PROFINET简介及其实现

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。