PROFINET Systembeskrivning 2009 - Profibus

2.4 Principen med realtidskommunikationmedPROFINET IOStandard Ethernet-kommunikationvia TCP(UDP)/IP är tillräcklig fördatakommunikation i många fall. Iindustriell automation finns detemellertid krav på samtidighet ochandra tidskrav som inte kan uppfyllasnär man använder UDP/IPkanalen.Ett skalbart realtidskoncept ärlösningen på detta. Med RT kandetta koncept realiseras medstandard nätverkskomponenter,som switchar och standardEthernetdrivkretsar. RT-kommunikationsker utan TCP/IP information.Överföringen av RT data baseraspå cyklisk dataöverföring med hjälpav en modell med producent-/konsument. Kommunikationsmekanismenpå nivå 2 (enligt ISO-/OSI-modellen) är tillräcklig fördenna överföring. För optimalbehandling av RT-telegram i en IOenhet,har VLAN-taggen enligtIEEE 802.1Q (prioritering avdatatelegram) kompletterats meden speciell Ethertyp som möjliggörsnabb kanalisering av dessaPROFINET telegram i den överliggandemjukvaran i fältenheten.Ethertyper tilldelas av IEEE och ärdärför ett entydigt kriterium för attskilja mellan Ethernetprotokoll.Ethertype 0x8892 är specificerat avIEEE och används för snabbtdatautbyte med PROFINET IO.2.5 Realtidsklasser medPROFINET IOFör att förbättra skalning av kommunikationsalternativen,och därigenomäven determinismen förPROFINET IO, har realtidsklasserdefinierats för datautbytet. Frånanvändarsynpunkt omfattar dessaklasser osynkroniserad och synkroniseradkommunikation. Detaljernahanteras av fältenheterna själva.Realtids telegram prioriterasautomatiskt i PROFINET jämförtmed UDP/IP telegram. Detta ärnödvändigt för att prioritera överföringenav data i switchar så attRT-telegram inte blir fördröjda avUDP/IP telegram. PROFINET IOskiljer på följande klasser för RTkommunikation.De skiljer sig intevad gäller kapacitet utan bara idess determinism.RT_CLASS_1: Osynkroniserad RTkommunikation inom ett subnät.Ingen speciell adressinformationbehövs för denna kommunikation.Destinationsnoden identifieras endastmed hjälp av ‚Dest. Addr.‘.Osynkroniserad RT kommunikationinom ett subnät är den vanligastedataöverföringen i PROFINET IO.Om RT datatrafiken begränsats tillett subnät (gemensam nätverks-ID)är denna variant enklast. Dennakommunikationsväg är standardiseradparallellt med UDP/IPkommunikation och är implementeradi varje PROFINET IOfältenhet.Man har avsiktligt tagit bortmanagementinformationen förUDP/IP och RPC. RT-telegrammensom tas emot är redan identifieradevid mottagandet med hjälp av dessEthertype (0x8892) och vidarebefordrastill RT-kanalen föromedelbar hantering.Industriella standardswitchar kananvändas i denna RT-klass.RT_CLASS_2: telegram kan överförasvia synkroniserad eller osynkroniseradkommunikation. Osynkroniseradkommunikation kan idetta fall betraktas på samma sättsom RT_CLASS_1 kommunikation.Vid synkroniserad kommunikationär starten av busscykeln bestämdför alla noder. Detta bestämmerexakt den tillåtna tidsrymden förfältenhetskommunikation. För allafältenheter som deltar iRT_CLASS_2 kommunikation ärdetta alltid starten av busscykeln.Switchar som stöder denna synkroniseringkan användas för dennakommunikationsklass inom PROFI-NET. Denna typ av dataöverföringhar utformats för hög kapacitet ochställer speciella hårdvarukrav(Ethernet drivkretsar/switchar somstöder isokron överföring).RT_CLASS_3: Synkroniseradkommunikation inom ett subnät.Vid synkron kommunikation medRT_CLASS_3 överförs processdatamed maximal precision i exaktordning som angetts vid systemkonfigureringen(maximal avvikelsefrån start av busscykeln är 1 μs).Det sker med hjälp av topologioptimeraddataöverföring ochkallas IRT-funktionalitet (IsochronousReal-Time). I RT_CLASS_3kommunikation, är där ingaväntetider. För att utnyttja datatrafikenmed maximal prestandabehövs speciell hårdvara (Ethernetdrivkretsar som stöder isokrondrift).RT_CLASS_UDP: Den osynkroniseradekommunikationen mellanolika subnät kräver adresseringsinformationom destinationsnätverket(IP adress). Denna variantkallas också RT_CLASS_UDP.Standardswitchar kan användas idenna RT klass.Bild 2.3: I icke-synkroniserad realtidskommunikation är starten avbusscykeln inte synkroniserad.PROFINET Systembeskrivning, Version April 2009 9