的端口即可。
基于上述原因西门子全新的s7-1200只匹配了pRoFinet接口，pRoFibus的连接只能通过ie/pblinkpnio进行无缝集成。
1.5pRoFinet会不会增加设备投资？
pRoFinet推出的理念其中包括尽量减少用户的投资，这意味着用户在投资新项目或项目改造时，曾经在pRoFibus应用的分布式io例如
et200s,et200pro,et200m等io模块可以继续在pRoFinet中使用，这由于仅仅通讯接口发生变化而已。
另外，对于用户的开发和维护而言，继续使用step7进行组态和诊断，编程几乎没有任何变化，这些都很好的节约了用户的投资。
1.6pRoFinet如何实现“一网到底”？
其实，pRoFinet的网络一网到底这个概念，并不是指pRoFinet协议贯穿网络从上到下，而是指以太网从上到下的连接，其中一致的网络接口，网络连接等等。
但似乎与pRoFinet的概念不符，其实pRoFinet的外延很广，其实就包括网络安装（networksinstall）。
对于一个大系统，确实不需要处处“实时”。
通过pRoFinet（或者工业以
太网）的连接，实现实时在它应该出现的地方。
pRoFinet的实时通信发生在plc和分布式io之间以及plc之间，hmi和plc的通讯依然采用传统的工业以太网的方式进行通讯
篇三：
西门子tia博途的通信服务于协议介绍
西门子tia博途的通信服务于协议介绍
西门子的tia（全集成自动化）的概念可以说是建立在通信的基础上的，无论是profibus还是profinet，或者是asi甚至是wireless，各种通讯形式将不同的分系统联系起来，从而组成了完整的tia控制系统，而其中所用到的服务和协议，可以想象也是非常繁多的。
iso/osi模型中层面不同,协议也不同，s7属于最顶层也就是应用层协议，可加载iso，isoontcp、mpi、pRoFibus等网络上。
tcp和iso/osi的区别和联系:
严格的说，这两者都不是单个协议，而是一个协议集合。
iso是国际标准化组织的简称，osi是由其推出的开放式网络系统的一个框架，就像一个文件柜，共有七个抽屉，由下向上共分为物理层、链路层、网络层、传输层、表示层、会话层、应用层。
这是一个官方的指导框架，各厂商生产适合装放在相应的抽屉中产品。
而tcp是事实存在的一种网框架，是分了四个抽屉的文件柜，分别是网络接口层（相当于osi的物理层和链路层）、网络层、传输层、应用层。
这是先于osi出现的框架，是绝大多数厂商遵守的标准，应用最为广泛。
两者并不矛盾，osi是理论上的一种结构，有助于对网络及通信规程的认知，而tcp实际上也是在此框架上的一种广泛应用事实结构。
都对各厂家的上下层软硬件产品相互兼容起到了决定性作用。
例如我们西门子设备的通信，网络接口层有串行通信，采用Rs422/Rs485标准（注意不是网络协议，这是电气规程约定）和以太
网通信，采用ethernet802.3标准。
在传输层上可以使用poRFibus、mpi、mdbus等网络协议。
而在以太网结构上可以使用tcp/ip、snmp、Ftp、http等网络协议。
step7、tia实际上就是集成了这些协议的应用层程序。
不同的子网一般情况下是不互通的，如果要建立通信，那就要在网络层上做路由并要设定接口网关才可通信。
s7通信和s5兼容通信的区别。
如果多个西门子plc通信，采用s7兼容通信更合适一些。
profibus_s7应该是西门子一种优化的通讯解决方案,我们是上位机厂家,一般和300/400plc通讯时，如果第一个mpi口被占用时，往往需要使用dp口进行通讯，这时基于profibus总线的profibus_s7通讯就是一种最有效的方案了，他是真正的主-主通讯，而且使用的是1，2，7层，通讯简单快速有效。
s7-300/400plc之间的profibus_s7通讯可以调用库里的块，上位机和profibus_s7通讯采用的应该是类似调库的方式，上位机通过applicaion和s7_connection这些参数建立的初始化。
前提是需要在step7组态时组好pcstation的虚拟站点。
profbus网络et200m和hmi可以使用同一种协议，例如dp，但hmi需要配置directkey。
也常常使用不同的协议，前者是dp，后者是s7。
一起通信在于profibus总线通信的设置呀，一种是循环的通信dp，另一种是肺循环的通信s7。
两者从通信速度上说是一样的，因为在一根总线是12m。
而效率却不同，一次循环可以和io进行了通信，但是一次循环却未必和hmi尚的io进行全部通信，可能需要几个周期。
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