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profinet -自动化领域的以太网标准

profinet 是的工业自动化以太网标准，所安装的节点数已超过 300 万个。

profinet 实现过程提速、生产率提升和工厂可用性的提高，从而，使得企业获得更大的成功。

通过 profinet，西门子将以太网标准应用于了自动化领域。 profinet可在所有层级实现高速而安全的数据交换，从而可实现创新的机器及工厂解决方案。由于其灵活性和开放性，profinet赋予了用户对其工厂架构进行组态和结构设计的zui高程度的自由度。

profinet 的高效性意味着zui优地利用了可以使用的用户资源以及显著地提高了工厂可用性。首创性的西门子产品和优异的profinet 性能促进了公司生产力的可持续性提升。

profinet 的首创性

大量首创性功能成功地扩展了profinet。它们简化了（例如安全关键型应用）系统组态，并支持大量的各种场合使用更加精简、更加灵活的拓扑结构。

智能设备（智能 io设备） 采用 profinet io 协议直接访问 io地址映像，实现了简便、快速的控制器-控制器通信。例如，诸如 et 200s cpu等本地控制器可以更加方便地集成进模块化机器。

共享设备 允许两个控制器访问同一个profinet io 设备（例如，某个分布式 et 200或者安全应用中的某个驱动）。由于现场需要安装的设备更少，因此，降低了工程组态、布线、能源和安装成本等费用。

采用环形拓扑和介质冗余协议(mrp)可以提高工厂可用性。它可以直接通过 profinet 设备上的集成式 rj45端口运行，也可以玌相关工业以太网交换机（如 scalance x-200）任意地组合使用。

设计s7-300

概述

s7-300 自动化系统采用模块化设计。它拥有丰富的模块，这些模块可进行各种组合。

系统包含下列组件：

acpu:
不同的 cpu 可用于不同的性能范围，包括具有集成 i/o 和对应功能的 cpu 以及具有集成 profibusdp、profinet 和点对点接口的 cpu。

用于数字量和模拟量输入/输出的信号模块 (sm)。

用于连接总线和点对点连接的通信处理器 (cp)。

用于高速计数、定位（开环/闭环）及 pid 控制的功能模块（fm）。

根据具体要求，也可使用下列模块：

负载电源(ps) 用于将 simatic s7-300 连接到 120/230 v ac 电源电压。

接口模块(im) 用于连接多层配置中的中央控制器 (cc) 和扩展单元 (eu)。
simatic s7-300 可通过跨 cc 和 3 个 eu 分布的zui多 32个模块来操作。所有模块均在外壳中运行，并且无需风扇。

适合扩展环境条件的 siplus 模块：
适合温度范围 -25 至 +60 °c、较高湿度、冷凝和结霜负荷条件。防直接日晒、雨淋或水溅，在防护等级为 ip20机柜内使用时，可直接在汽车或室外建筑使用。不需要空气调节的机柜和 ip65 外壳。

设计

s7-300 的简单设计使其功能多样，易于维护：

安装模块：
只需简单地将模块挂在安装导轨上，转动到位然后锁紧螺钉。

集成背板总线：
集成的背板总线；背板总线集成在模块上。模块通过总线连接器相连，总线连接器插在外壳的背面。

模块采用机械编码，更换极为容易：
更换模块时，必须拧下模块的固定螺钉。按下闭锁机构，可轻松拔下前连接器。前连接器上的编码装置防止将已接线的连接器错插到其他的模块上。

现场证明可靠的连接：
对于信号模块，可以使用螺钉型、弹簧型或绝缘刺破型前连接器。

top连接：
为采用螺钉型接线端子或弹簧型接线端子连接的 1 线 - 3 线连接系统提供预组装接线另外还可直接在信号模块上接线。

规定的安装深度：
所有的连接和连接器都在模块上的凹槽内，并有前盖保护。因此，所有模块应有明确的安装深度。

无插槽规则：
信号模块和通信处理器可以不受限制地以任何方式连接。系统可自行组态。

扩展

如果用户需要使用 8 个以上插槽来安装其自动化任务中的信号模块、功能模块或通信处理器模块，则可以将s7-300（cpu 312 和 cpu 312c 除外）扩展：

中央控制器和3个扩展机架zui多可连接32个模块：
总共可将 3 个扩展装置（eu）连接到中央控制器（cc）。每个 cc/eu 可以连接八个模块。

通过接口模板连接：
每个 cc / eu 都有自己的接口模块。在中央控制器上它总是被插在 cpu 旁边的插槽中并自动处理与扩展装置的通信。

通过im 365 进行扩展：
1 个扩展装置zui远扩展距离为 1 米；电源电压也通过扩展装置提供。

通过 im360/361 扩展：
3 个扩展装置， cc 与 eu 之间以及 eu 与 eu 之间的zui远距离为 10m。

物理隔离安装：
对于单独的 cc/eu，也能够以更远的距离安装。两个相邻 cc/eu 或 eu/eu 之间的距离：zui大 10 m

灵活的安装选件：
cc/eu 既可以水平安装，也可以垂直安装。这样可以zui大限度满足空间要求。

通信

s7-300 具有不同的通信接口：

连接as-interface、profibus 和 profinet/工业以太网总线系统的通信处理器。

用于点到点连接的通讯模块。

多点接口(mpi)，集成到 cpu 中；
用于同时连接编程器/pc、hmi 系统和其它 simatic s7/c7 自动化系统的低成本解决方案。

通过 profibus dp 进行过程通信

simatic s7-300 通过通信模块或配有集成式 profibus dp 接口的 cpu 连接到 profibus dp总线系统。通过带有 profibus dp 主站/从站接口的 cpu，可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

从用户的角度来看，profibus dp 上的分布式i/o处理与集中式i/o处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

以下设备可作为主站连接：

simatic s7-300 
（使用带 profibus dp 接口的 cpu 或 profibus dp cp）

simatic s7-400 
（使用带 profibus dp 接口的 cpu 或 profibus dp cp）

simatic c7
（通过配有 profibus dp 接口的 c7，或通过 profibus dp cp）

simatic s5-115u/h、s5-135u 和 s5-155u/h，带 im 308

simatic 505

出于性能原因，每条线路上连接的主站不得超过 2 个。

以下设备可作为从站连接：

et200 分布式 i/o 设备

s7-300，通过 cp 342-5

cpu 313c-2 dp，cpu 314c-2dp，cpu 314c-2 pn/dp，cpu 315-2 dp，cpu 315-2pn/dp，cpu 317-2 dp，cpu 317-2 pn/dp 和 cpu 319-3pn/dp

c7-633/p dp，c7-633 dp，c7-634/p dp，c7-634 dp，c7-626dp，c7-635，c7-636

现场设备

虽然带有 step 7 的编程器/pc 或 op 是总线上的主站，但是只使用 mpi 功能，另外通过 profibus dp也可部分提供 op 功能。

通过 profinet io 进行过程通信

simatic s7-300 通过通信模块或配有集成式 profinet 接口的 cpu 连接到 profinet io总线系统。通过带有 profibus 接口的 cpu，可构建一个高速的分布式自动化系统，并且使得操作大大简化。

从用户的角度来看，profinet io 上的分布式 i/o 处理与集中式 i/o 处理没有区别（相同的组态，编址及编程）。

工业无线局域网 (iwlan)

iwlan 减少了维护成本、提高可靠性，并且，可以实现令人信服的优异通信性能。仅 profinet 才可以使用安全iwlan。

安全性

通过 profisafe 实现安全相关通信，可以可靠地保护人员、环境和工厂。

灵活的拓扑结构

除了直线拓扑外，profinet 还可以采用星形、树形和环形拓扑。

开放式标准

得益于其开放性，profinet 为可编程控制器和标准以太网设备等可以接入的统一的机器/工厂自动化网络奠定了坚实的基础。

web 工具

profinet 是百分之百的以太网络，并且支持 tcp/ip。因此，除了其它特点之外，这一特性使得 profinet 也可以使用web 技术，例如，访问现场设备的集成式 web 服务器。