一个典型的Profinet协议系统模型具体有哪些内容呢?我们这期和大家重点分享下,这有助于理解PROFINET系统的配置、设计和操作。
PROFINET设备类别
PROFINET 遵循数据交换的提供者/消费者(provider/consumer model)模型。这意味着 IO 控制器和 IO 设备都会独立地自发发送周期性数据。PROFINET 定义了以下图设备类别:
IO 控制器(IO Controller):这通常是可编程逻辑控制器(PLC),自动化程序在其上运行。作为提供者,IO 控制器向配置的 IO 设备提供输出数据,并作为消费者接收输入数据。
IO 设备(IO Device):IO 设备是一个分布式 IO 现场设备,通过 PROFINET 连接到一个或多个 IO 控制器。作为输入数据的提供者,IO 设备是输出数据的消费者,这些数据来自 IO 控制器。
IO 监控器(IO Supervisor):这可以是用于调试或诊断目的的编程设备(PG)、个人电脑(PC)或人机界面(HMI)设备。
一个系统单元至少包含一个 IO 控制器和一个或多个 IO 设备。IO 监控器通常只在调试或故障排除时临时集成。
IO设备的设备模型
(Device Model of an IO Device)
所有现场设备的技术和功能选项都使用设备模型来描述,该模型面向模块化设备设计(见下图)。
PROFINET区分紧凑型现场设备和模块化现场设备。紧凑型现场设备的扩展程度在出厂时已确定,并且用户无法更改;而模块化现场设备在系统配置时可以根据特定应用定制扩展程度。在逻辑结构上,PROFINET现场设备始终是模块化设计的。然而,逻辑上的模块化并不要求在电气和机械设计上必须是模块化的。
IO设备通常由一个带有以太网接口的通信模块和分配给它的一个或多个(物理或虚拟)模块组成。分配的模块处理实际的过程数据流量。通信的访问点(带有数据处理的以太网接口)称为DAP(设备访问点)。
IO设备的结构标准化如下:
通信关系
为了建立高级控制器与IO设备之间的通信,必须建立通信路径。这些路径由IO控制器在系统启动期间根据从工程系统接收到的配置数据来设置,明确指定了数据交换。
所有的数据交换都嵌入在一个AR( ApplicationRelation应用关系)中(见下图)。在AR内,CRs(Communication Relations通信关系)明确指定了数据。结果,包括一般通信参数在内的所有设备建模数据都被下载到IO设备。一个IO设备可以由不同的IO控制器建立多个AR,例如,用于共享设备。
用于周期性数据交换(IO数据CR)、非周期性数据交换(记录数据CR)和报警(报警CR)的通信信道同时被设置。
在PROFINET系统中可以使用多个IO控制器(见下图)。如果这些IO控制器需要能够访问IO设备中的相同数据,这必须在参数配置期间指定(共享设备和共享输入)。
现场设备可以被多个应用关系访问 一个IO控制器可以与多个IO设备各自建立一个AR。在一个AR内,可以在不同的API上使用多个IO CR进行数据交换。例如,如果通信涉及多个用户配置文件(如PROFIdrive、编码器等)并且需要不同的子模块,这可能会很有用。
IO控制器可以与多个IO设备各自建立一个AR。在AR内,可以在不同的应用进程标识符(API)上使用多个IO通信关系(CR)进行数据交换。这在通信涉及多个用户配置文件(例如PROFIdrive、编码器等)并且需要不同的子模块时非常有用。
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参考文档: