PROFINET Handbuch

Protokolle und Dienste

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Protokolle und Dienste

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Das Referenzmodell für offene Kommunikationssysteme (OSI = Open System Interface) unterscheidet 7 Schichten (Layer). In der nachstehenden Tabelle sind die wichtigsten Protokolle zur Realisierung des PROFINET in diesem OSI Referenzsystem aufgeführt.

 

OSI Schicht

Englisch

PROFINET IO

PROFINET CBA

7b

Anwendung

Application

IO Dienste & Protokolle

CBA Dienste & Protokolle

7a

leer

RPC

DCOM & RPC

leer

6

Darstellung

Presentation



5

Sitzung

Session



4

Transport

Transport

UDP

TCP

3

Netzwerk

Network

IP, ARP, SNMP, DCP, DHCP

2

Sicherung

Data Link

CSMA/CD, VLAN, MRP, LLDP

1

Bitübertragung

Physical

Ethernet - 802.3 : 100BASE-TX / 100BASE-FX

 

In diesem Buch werden nun die einzelnen Dienste und Protokolle die für PROFINET genutzt werden kurz eingeführt. Dazu wird jedem Protokoll ein eigenes Kapitel gewidmet. Grundsätzlich findet man dort Hinweise über die Funktion und den Einsatz dieses Protokolls und Referenzen für die festlegenden Normen. Für die genauen Details sind diese Normen oder Standards zu konsultieren.

 

PROFINET IO wird in verschiedene Leistungsklassen CC-A, CC-B und CC-C aufgeteilt. Damit diese Aufteilung realisiert werden kann, müssen die Geräte einer Leistungsklasse minimale Anforderungen betreffend der implementierten Funktionen und Protokolle erfüllen.

 

Leistungsklasse

CC-A

CC-B

CC-C

Geräte

Zertifizierte PROFINET IO Geräte mit standard Ethernet HW

Zusätzliche Unterstützung der Netzwerk Diagnose und Topologie Erkennung

Zusätzliche Unterstützung des Isochronen Datenaustausches.

Netzwerk Infrastruktur

Standard Ethernet

PROFINET zertifiziert mit Diagnose und Erkennung der Topologie.

Unterstützt Isochronen Datenaustausch.

Kommunikation

RT_CLASS_UDP

RT_CLASS_1

RT_CLASS_UDP

RT_CLASS_1

RT_CLASS_UDP

RT_CLASS_1

RT_CLASS_2

RT_CLASS_3

Protokolle

DCP, CM, RTC, RTA, ARP, ICMP

CC-A+

SNMP, LLDP

CC-B +

MRP

Medien-Redundanz

RedClass_1 (o)

RedClass_1 (m)

RedClass_2 (o)

RedClass_1,2,3 (m)

Zykluszeit

> 8 ms

> 2 ms

> 1 ms

 

Mit der Hilfe dieser Leistungsklassen können Anwendungen mit unterschiedlichen Anforderungen realisiert werden:

 

 

Diese Leistungsklassen basieren schlussendlich auf unterschiedlichen Klassen von Protokollen:

 

RT_Class_UDP: Non-Real-Time (NRT)

Typische Zykluszeiten von 100 ms, geeignet für die Implementierung von Fernzugriffen. Wird auf UDP mit identischen Funktionen wie die anderen Protokolle realisiert. Erlaubt somit das Routing.

 

RT_Class_1: Real-Time (RT)

Leistungsmerkmale wie die heutigen Feldbusse mit Zykluszeiten im Bereich von 5 - 10 ms. Erlaubt kein Routing, dafür fast 10 x schneller als die Lösung mit UDP.

 

RT_Class_2: Isochronous Real-Time flexible (IRTflex)

Zeitsynchronisiertes Kommunikationssystem. Erlaubt Zykluszeiten mit < 1ms und Jitter < 1µs. Setzt den Einsatz spezieller Hardware und Netzwerkinfrastruktur für die Zeitsynchronisation voraus.

 

RT_Class_3: Isochronous Real-Time topology based (IRTtop)

Zeitsynchronisierte Anwendungen werden möglich. Dazu muss die Topologie bekannt sein und der Datenaustausch wird wie ein Taktfahrplan festgelegt und geplant.