PROFINET由PROFIBUS國(guó)際組織（PROFIBUS International，PI）推出，是新一代基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)。

作為一項(xiàng)戰(zhàn)略性的技術(shù)創(chuàng)新，PROFINET為自動(dòng)化通信領(lǐng)域提供了一個(gè)完整的網(wǎng)絡(luò)解決方案，囊括了諸如實(shí)時(shí)以太網(wǎng)、運(yùn)動(dòng)控制、分布式自動(dòng)化、故障安全以及網(wǎng)絡(luò)安全等當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題，并且，作為跨供應(yīng)商的技術(shù)，可以完全兼容工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線（如PROFIBUS）技術(shù)，保護(hù)現(xiàn)有投資。

PROFINET是適用于不同需求的完整解決方案，其功能包括8個(gè)主要的模塊，依次為實(shí)時(shí)通信、分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、運(yùn)動(dòng)控制、分布式自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)安裝、IT標(biāo)準(zhǔn)和信息安全、故障安全和過(guò)程自動(dòng)化。

1. PROFINET實(shí)時(shí)通信

根據(jù)響應(yīng)時(shí)間的不同，PROFINET支持下列三種通訊方式：

1.1. TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)通訊

PROFINET基于工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，使用TCP/IP和IT標(biāo)準(zhǔn)。TCP/IP 是IT 領(lǐng)域關(guān)于通信協(xié)議方面事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，盡管其響應(yīng)時(shí)間大概在100 ms的量級(jí)，不過(guò)，對(duì)于工廠控制級(jí)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這個(gè)響應(yīng)時(shí)間就足夠了。

1.2. 實(shí)時(shí)（RT）通訊

對(duì)于傳感器和執(zhí)行器設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，系統(tǒng)對(duì)響應(yīng)時(shí)間的要求更為嚴(yán)格，因此，PROFINET提供了一個(gè)優(yōu)化的、基于以太網(wǎng)第二層（Layer 2）的實(shí)時(shí)通訊通道，通過(guò)該實(shí)時(shí)通道，極大地減少了數(shù)據(jù)在通訊棧中的處理時(shí)間，PROFINET實(shí)時(shí)通訊（RT）的典型響應(yīng)時(shí)間是5－10ms。

1.3. 同步實(shí)時(shí)（IRT）通訊

在現(xiàn)場(chǎng)級(jí)通訊中，對(duì)通訊實(shí)時(shí)性要求最高的是運(yùn)動(dòng)控制（Motion Control），PROFINET的同步實(shí)時(shí)（Isochronous Real-Time, IRT）技術(shù)可以滿足運(yùn)動(dòng)控制的高速通訊需求，在100個(gè)節(jié)點(diǎn)下，其響應(yīng)時(shí)間要小于1ms，抖動(dòng)誤差要小于1μs，以此來(lái)保證及時(shí)的、確定的響應(yīng)。

2. PROFINET分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備：

通過(guò)集成PROFINET接口，分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以直接連接到PROFINET上。對(duì)于現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊系統(tǒng)，可以通過(guò)代理服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與PROFINET的透明連接。例如，通過(guò)IE/PB Link（PROFINET和PROFIBUS之間的代理服務(wù)器）可以強(qiáng)一個(gè)PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)透明的集成到PROFINET當(dāng)中，PROFIBUS各種豐富的設(shè)備診斷功能同樣也適用于PROFINET。對(duì)于其他類型的現(xiàn)場(chǎng)總線，可以通過(guò)同樣的方式，使用一個(gè)代理服務(wù)器將現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)接入到PROFINET當(dāng)中。

3. PROFINET運(yùn)動(dòng)控制

通過(guò)PROFINET的同步實(shí)時(shí)（IRT）功能，可以輕松實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制。

在PROFINET同步實(shí)時(shí)通訊中，每個(gè)通訊周期被分成兩個(gè)不同的部分，一個(gè)是循環(huán)的、確定的部分，稱之為實(shí)時(shí)通道；另外一個(gè)是標(biāo)準(zhǔn)通道，標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP數(shù)據(jù)通過(guò)這個(gè)通道傳輸。

    在實(shí)時(shí)通道中，為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)留了固定循環(huán)間隔的時(shí)間窗，而實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)總是按固定的次序插入，因此，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)就在固定的間隔被傳送，循環(huán)周期中剩余的時(shí)間用來(lái)傳遞標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP數(shù)據(jù)。兩種不同類型的數(shù)據(jù)就可以同時(shí)在PROFINET上傳遞，而且不會(huì)互相干擾。通過(guò)獨(dú)立的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通道，保證對(duì)伺服運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的可靠控制。

4.  PROFINET與分布式自動(dòng)化

隨著現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能程度的不斷提高，自動(dòng)化控制系統(tǒng)的分散程度也越來(lái)越高。工業(yè)控制系統(tǒng)正由分散式自動(dòng)化向分布式自動(dòng)化演進(jìn)，因此，基于組件的自動(dòng)化（Component Based Automation，CBA）成為新興的趨勢(shì)。工廠中的相關(guān)的機(jī)械部件、電氣/電子部件和應(yīng)用軟件等具有獨(dú)立工作能力的工藝模塊抽象成為一個(gè)封裝好的組件，各組件間使用PROFINET連接。通過(guò)SIMATIC iMap軟件，即可用圖形化組態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)各組件間的通訊配置，不需要另外編程，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的配置及調(diào)試過(guò)程；通過(guò)模塊化這一成功理念，可以顯著降低機(jī)器和工廠建設(shè)中的組態(tài)與上線調(diào)試時(shí)間。在使用分布式智能系統(tǒng)或可編程現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和I/O時(shí)，還可以擴(kuò)展使用模塊化理念，從機(jī)械應(yīng)用擴(kuò)展到自動(dòng)化解決方案。另外，也可以將一條生產(chǎn)線的單個(gè)機(jī)器作為生產(chǎn)線或過(guò)程中的一個(gè)"標(biāo)準(zhǔn)模塊"進(jìn)行定義。作為設(shè)備與工廠設(shè)計(jì)者，工藝模塊化能夠更容易、更好地對(duì)您的設(shè)備與系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和再利用。使您能夠?qū)Σ煌目蛻粢蟾?、更具靈活性地作出反應(yīng)。您可以對(duì)各臺(tái)設(shè)備和廠區(qū)提前進(jìn)行預(yù)先測(cè)試--極大地縮短系統(tǒng)上線調(diào)試階段。作為系統(tǒng)操作者，從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備到管理層，你都可以從IT標(biāo)準(zhǔn)的通用通訊中獲得好處。對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展也很容易。

5. PROFINET網(wǎng)絡(luò)安裝

PROFINET支持除星形、總線形和環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了減少布線費(fèi)用，并保證高度的可用性和靈活性，PROFINET提供了大量的工具幫助用戶方便的實(shí)現(xiàn)PROFINET的安裝。特別設(shè)計(jì)的工業(yè)電纜和耐用連接器滿足EMC和溫度要求，并且在PROFINET框架內(nèi)形成標(biāo)準(zhǔn)化，保證了不同制造商設(shè)備之間的兼容性。

6. PROFINET IT標(biāo)準(zhǔn)與網(wǎng)絡(luò)安全

 PROFINET的一個(gè)重要特征就是可以同時(shí)傳遞實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP數(shù)據(jù)。在其傳遞TCP/IP數(shù)據(jù)的公共通道中，各種業(yè)已驗(yàn)證的IT技術(shù)都可以使用（如http、HTML、SNMP、DHCP和XML等）。在使用PROFINET的時(shí)候，我們可以使用這些IT標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)加強(qiáng)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)，這意味著調(diào)試和維護(hù)中的成本的節(jié)省。

       PROFINET實(shí)現(xiàn)了從現(xiàn)場(chǎng)級(jí)到管理層的縱向通訊集成，一方面，方便管理層獲取現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的數(shù)據(jù)，另一方面，原本在管理層存在的數(shù)據(jù)安全性問(wèn)題也延伸到了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。為了保證現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制數(shù)據(jù)的安全，PROFINET提供了特有的安全機(jī)制，通過(guò)使用專用的安全模塊，可以保護(hù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)，使自動(dòng)化通訊網(wǎng)絡(luò)的安全風(fēng)險(xiǎn)最小化。

7.  PROFINET故障安全

在過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域中，故障安全是相當(dāng)重要的一個(gè)概念。所謂故障安全，即指當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)能夠恢復(fù)到安全狀態(tài)（即"零"態(tài)），在這里，安全有兩個(gè)方面的含義，一方面是指操作人員的安全，另一方面指整個(gè)系統(tǒng)的安全，因?yàn)樵谶^(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域中，系統(tǒng)出現(xiàn)故障或致命錯(cuò)誤時(shí)很可能會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的爆炸或毀壞。故障安全機(jī)制就是用來(lái)保證系統(tǒng)在故障后可以自動(dòng)恢復(fù)到安全狀態(tài)，不會(huì)對(duì)操作人員和過(guò)程控制系統(tǒng)造成損害。

    PROFINET集成了PROFISafe行規(guī)，實(shí)現(xiàn)了IEC61508中規(guī)定的SIL3等級(jí)的故障安全，很好的保證的整個(gè)系統(tǒng)的安全。

8. PROFINET與過(guò)程自動(dòng)化

        PROFINET不僅可以用于工廠自動(dòng)化場(chǎng)合，也同時(shí)面對(duì)過(guò)程自動(dòng)化的應(yīng)用。工業(yè)界針對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)總線供電，及以太網(wǎng)應(yīng)用在本質(zhì)安全區(qū)域的問(wèn)題的討論正在形成標(biāo)準(zhǔn)或解決方案。PROFIBUS國(guó)際組織計(jì)劃在2006年的時(shí)候會(huì)提出PROFINET進(jìn)入過(guò)程自動(dòng)化現(xiàn)場(chǎng)級(jí)應(yīng)用方案。

        通過(guò)代理服務(wù)器技術(shù)，PROFINET可以無(wú)縫的集成現(xiàn)場(chǎng)總線PROFIBUS和其它總線標(biāo)準(zhǔn)。今天，PROFIBUS是世界范圍內(nèi)唯一可覆蓋從工廠自動(dòng)化場(chǎng)合到過(guò)程自動(dòng)化應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。集成PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線解決方案的PROFINET是過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域應(yīng)用的完美體驗(yàn)。

        作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61158的重要組成部分，PROFINET是完全開(kāi)放的協(xié)議，PROFIBUS國(guó)際組織的成員公司在2004年的漢諾威展覽會(huì)上推出了大量的帶有PROFINET接口的設(shè)備，為PROFINET技術(shù)的推廣和普及起到了積極的作用。隨著時(shí)間的流逝，作為面向未來(lái)的新一代工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，PROFINET必將為您和您的自動(dòng)化控制系統(tǒng)帶來(lái)更大的收益和便利。