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操作指南

PROFINET IRT High Flexibility使用入门

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5.0 分
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RTIRT 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

双击总线”Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线,弹出PROFINET IO系统属性对话框,在Update Time页,更新时间为默认状态。如下图 7 PROFINET IO系统属性。


图 7 PROFINET IO系统属性

然后保存编译项目下载到PLC中进行PROFINET IO通讯,具体组态PROFINET IO通讯的详细信息请参考网上课堂的下载中心的链接  72325620。这样就实现了IRT和RT同时在一根总线上通讯。

关键词
PROFINET IO, IRT, 高度灵活


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