一文讀懂Profibus、Profinet、Ethernet的區(qū)別
2020-7-23新聞
Ethernet(以太網(wǎng)絡(luò))是大家很熟悉的一種網(wǎng)絡(luò)了，由Xerox公司創(chuàng)建并由Xerox、Intel和DEC公司聯(lián)合開發(fā)的基帶局域網(wǎng)規(guī)范，是當今現(xiàn)有局域網(wǎng)采用的最通用的通信協(xié)議標準，包括標準的以太網(wǎng)（10Mbit/s)、快速以太網(wǎng)（100Mbit/s）和10G（10Gbit/s）以太網(wǎng)。
PROFIBUS，是一種國際化、開放式、不依賴于設(shè)備生產(chǎn)商的現(xiàn)場總線標準。PROFIBUS傳送速度可在 9.6kbaud~12Mbaud范圍內(nèi)選擇且當總線系統(tǒng)啟動時，所有連接到總線上的裝置應該被設(shè)成相同的速度。廣泛適用于制造業(yè)自動化、流程工業(yè)自動化和樓宇、交通電力等其他領(lǐng)域自動化。PROFIBUS是一種用于工廠自動化車間級監(jiān)控和現(xiàn)場設(shè)備層數(shù)據(jù)通信與控制的現(xiàn)場總線技術(shù)。可實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備層到車間級監(jiān)控的分散式數(shù)字控制和現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)，從而為實現(xiàn)工廠綜合自動化和現(xiàn)場設(shè)備智能化提供了可行的解決方案。
PROFINET=PROFIbus+etherNET，把Profibus的主從結(jié)構(gòu)移植到以太網(wǎng)上，所以profinet會有Controller和Device，他們的關(guān)系可以簡單的對應于profibus的Master和Slave，當然，是有區(qū)別的，但這樣對應可以有助于理解。另外由于profinet是基于以太網(wǎng)的，所以可以有以太網(wǎng)的星型、樹形、總線型等拓撲結(jié)構(gòu)，而profibus只有總線型。所以profinet就是把profibus的主從結(jié)構(gòu)和ethernet的拓撲結(jié)構(gòu)相結(jié)合的產(chǎn)物，其他像等時性等西門子鼓吹的特性其實以太網(wǎng)也有，只不過profinet由于有Controller這樣的控制單元可以提高等時性的精度而已。
PROFINET 是一種新的以太網(wǎng)通訊系統(tǒng)，是由西門子公司和Profibus 用戶協(xié)會開發(fā)。 PROFINET 具有多制造商產(chǎn)品之間的通訊能力，自動化和工程模式，并針對分布式智能自動化系統(tǒng)進行了優(yōu)化。其應用結(jié)果能夠大大節(jié)省配置和調(diào)試費用。 PROFINET 系統(tǒng)集成了基于 Profibus 的系統(tǒng)，提供了對現(xiàn)有系統(tǒng)投資的保護。它也可以集成其它現(xiàn)場總線系統(tǒng)。
PROFINET 是一種支持分布式自動化的高級通訊系統(tǒng)。除了通訊功能外，PROFINET 還包括了分布式自動化概念的規(guī)范，這是基于制造商無關(guān)的對象和連接編輯器和 XML 設(shè)備描述語言。以太網(wǎng) TCP/IP 被用于智能設(shè)備之間時間要求不嚴格的通訊。所有時間要求嚴格的實時數(shù)據(jù)都是通過標準的 Profibus DP 技術(shù)傳輸，數(shù)據(jù)可以從Profibus DP 網(wǎng)絡(luò)通過代理集成到 PROFINET 系統(tǒng)。 PROFINET 是唯一使用已有的 IT 標準，沒有定義其專用工業(yè)應用協(xié)議的總線。它的對象模式的是基于微軟公司組件對象模式 (COM) 技術(shù)。對于網(wǎng)絡(luò)上所有分布式對象之間的交互操作，均使用微軟公司的DCOM 協(xié)議和標準 TCP 和 UDP 協(xié)議。
在 PROFINET 概念中，設(shè)備和工廠被分成為技術(shù)模塊，每個模塊包括機械、電子和應用軟件。這些組件的應用軟件可使用專用的編程工具進行開發(fā)并下載到相關(guān)的控制器中。這些專用軟件必須實現(xiàn) PROFINET 組件軟件接口，能夠?qū)?PROFINET 對象定義導出為 XML 語言。 XML 文件用于輸入制造商無關(guān)的 PROFINET 連接編輯器來生成PROFINET 元件。連接編輯器對網(wǎng)絡(luò)上 PROFINET 元件之間的交換操作進行定義。最終，連接信息通過以太網(wǎng) TCP-IP 下載到 PROFINET 設(shè)備中。
PROFINET(實時以太網(wǎng))基于工業(yè)以太網(wǎng),具有很好的實時性,可以直接連接現(xiàn)場設(shè)備(使用PROFINETIO),使用組件化的設(shè)計,PROFINET支持分布的自動化控制方式(PROFINET CBA,相當于主站間的通訊).
以太網(wǎng)應用到工業(yè)控制場合后，經(jīng)過改進使用于工業(yè)現(xiàn)場的以太網(wǎng)，就成為工業(yè)以太網(wǎng)。如果你曾經(jīng)使用過西門子的網(wǎng)卡CP343-1或CP443-1通訊的話，可能應用過ISO或TCP連接等。這樣所使用的TCP和ISO就是應用在工業(yè)以太網(wǎng)上的協(xié)議。
PROFINET同樣是西門子SIMATIC NET中的一個協(xié)議，具體說是眾多協(xié)議的集合，其中包括PROFINET IO RT, CBA RT, IO IRT等等的實時協(xié)議。所以說PROFINET和工業(yè)以太網(wǎng)不能比，只能說PROFINET是工業(yè)以太網(wǎng)上運行的實時協(xié)議而以。不過現(xiàn)在常常稱有些網(wǎng)絡(luò)是PROFINET網(wǎng)絡(luò)，那是因為這個網(wǎng)絡(luò)上應用了PROFINET協(xié)議而已。
PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)，而PROFIBUS基于RS485串行總線，兩者協(xié)議上由于介質(zhì)不同完全不同，沒有任何關(guān)聯(lián)。兩者相似的地方都具有很好的實時性，原因在于都使用了精簡的堆棧結(jié)構(gòu)。基于標準以太網(wǎng)的任何開發(fā)都可以直接應用在PROFINET網(wǎng)絡(luò)中，世界上基于以太網(wǎng)的解決方案的開發(fā)者遠遠多于PROFIBUS開發(fā)者，所以，有更多的可用資源去創(chuàng)新技術(shù)。
對于PROFIBUS，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸捵畲鬄?2Mbps，對于PROFINET，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膸挒?00Mbps。
對于PROFIBUS，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綖榘腚p工，對于PROFINET，數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞綖槿p工。
對于PROFIBUS，一致性數(shù)據(jù)最大為32bytes，對于PROFINET，一致性數(shù)據(jù)最大為254bytes。
對于PROFIBUS，用戶數(shù)據(jù)的最大為244bytes，對于PROFINET，用戶數(shù)據(jù)的最大為1400bytes。
對于PROFIBUS，12Mbps的最大總線長度為100m，對于PROFINET，設(shè)備之間的總線長度為100m。
對于PROFIBUS，組態(tài)和診斷需要專門的接口模板，例如CP5512，對于PROFINET，可以使用標準的以太網(wǎng)網(wǎng)卡。
對于PROFIBUS，需要特殊的工具進行網(wǎng)絡(luò)診斷，對于PROFINET，使用IT相關(guān)的工具即可。
對于PROFIBUS，總線上的主要故障來源于總線終端電阻不匹配或者較差的接地，對于PROFINET，不需要總線終端電阻。
