PROFINET IRT High Flexibility使用入门

5.0 分

PROFINET

自动化系统>通信与网络组件>PROFINET

自动化系统>通信与网络组件

自动化系统>PLC和组件>ET200

自动化系统>PLC和组件>SIMATIC S7-300系列

自动化系统

使用操作

文档编号：A0354| 文档类型：操作指南| 发布时间：2024年02月27日

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PROFINET IO通讯使用RT的实时通讯等级，可以满足大部分的工厂自动化的应用。PROFINET IO通讯还可以使用IRT的等时实时通讯方式，主要用于运动控制应用。IRT等时实时通讯又分为两种，一种是IRT High flexibility（高度灵活性），另外一种是IRT Top performance（顶级性能），其中IRT High flexibility应用介于工厂自动化和运动控制之间，既可以保证数据的实时通讯，也可以保证具有足够的确定性。当工业控制出现下列要求时，可以使用IRT High flexibility。 1，用于 I/O 用户数据通讯（生产数据）的大量结构所要求的极高性能和确定性。 2，用于 I/O 用户数据通讯（生产数据）的线性总线拓扑中许多节点所要求的极高性能。 3，通过电缆进行的生产数据和大量TCP/IP 数据的并行传输。

1 PROFINET IRT High Flexibility介绍

1.1 RT与IRT High flexibility比较
下表给出RT和IRT High flexibility最重要的区别：

属性	RT	IRT High flexibility
传输方法	通过以太网优先级来确定 RT 消息帧的优先级（VLAN 标签）	通过预留只用于传输 IRT 通讯的时间段（例如不用于传输 TCP/IP帧）来预留传输带宽
确定性	通过与其它协议（例如TCP/IP）共用传输带宽所带来的传输持续时间的差别	通过预留传输带宽确保实现在当前循环中传输IRT消息帧
在所有的特殊以太网控制器中需要硬件支持	不需要	必备

1.2 IRT High flexibility简介
具备IRT功能的PROFINET是预留时间间隔内同步的通讯。 IRT允许您控制时间性很强
的应用，例如通过PROFINET的动态运动控制。通过IRT还可获得如下更多优势：
即使标准通讯中存在相当大的网络负载，仍具有高度精确的确定性。

® 对于现有公司网络，可以进行实时应用，可实现简单而灵活的 PROFINET 设备集成
® 预留传输带宽，可为数据传输到实时控制提供足够空闲的资源
® 通过相同的传输介质可实现与实时通讯并行的安全标准通讯
® 可以继续在同步域之外的PROFINET IO系统中使用标准部件
® 线性总线拓扑中使用IRT通讯的大量PROFINET设备，例如，道路运输应用
® 固定的预留带宽，不需要由于延长线路问题而导致 STEP 7 计算刷新时间的增加。

IRT High flexibility用于PROFINET设备之间IRT数据循环交换的同步传输过程。发送时钟内的预留带宽可供IRT IO数据使用。预留带宽可确保以预留的同步间隔传输IRT数据，同时还可保持不受其它更高网络负载（例如TCP/IP通讯或附加的实时通讯）的影响，当设备或网络故障同步功能无法完成时，IRT High flexibility的实时等级将降为RT通讯。“高度灵活性”可实现系统的简单规划和扩展而无需进行网络拓扑组态。
IRT通讯的同步域内要求以太网控制器、交换机、分布式IO都需要ERTEC ASIC（增强的实时以太网控制器）芯片支持，最小的更新时间为 250μs ，且发送时钟的抖动精度小于1µs。借助特殊的以太网控制器（例如ERTEC），可在硬件技术中实现预留传输带宽，在这种情况下，对于每个发送时钟，为IRT通讯确立固定的时间段，剩余的时间段用于RT和TCP/IP通讯。

2 PROFINET IRT High Flexibility组态

2.1 组态
使用一个例子来描述PROFINET IRT High flexibility，如图 1 PROFINET IO系统网络组态。

图 1 PROFINET IO系统网络组态

IO控制器使用CPU319-3PN/DP v2.8，连接SCALANCE X204IRT v4交换机，交换机的两个端口分别连接ET200S IM151-3PN(6ES7 151-3BA23-0AB0)和 ET200EcoPN(6ES7 142-6BF00-0AB0)，其中一台ET200S连接另外一台ET200S，其中在同步域内，所有设备必须支持IRT，即集成ERTEC芯片。同步域内的设备采用IRT High flexibility的通讯方式，同步域外的设备采用RT通讯方式。
在Step7中对其进行硬件组态，参考图 2 硬件组态。

图 2 硬件组态

点击总线”Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线，右键弹出菜单选择“PROFINET IO Domain Management…”，弹出同步域管理对话框，双击“SIMATIC 300(1)/PN-IO”，即IO控制器CPU319-3PN/DP，弹出设备属性对话框，在同步角色中选择“Sync master”，设置为同步时钟主站。参考图 3 设置时钟同步主站。

图 3 设置时钟同步主站

同样给ET200S和ET200EcoPN以及SCALANCE X204IRT交换机设置同步时钟从站，参考图 4 设置IM151-3为时钟同步从站。

图 4 设置IM151-3为时钟同步从站

设置完毕后的同步域管理对话框如下图 6 同步域管理对话框。

图 5 同步域管理对话框

点击对话框中的“Details…”按钮，弹出同步域详细信息，其中黄色部分为IRT带宽预留部分，IRT数据仅在这部分时间段内进行通讯，空白部分是不使用的带宽，任何数据都不会出现在该时间段，亮绿色和绿色为RT数据和非RT数据（例如TCP/IP）共享带宽部分。这里保持默认状态。点击OK结束设置。参考图 6 同步域详细信息。

图 6 同步域详细信息