我们在介绍Profinet总线技术的时候,开篇就提到它是Profibus技术的升级,他们之间有非常密切的联系,甚至同一网络可以完美兼容。
上期,我们也把Profinet和Ethernet进行了详细对比:
这期,和大家分享Profinet和Profibus之间的不同。望有助于我们在项目实施中进行选择。
历史背景
PROFIBUS是在1989年推出的一种现场总线技术,它在整个1990年代迅速发展,并成为自动化领域的先驱。
然而,随着2000年左右工业以太网的兴起,PROFIBUS为了适应新的工业需求,发展出了PROFINET。PROFINET从2000年代初开始发展,它基于工业以太网,不仅提供了更高的数据传输速率和更大的灵活性,还保持了与PROFIBUS的兼容性,确保了现有投资的保护。
PROFINET的出现代表了从I/O层到工厂层的纵向集成,它是一个开放的、统一标准的结构,允许不同层次的系统实现无缝集成。PROFINET还定义了开放的、面向对象的运行期概念和独立于制造商的功能设计概念,覆盖了自动化系统从规划、安装、操作到维护的整个生命周期 。
PROFIBUS和PROFINET都是由PROFIBUS国际组织制定的IEC标准,它们都适用于满足离散过程、混合和运动控制应用中的复杂自动化要求。
Profibus
工业控制领域里,最开始使用西门子系列PLC和模块控制系统,Profibus总线是最为普遍的通信技术:
PROFIBUS(过程现场总线)是一种现场总线,被用于自动化领域的高速循环数据通信。PROFIBUS有两种不同的应用:
对于每种应用,PROFIBUS都可以使用不同的协议。PROFIBUS DP(分散式外围设备)是高速版本,主要用于工厂自动化(例如物流、生产区域等)。PROFIBUS PA(过程自动化)主要用于水处理、石油、天然气、化工等行业。
PROFIBUS PA的传输速度固定为31.25 kbps,而PROFIBUS DP的运行速度最高可配置为12 Mbps。PROFIBUS通信是半双工的,这意味着一次只有一个设备在通信。PROFIBUS DP基于RS485协议,而PROFIBUS PA基于MBP-IS协议,这是一种总线供电协议。
PROFIBUS DP网络通常安装为大型菊花链,形成一个对故障敏感的网络。PROFIBUS PA可以以菊花链或星型拓扑结构布线,但通过使用智能/高级连接盒,PROFIBUS PA也可以安装为环形拓扑结构。
关于Profibus的详细技术介绍可以参考:
Profinet
PROFINET是基于以太网的现场总线系统。它是众多工业以太网系统中的一种,经常与PROFIBUS进行比较。
PROFINET比PROFIBUS更快,这是因为它使用的是生产者/消费者模型,在这个模型中,网络中的任何节点都可以随时进行通信。因此,信息交换没有延迟。除此之外,以太网通常是交换网络,几乎没有网络冲突。模型具体内容可参考:
PROFIBUS采用的是主/从方法,而不是生产者/消费者模型,其中主节点通常负责整个网络,节点只有在被提示时才允许通信。
PROFINET是一个全双工系统。PROFINET网络通常设计为星型拓扑结构,或者通过使用可管理的PROFINET交换机,从一个大环形主干分支出多个星型结构。由于它基于以太网,PROFINET可以在比PROFIBUS更高的传输速度下运行。
使用PROFINET,每个设备的循环时间也是可以调整的,而PROFIBUS的循环时间是固定的。PROFINET应用于多种行业,如汽车、石油和天然气、物流等。
总结
我们通过对两种进行介绍后,再次归纳以下要点:
PROFIBUS和PROFINET之间存在许多实质性的差异。目前,Profinet和Profibus都是经过充分验证的行业领导者。成千上万的设备制造商开发并生产具有Profinet或Profibus接口的产品。下表比较了这两种协议的不同特性。
PROFINET是一项较新的技术,当它被引入时,已经有数千万台安装的PROFIBUS设备。在两者之间,从技术和投资保护的角度来看,PROFINET是明确的赢家。今天,PROFINET的采用正在呈指数级增长,几年之内,它的采用将超过PROFIBUS。
参考链接: