Сети Profinet | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 13 марта, печатный экземпляр отправим 17 марта.

Опубликовать статью в журнале

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №28 (266) июль 2019 г.

Дата публикации: 14.07.2019

Статья просмотрена: 305 раз

Библиографическое описание:

Авсеенок, М. К. Сети Profinet / М. К. Авсеенок, П. А. Жуковский. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 28 (266). — С. 19-20. — URL: https://moluch.ru/archive/266/61618/ (дата обращения: 05.03.2021).



В настоящее время прогресс в технической сфере привёл к тому, что любое предприятие не может обойтись без систем автоматизации, которые основаны на различных системах сбора и обработки информации. Такие системы позволяют как автоматизировать непосредственное управление предприятием, так и позволяет обеспечить контроль различных технологических процессов. В данной статье описан один из стандартов Profinet и перспектива его развития в дальнейшем.

Ключевые слова: автоматическое управление, устройства связи, обмен данных.

Profinet — это открытый стандарт, который основан на промышленном Ethernet, применяемом для промышленной автоматизации. Передача и приём данных в Profinet в большинстве случаев осуществляется между устройствами полевого уровня и контроллерами системами управления, но также может применяться и для обмена информацией между самими системами управления и системами верхнего уровня.

Profinet сменил полевую шину Profibus и полевые устройства, использо-вавшие Profibus подключения, легко интегрируются в новую полевую шину — систему Profinet. Profinet и Profibus разработаны и поддерживаются одной и той же организацией, которая называется PI. Данная компания контролирует развитие данной шины и продвигает её в промышленности, а также позволяют организациям, которые имеют необходимость разработать свои собственные устройства на основе данных шин, более глубоко понять структуру протокола обмена по этой шины.

Profinet соединил две широко используемые шины — это промышленная шина стандарта Profibus, и те особенности, и те положительные стороны, предоставляемые шиной Ethernet. От шины Ethernet заимствована высокая скорость, способность передавать данные по Wifi, а также гибкая сетевая технология. Из стандарта Profibus были взяты быстрые input-output коммуникации, безопасность передачи данных и диагностические способности. Таким образом, объединив это всё в один общий стандарт, возник новый стандарт и новая шина — Profinet.

Для того чтобы использовать протокол Profinet, необходимо использо-вать два канала Ethernet-коммуникаций ― это стандартный TCP канал, при-меняемый для нереальных во времени коммуникаций (к таким коммуникаци-ям относятся: передача диагностических данных, передача авторизации до канала пользовательских данных, назначение параметров конфигурации), и канал реального времени (циклический канал передачи данных процесса).

Итак, условием использования Profinet протокола необходимо, чтобы канал Ethernet имел возможность принимать и отправлять стандартные TCP-посылки, основанные на IP-адресации, а также и Real-time посылки, которые основанны на TSOP протоколе, а значит и на Mac-адресах. Отсутствие передачи, или же невозможность передачи одного из каналов данных приведёт к полной неработоспособности протокола Profinet. Поэтому, при проведении выбора устройств, осуществляющих построение структуры сети Ethernet c поддержкой Profinet стека необходимым условием для полной передачи и приёма данных является поддержка обоих протоколов одновременно. К примеру, если наша сеть использует маршрутизаторы третьего уровня (то есть те, которые передают телеграммы на основе IP-адресов), то такая сеть не имеет возможности пропускать протокол Profinet, поскольку телеграммы, которые используют Mac-адреса, не имеют возможности переходить из одной части сети в другую.

Как было отмечено выше, Profinet использует стандартную структуру Ethernet, то есть телеграмма Profinet и телеграмма Ethernet идентичны по своей структуре [1, с. 404]]. На рисунке 1 представлено схематическое изображение телеграммы Profinet:

Рис. 1. Телеграмма Profinet

Некоторые части телеграммы Profinet используются для каких-то соб-ственных целей (Например, есть часть Ethernet, которая отвечает за вирту-альную сеть VLan-ID. Данная часть телеграммы является той частью, кото-рая используется Profinet для собственных целей. В телеграмме Profinet такая часть жёстко обозначена, а попытка изменить эти данные приведёт к неработоспособности протокола Profinet). Поэтому необходимо обращать внимание на то, каким образом «промежуточные» коммутаторы производят изменения телеграммы Profinet в каких-либо целях. К примеру, некоторые коммутаторы, при построении виртуальной VLan сети, в эту часть записы-вают рабочие данные для передачи. В связи с этим возникает необходимость настройки сети таким образом, чтобы при передаче телеграммы из самого последнего коммутатора, настроенные данные этой части были приведены в первоначальное значение. Это даёт возможность передавать телеграмм Profinet и через виртуальные сети Ethernet [2, с. 140].

Также, при передаче с одного ведомого устройства Profinet могут возникнуть ограничения передаваемым данным. Эта величина составляет 1440 байт и, на самом деле, это ограничение заложено в длину самой телеграммы Ethernet.

На сегодняшний день существует два варианта шины Profinet ― Profinet IO и Profinet CBA. Шина Profinet IO производит связь с распределёнными устройствами ввода-вывода, полевыми устройствами или приводами. Profinet CBA необходим при обмене данными между системами управления разных производителей и оборудованием разных производителей.

Особенностью Profinet CBA является то, что у специалистов, которые используют данную шину, нет необходимости разбираться том, откуда происходит получения переменных из системы управления, другими словами, какая именно адресация этих переменных используется в контроллере. Для использования её связи с другими устройствами используются заготовленные шаблоны, которые не имеют прямой адресации во внутренней памяти контроллера.

Литература:

  1. Олифер, В. Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы.: учебник для вузов / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер — СПб.: Питер 2007. — 957с.
  2. Строганов, М. П. Информационные сети и телекоммуникации: учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по спец. «Управление и автоматика в технических системах” / М. П. Строганов, М. А. Щербаков — М.: Высшая школа, 2008.— 149 с.
Основные термины (генерируются автоматически): CBA, шина, TCP, TSOP, данные, полевая шина, протокол, сеть, система управления, часть телеграммы.


Ключевые слова

автоматическое управление, устройства связи, обмен данных

Похожие статьи

Роль протокола TCP в современных компьютерных сетях.

Как было сказано выше, протокол TCP отвечает за выполнение крайне важной задачи — управления передачей данных. Если рассматривать данный протокол с точки зрения эталонной модели OSI [1] (определяет уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией...

Сравнение некоторых модификаций протокола TCP с ARTCP

Протокол TCP осуществляет доставку дейтограмм, называемых сегментами, в виде байтовых потоков с установлением соединения. Протокол TCP применяется в тех случаях, когда требуется гарантированная доставка сообщений.

Сравнительный обзор сетевых интерфейсов для коммутации...

На сетевом уровне стек TCP/IP реализует протокол IP и ARP. Протокол ARP предназначен для организации адресной структуры IP и ставит в

Сети на основе рефлективной памяти представляют собой систему реального времени, в которой каждый узел сети всегда имеет...

Протокол TACACS+ | Статья в журнале «Молодой ученый»

С подключением TCP ориентированный протокол более надежный, это делает более надежным выбором транспортного протокола.

Конфигурирование TACACS + состоит из двух частей: 1) создание профилей пользователей в базе данных сервера, 2) настройка клиентов для связи с...

Особенности работы с приемопередатчиком NRF24L01+

Данный протокол является усовершенствованным протоколом ShockBurst™. Основным

Все данные, передаваемые по беспроводной сети, представляют собой пакеты из 49 байт.

Структурная схема ShockBurst™ представлена на рисунке 2. Первая часть пакета содержит...

Реактивный алгоритм динамической маршрутизации...

Создаваемая на радиосредствах нового поколения перспективная сеть радиосвязи городского или регионального уровня представляет собой мобильную самоорганизующуюся сеть, состоящую из определенного числа перемещающихся (мобильных) узлов...

Анализ системы мультиплексирования данных в распределенных...

Данные, передающиеся по каналам связи компьютерных сетей, является

Данный протокол также как и протокол PPTP дает возможность создавать защищенные виртуальные

Система мультиплексирования трафика может быть реализована в стеке TCP/IP с использованием...

Показатели угроз безопасности на уровнях модели OSI

Протоколы сетевого уровня модели OSI определяют адресацию и процессы, которые позволяют упаковывать и передавать данные транспортного уровня. Инкапсуляция сетевого уровня обеспечивает прохождение данных по сети к адресату (или другой сети) с минимальной...

Роль сетевой модели OSI в построении промышленных сетей

Роль протокола TCP в современных компьютерных сетях.

Если рассматривать данный протокол с точки зрения эталонной модели OSI [1] (определяет уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, стандартные названия уровней, а также функции, которые...

Похожие статьи

Роль протокола TCP в современных компьютерных сетях.

Как было сказано выше, протокол TCP отвечает за выполнение крайне важной задачи — управления передачей данных. Если рассматривать данный протокол с точки зрения эталонной модели OSI [1] (определяет уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией...

Сравнение некоторых модификаций протокола TCP с ARTCP

Протокол TCP осуществляет доставку дейтограмм, называемых сегментами, в виде байтовых потоков с установлением соединения. Протокол TCP применяется в тех случаях, когда требуется гарантированная доставка сообщений.

Сравнительный обзор сетевых интерфейсов для коммутации...

На сетевом уровне стек TCP/IP реализует протокол IP и ARP. Протокол ARP предназначен для организации адресной структуры IP и ставит в

Сети на основе рефлективной памяти представляют собой систему реального времени, в которой каждый узел сети всегда имеет...

Протокол TACACS+ | Статья в журнале «Молодой ученый»

С подключением TCP ориентированный протокол более надежный, это делает более надежным выбором транспортного протокола.

Конфигурирование TACACS + состоит из двух частей: 1) создание профилей пользователей в базе данных сервера, 2) настройка клиентов для связи с...

Особенности работы с приемопередатчиком NRF24L01+

Данный протокол является усовершенствованным протоколом ShockBurst™. Основным

Все данные, передаваемые по беспроводной сети, представляют собой пакеты из 49 байт.

Структурная схема ShockBurst™ представлена на рисунке 2. Первая часть пакета содержит...

Реактивный алгоритм динамической маршрутизации...

Создаваемая на радиосредствах нового поколения перспективная сеть радиосвязи городского или регионального уровня представляет собой мобильную самоорганизующуюся сеть, состоящую из определенного числа перемещающихся (мобильных) узлов...

Анализ системы мультиплексирования данных в распределенных...

Данные, передающиеся по каналам связи компьютерных сетей, является

Данный протокол также как и протокол PPTP дает возможность создавать защищенные виртуальные

Система мультиплексирования трафика может быть реализована в стеке TCP/IP с использованием...

Показатели угроз безопасности на уровнях модели OSI

Протоколы сетевого уровня модели OSI определяют адресацию и процессы, которые позволяют упаковывать и передавать данные транспортного уровня. Инкапсуляция сетевого уровня обеспечивает прохождение данных по сети к адресату (или другой сети) с минимальной...

Роль сетевой модели OSI в построении промышленных сетей

Роль протокола TCP в современных компьютерных сетях.

Если рассматривать данный протокол с точки зрения эталонной модели OSI [1] (определяет уровни взаимодействия систем в сетях с коммутацией пакетов, стандартные названия уровней, а также функции, которые...

Задать вопрос