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PROFIdrive – 用于 PROFIBUS 和 PROFINET 的标准驱动行规

PROFIdrive 定义了 PROFIBUS 和 PROFINET 上的电气驱动器的设备行为和内部驱动数据访问步骤，这些设备从简单的变频器一直到高性能伺服控制器。

它对通讯功能“从站之间的通讯”、“恒定总线周期”和“同步运行”如何用于驱动应用进行了详细描述。另外，它还清晰规定了可对通过 PROFIBUS 或 PROFINET 与一个控制相连的接口产生影响的所有设备特性。这包括顺序控制、编码器接口、数值标准化、标准消息定义和驱动参数访问等。

PROFIdrive 行规支持集中式和分布式运动控制。

什么是配置文件？

行规规定了自动化系统中的设备与系统的特定性能与响应。通过这种方式，厂商和用户力求实现定义共同标准这一目标。符合一个多供应商行规的设备与系统可在一条现场总线上实现互操作，并可在一定程度上实现互换运行。

是否存在不同的行规类型？

行规分为应用行规（一般性或特殊性）和系统行规：
■应用行规（也称为设备行规）主要涉及各种设备（例如，驱动器），其中包含一些协商*的总线通讯模式以及特殊设备应用。
■系统行规描述了系统类别，它包括主站功能、程序接口和集成方法。

PROFIdrive 是面向未来的吗？

PROFIdrive 由 PROFIBUS 和 PROFINET International (PI) 规定、在 IEC 61800-7 中作为一个面向未来的标准而制定。

基本理念：保持简单

PROFIdrive 配置文件尝试尽可能使驱动器接口结构变得简单，且不带有技术功能。这一思想可确保参考模型以及 PROFIBUS/PROFINET 主站的功能与性能对驱动接口没有任何影响或只有非常小的影响。 

PROFINET 满足工业自动化的所有要求：

工业标准安装技术
实时能力
确定的行为
分布式现场设备的集成
简便的网络管理与诊断
防止非法访问
跨供应商的高效工程组态
等时运动控制应用
PROFINET 依赖于交换技术，并将这种技术进行扩展以用于同步实时应用。交换技术可根据机器要求而将网络拓扑结构进行***。由于避免了冲突，因而实现了*数据传输。

Functions
PROFINET 通讯
数据通讯

PROFINET 使用标准 TCP/IP 执行对时间要求不太严格的数据通信，例如参数分配、组态、调试和诊断。

过程通讯/实时通讯

对于 PROFINET IO，用于过程数据传输的实时通讯和对时间要求不高的数据通讯是通过同一条电缆上完成的。PROFINET IO 针对实时通讯提供了以下性能级别：

实时 (RT)：
RT 使用了对总线节点的通讯堆栈进行优先级排序的选项。这允许与标准网络组件进行高性能的数据传输。同步实时 (IRT)：
通过 IRT，能够以较短的响应时间和zui小的抖动实现高性能运动控制应用中严格的确定性循环数据传输。该功能通过一个在相应接口（交换机集成到设备中）中的 PROFINET ASIC 或网络部件（交换机）实现。在 PROFINET 中，通讯循环被划分为不同的时间间隔。*个间隔用于同步实时通讯 (IRT)，然后是实时通讯 (RT) 和标准 TCP/IP 通讯。每个网络部分的各个报文的时间顺序可通过一个考虑进拓扑结构的特殊算法进行计算。从而可使用开关从输入端口无时延地发送 IRT 报文到特定输出端口，然后再到目标设备。

PROFINET IO 的设备类别
PROFINET IO 可时而被 PROFINET IO 系统内的几个不同设备类别：

IO 管理器

一个 IO 管理器通常是一个工程师站，它可在有*内访问用于参数化、调试或诊断的现场设备。工程组态数据通过 PROFINET IO 的标准 TCP/IP 通道进行传输。

IO 控制器

一个 IO 控制器通常是一个可编程逻辑控制器 (PLC) 或运动控制系统，如 SIMATIC S7 或 SIMOTION。IO 控制器将控制信号和设定值循环发送到分配给其的 IO 设备，并从附属 IO 设备中读取实际值和全部报警。根据应用要求，通讯在 IO 控制器和 IO 设备之间在实时 (RT) 或同步实时模式 (IRT) 下进行。

IO 设备

IO 设备通常为分布式 I/O 系统和驱动装置，如 SIMATIC ET 200S 和 SINAMICS S120。IO 设备从上位 IO 控制器接收控制信号和设定点，并与过程直接接口。它们将实际值发送到上位 IO 控制器，以便更新其内部过程映像。

PROFINET IO 系统的设备
在zui简单的情况下，一个 PROFINET IO 系统由一个 IO 控制器和若干个分配给它的 IO 设备组成。IO 设备在启动时由 IO 控制器进行初始化和参数化。IO 控制器及其 IO 设备共同构成一个 PROFINET I/O 系统（比较 PROFIBUS 的主站 - 从站系统）。

IO 控制器通过与分配的 IO 设备进行循环过程通讯来更新其内部过程映像。实时 (RT) 或同步实时 (IRT) 对过程映像进行循环更新，取决于具体需求和设备特性。此外，PROFINET 允许不同 I/O 系统的控制器和设备之间的通信。

PROFIdrive – 用于 PROFIBUS 和 PROFINET 的标准驱动行规
用于 PROFINET 和 PROFIBUS 的、控制器和 SINAMICS 驱动器之间的功能接口由 PROFIBUS 标准 PROFIdrive驱动规范 V4 定义。从 PROFIBUS 转换到 PROFINET，无需改变用户程序。

带 RT 功能的 PROFINET：
标准驱动应用的正确之选
典型循环时间在 4 ms 和 10 ms 之间，PROFINET IO (RT) 循环数据传输方面的性能特性与 PROFIBUS 相同。

因此所有标准驱动应用可通过转速、转矩、电流设定值，或不必同步连接的目标位置进行自动控制。

注意：对于实时通讯 (RT)，也可使用无线 LAN 产品以无线方式来传输过程数据。

带 IRT 功能的 PROFINET IO：
以同步模式满足苛刻运动控制要求的正确之选
在此情况下，运动控制系统（如 SIMOTION）通过 PROFINET 来控制轴或对轴进行同步。这就需要与驱动器进行循环、同步数据交换，此时必须满足以下条件：

控制回路脉冲与总线周期同步控制回路在总线是闭合的实际位置值的时间同步采集设定点的时间同步激活带 IRT 功能的 PROFINET IO 满足这些要求。通过对应用进行组态（如两个轴的同步运行），IRT 报文以隐式方式被确定，并生成相应的组态数据。

带有 SIMOTION 和 SINAMICS 的运动控制结构
通过 SIMOTION 和 SINAMICS，可在 PROFINET 上实现各种不同的自动化结构。在此情况下，可使用一个控制器（如 SIMOTION P）来实现集中式结构，并通过几个分布式控制器（如带有 SINAMICS S120 的 SIMOTION D）来实现分散的分布式结构。

在将 SIMOTION 集成到一个完整的自动化系统中时，通常会得到分层的自动化结构。

分层的自动化结构和模块化机器设计都可无需使用附加部件而轻松实现，这是由于可在同一个 PROFINET 接口（I 设备）上将 SIMOTION 组态为一个控制器和设备：

一方面，作为设备的 SIMOTION 可与一个上位控制器（如 SIMATIC S7 PLC 或非西门子 PLC）进行通讯。另一方面，作为控制器的 SIMOTION 可同时与本地 IO 设备（如驱动器和 IO 模块）进行通讯。使用基于带 IRT PROFINET IO 的控制器-控制器及控制器-设备通讯，也可通过一个以上的 SIMOTION IO 控制器对多个轴进行同步。此功能称为分布式同步运行。