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9.1 以太网和IEEE802.3
● 工业以太网和 PROFINET
3. 以太网的数据链路层
以太网的数据链路层分为媒体访问控制（MAC）子层和 逻辑链路控制（LLC）子层。 MAC LLC 介质访问方式是CSMA/CD
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9.3 工业以太网
● 工业以太网和 PROFINET
1. 概述
实质： 为什么还要发展和使用工业以太网？
关于IEC61158 选择什么样的网络技术？
2. 需要解决的问题
通信的实时性问题 对环境的适应性和可靠性问题 总线供电问题 本质安全与防爆问题 其他问题
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9.4 PROFINET
● 工业以太网和 PROFINET
3. PROFINET IO
PROFINET IO的工作过程
通信关系（CR）和应用关系（AR）
PROFINET中的数据交换是通过各种通信关系CR实现 通信关系的建立在应用关系建立后完成
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9.4 PROFINET
● 工业以太网和 PROFINET
3. PROFINET IO
概述
相当于PROFIBUS-DP；
IO控制器 IO监视器 IO设备
PROFINET IO的组成
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9.4 PROFINET
● 工业以太网和 PROFINET
3. PROFINET IO
PROFINET IO的工作过程
三种基本的CR
非循环CRs：它是最先建立起来的CR，它用来传递组态数据、启 动参数、诊断数据等对时间要求不苛刻的数据。 I/O CRs：它用来在控制器和IO设备之间循环交换实时I/O数据。 报警CR：它用来传递报警信息，是非循环的。
应用广泛 廉价
对工业以太网的看法
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9.1 以太网和IEEE802.3
● 工业以太网和 PROFINET
1. 以太网的产生
起源
争用技术，无冲突处理措施
70年代中期，Xerox、Intel、Dec在PARC开发出一种基 于ALOHA的LAN网络
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9.4 PROFINET
● 工业以太网和 PROFINET
2. PROFINET的通信
通信概览
通信通道模型
通信通道模型及其实质
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数据优先权涉及到为数据帧分配优先级 ——IEEE802.1q 为具体的传输建立确定的参数（确定性问题），保证传输延时 （即等待时间）是可预测和有保障的。
服务质量（Quality of Service，QoS）
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CSMA/CD Ether的来历

1980年， DIX联盟第1个版本DIX1.0 1982年， DIX联盟第2个版本DIX2.0 IEEE802子委员会IEEE802.3的IEEE802.3规范 实际情况
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9.1 以太网和IEEE802.3
● 工业以太网和 PROFINET
4. 解决以太网竞争问题和提高服务质量的措施
目的 全双工以太网（full－duplex Ethernet） 数据优先权（data prioritization）
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9.4 PROFINET
● 工业以太网和 PROFINET
1. 概述
1999年底，PI——PROFINET; 2000年底，成为IEC61158-10; 2002年，第一个软件包； 基于工业以太网技术，使用TCP/IP和IT标准，是一种实 时以太网技术，同时它无缝地集成现有的现场总线系统， 从而使现在对于现场总线技术的投资得到保护。 支撑技术多，集成的功能强
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9.4 PROFINET
● 工业以太网和 PROFINET源自2. PROFINET的通信
通信概览
通信通道模型
通信采用的是生产者（Provider）和消费者（Consumer）方式 影响数据循环周期的因素分析，提高响应速度，缩小循环时间的 方法
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9.2 因特网与TCP/IP
● 工业以太网和 PROFINET
1. 概述
TCP/IP （Transmission Control Protocol/Internet Protocol）
实质 APRANET的网络控制协议，它基于以下两个原则：
一是物理网络不完全可靠 二是网络协议不能依赖于特定的硬件或软件
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9.3 工业以太网
● 工业以太网和 PROFINET
3. 工业以太网的现状
技术上的改造 大公司增加开发力度 几种主要的工业以太网
Ethernet/IP 基于以太网技术、TCP/IP技术和CIP技术，因此它兼 具工业以太网和CIP网络的优点。 HSE 基于以太网（IEEE802.3）＋TCP/IP＋H1的六层结构。
● 工业以太网和 PROFINET
2. PROFINET的通信
通信概览
通信等级
不同的应用对象对通信的实时性要求不同 可以进行缩放的模型 使用TCP/UDP和IP，解决非苛求时间的数据通信，如组态和参数赋 值； 使用软实时（SRT）技术，解决苛求时间的数据通信，如自动化领域 的实时数据； 使用等时同步实时（IRT）技术，解决对时间要求严格同步的数据通 信，如运动控制。
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9.2 因特网与TCP/IP
● 工业以太网和 PROFINET
2. TCP/IP 模型
TCP/IP早，OSI晚 TCP/IP没有按一种标准去开发设计，但最终成为公认的标准； OSI是国际标准，但最终使用者很少。 TCP/IP只有4层，最下面的网络接口层实际上不是通常意义上的 层，它仅仅是网络层和底层的接口。 TCP/IP模型:开始并没有什么“模型”，为了和OSI进行比较，才 画出了一个模型。
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9.2 因特网与TCP/IP
● 工业以太网和 PROFINET
1. 概述
因特网的发展历程
1969年，最早的因特网——ARPANET； 20世纪80年代，因特网——NSFNET； 20世纪90年代以后，商业因特网。
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9.4 PROFINET
● 工业以太网和 PROFINET
2. PROFINET的通信
通信概览
实时通信机理
通过软件的方法来完成实时通道的功能 • 去除一些协议层，减少文本长度； • 提高通信双方传输数据的确定性，把数据传输准备就绪的时 间减至最小；（Ether Type和Frame ID） • 采用IEEE802.1q标准，增加对数据流传输优先级处理环节。 （VLAN Tag） PEOFINET把实现RT功能的标志嵌入到了以太网的帧结构中

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9.4 PROFINET
● 工业以太网和 PROFINET
2. PROFINET的通信
通信模型
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9.4 PROFINET

通信关系
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9.4 PROFINET
● 工业以太网和 PROFINET
3. PROFINET IO
PROFINET IO的工作过程
设备模型
由模块、槽和通道组成；
GSD文件：有XML编写 ID号：16位制造商标识符、16位设备标识符 工作过程

● 工业以太网和 PROFINET
基带传输 是指在一条线上只有一个信道，所有的数据传输只能使用 这个信道，基带采用MANCHESTER编码。 10BASE5是最早也是最经典的以太网标准 1990年发布的10BASE-T是以太网发展史上的一个里程碑，它在双 绞线上实现了10Mbit/s的数据传输。 1992年发布的10BASE-F系列以太网使用的传输介质是光纤。 1995年通过了快速以太网标准IEEE802.3u 。 1998年开始陆续发布了吉位（千兆位）以太网1000BASE系列，从 2002年开始陆续发布了万兆以太网10GBASE系列。 大多数的工业以太网技术都是基于快速以太网技术而开发的。控制 网络的应用领域一般都是百兆以太网。