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什么是PROFINET?

  Profinet协议是基于工业以太网的一种工厂自动化的通信标准。它包括了诸如图尔克的多协议I/O模块系统和控制器,以及带Profinet主控制器之间的整个数据交换。从这个功能角度来看,Profinet被认为是Profibus现场总线协议的继任者。

图尔克PROFINET 系统概览 (点击放大)

系统概览 (左图) 帮助您了解网络架构和各类I/O及网络组件。

系统概述提供了网络体系结构和不同的I/O和网络组件的初步印象。连接可以通过线性、星形和树形结构实现,也可以通过冗余环拓扑(MRP)实现。

过程自动化集成

  化工和制药厂必须尽其所能地保护工厂不受停机影响,因此对I/O系统提出了特殊的要求。工厂的许多地区都存在爆炸的危险,连续生产过程的中断可能造成巨大的经济损失。为了防止这种情况的发生,现场的控制器和I/O模块通常是冗余设计的,即如果设备或连接失败,则启动备份解决方案。

  Profinet系统冗余
  为一个带有系统冗余的新Profinet标准,为流程自动化行业的公司提供了更大的投资安全性。

如果控制器和现场设备仅通过一个连接(S1)通信,则不会实现冗余。但是,如果Profinet设备支持与主控制器的通信关系,并通过这个连接支持主控制器的备份,则将其分类为S2。这是最常用的系统冗余形式。如果主控制器失败,物理备用双机将被激活。

系统冗余类型

四种类型的Profinet系统冗余(点击放大)

  来自Turck的I/O设备已经可以维护到两个独立控制器的所需逻辑双重连接。因此,TBEN-L5-8IOL是首个具有IP67保护的IO-Link主模块,支持Profinet S2系统冗余。

  只有在R1或R2系统冗余的情况下才能实现可用性最大化。这涉及在冗余通信接口的现场设备上的附加实现,并与远程I/O一起使用。R2及其四路连接代表了复杂性的高级别。

智能结合IO-Link

Profinet系统冗余扩展现在使工业以太网的优点也可以用于流程工业。Turck更进一步,在高可用性系统中集成了IO-Link。概述显示了系统架构可能的样子

Profinet系统冗余和IO-Link

高可用性:Profinet系统冗余和IO-Link(点击放大)

没有什么能阻挡智能现场设备的端到端数字连接,比如位置指示器、阀块、传感器或I/O集线器。在安装时间方面,IO-Link是高效和直接的,因为数据和电源是通过一根未屏蔽的标准电缆传输的。

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PROFINET 网络拓扑结构(点击放大)

灵活的网络拓扑结构

图尔克的PROFINET I/O设备配备一个集成开关,并且可安装在线性结构(如经典的现场总线系统)中。

此外,PROFINET还支持标准的以太网拓扑结构,如星形、树形和环形结构。像这样的网络安装可以很容易地适应机器和工厂结构。星形或树形结构中使用了外部开关,这反过来对整个系统的性能产生了积极影响。

快速启动

快速启动可缩短从打开I/O设备电源到建立与I/O控制器的连接之间的时间。PROFINET定义的快速启动通常小于500 ms。图尔克的TBEN-L系列I/O模块还可实现低至150 ms的启动时间。

I/O设备的快速连接对于降低换刀应用的等待时间尤其重要,有助于提高时钟频率和生产效率。

扩展的诊断功能

在PROFINET网络中,可使用HTTP和SNMP(简单的网络管理协议)等标准IT功能和协议进行网络诊断。其中,SNMP协议是PROFINET拓扑结构扫描的基础。通过该协议,可以在线读取和图形化显示整个网络结构。

所有图尔克的多协议以太网网关和I/O模块都配备了一个网络服务器。网络服务器除了向以太网端口提供统计数据和设置外,还可作为故障存储器以纯文本格式记录历史和诊断数据。

     

一致的工程视点

PROFINET的系统配置方式基本上保持与传统现场总线PROFIBUS一致,这样就保证了PROFINET相对于其它以太网协议,有着更加方便且界面更为友好的工程视点。新的GSDML配置文件基于标准的XML标准,可以提供更多的功能和更为先进描述结构。此外,通过web服务器进行相关设置的要求也日益重要。因此,例如,配置以太网端口或者分配PROFINET设备名称都可以通过这种方式实现。

 

Profinet 产品

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