山东省青岛市SIEMENS西门子《授权》中国一级代理商

众所周知，工业网络技术正从传统的现场总线向工业以太网方向发展，工业以太网在工业网络中的占比也在逐年增高，西门子作为全球dingji自动化大厂，其主导的PROFINET在工业领域占有极高的市场份额（见下图），今天我们主要来聊一聊其中的PROFINET~

来源：工业通信报告

前面我们在介绍PROFINET、POWERLINK、ETHERNET/IP、ETHERCAT、SERCOSIII、MODBUSTCP、CC-LINK IE等7大工业以太网的时候，介绍过如今的工业以太网分为三类：

1.完全基于TCP\UDP\IP，ProcessData通过TCP/IP传输，硬件层未更改，采用传统以太网控制器；

典型的有EtherNet/IP、Modbus、PROFINET NRT

2.部分基于TCP\UDP\IP，硬件层未更改，具有ProcessData协议，直接由以太网帧进行传输，TCP/UDP依然存在，由Timing Layer控制；

典型的有PROFINET RT和POWERLINK

3.硬件层更改，使用实时以太网控制器

典型的有CC-Link IE、SERCOS III、ETHERCAT和PROFINET IRT

从工业以太网的三大类当中，可以看出PROFINET在每一种类型中都有自己的位置，也就决定了PROFINET的三种通信模式（如上图所示）：

1.PROFINET标准通信基于工业以太网技术，使用TCP/IP和IT标准。TCP/IP是IT领域关于通讯协议方面事实上的标准，其响应时间大概在100ms的量级，对于工厂控制级的应用来说，这个响应时间就足够了。

2.PROFINET RT：对于传感器（远程IO设备）和执行器设备之间的数据交换，系统对响应时间的要求更为严格，大概需要1－10ms的响应时间。

3.PROFINETIRT：在现场级通讯中，对通讯实时性要求Zui高的是运动控制（MotionControl），PROFINET的同步实时（IsochronousReal-Time,IRT）技术可以满足运动控制的高速通讯需求，在100个节点下，其响应时间要小于1ms，抖动误差要小于1μs。

从通信的角度去思考，一般来说，通信的层级越多，意味着处理时间越长，数据在发送和接收的过程中在不同的层级不断的需要封装和解封装（如下图所示）：

前面我们在介绍基本以太网知识的时候，有仔细介绍过OSI的七层协议：

必备的工业以太网的基础知识

下图就很好的解释了PROFINET的三种通信模式，当然，随着TSN技术的不断普及，PROFINET规范V2.4版本中，Zui大亮点是实现了将TSN作为第二层的技术集成到PROFINET架构中~

时间敏感网络（TSN-time sensetivenetworking）就是为了满足工业实时通讯而生的一套协议标准。作为IEEE802.1工作组中的一套协议标准，定义了以太网数据传输的时间敏感机制，确保了以太网能为关键数据的传输提供稳定保障又一致的服务级别。