PROFINET IRT High Performance使用入门

5.0 分

使用操作

文档编号：A0517| 文档类型：操作指南| 发布时间：2024年02月07日

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PROFINET IO通讯使用RT的实时通讯等级，可以满足大部分的工厂自动化的应用。PROFINET IO通讯还支持等时实时通讯，即IRT。IRT等时实时通讯又分为两种，一种是IRT High flexibility（高度灵活性），另外一种是IRT High performance（顶级性能），其中IRT High flexibility应用介于工厂自动化和运动控制之间，既可以保证数据的实时通讯，也可以保证具有足够的确定性。而IRT High performance除了具有IRT High flexibility的特点，还具有优化带宽的作用，配合等时模式，可以满足苛刻的运动控制要求。

1 PROFINET IRT High performance介绍

1.1 简介
对于PROFINET设备之间的循环的IRT交换数据采用同步传输过程。在发送时钟内预留带宽可用IRT IO数据。预留的带宽确保IRT的数据可以在保留，同步的时间间隔进行传输，而不受更高网络负载的影响（例如TCP/ IP通信或其它的实时通信）。
PROFINET IRT在预留的时间间隔同步通信。使用IRT，适用于时间苛刻的应用，例如动态的运动控制应用。使用IRT具有如下优点：

高精度确定性，甚至标准的通讯具有相当的网络负载
简单，灵活的集成现有公司网络PROFINET实时应用的设备
预留的传输带宽，因此可以充分的进行数据传输的实时控制
并行于实时通信的标准的通信使用相同的传输介质
继续在PROFINET IO系统的同步域以外使用标准组件
由STEP7计算的更新时间会随总线的深度的增加而增加，而对于IRT，由于使用固定的预留的传输带宽则不会增加。

在专用集成电路的ERTEC（增强了实时以太网控制器）以太网控制器实施的IRT传输方法，允许更新时间为250us和发送时钟的抖动精度小于1us来实现。
IRT通讯的先决条件是一个同步周期用于在同一个同步域中的所有PROFINET设备。有了这个基本同步方式，在同一同步域内的PROFINET设备使用同一个同步传输周期。同步主站（IO控制器）生成的同步时钟，所有其它的从站与时钟为基准进行同步。这就要求IRT通信的连接设备都要具有ERTEC芯片，中间不能存在非ERTEC控制器的设备。

图 1 IRT High flexibility的预留带宽

参考图 1 IRT High flexibility的预留带宽，对比IRT High flexibility，对于IRT High performance除了预留带宽，IO数据在定义的传输路径上进行传输，这意味着预留的带宽进行了优化，参考图 2 IRT High Performance的预留带宽。为此，组态的拓扑信息用于通信的规划。因此，在每一个通信节点的每一个数据报文的发送和接收点都得以保证。这样可以达到最佳带宽的使用，获取PROFINET IO系统的最佳性能。IRT通过预留带宽和拓扑组态，可以实现最高确定性的更新时间为250us。

图 2 IRT High Performance的预留带宽

对于IRT high flexibility的详细信息，请参考西门子官方网站下载中心的相关文档《PROFINET IRT High Flexibility使用入门》，具体链接如下：82645819
对于支持PROFINET IRT的IO控制器和IO设备，请参考西门子官方网站相关的FAQ:
44383954。

2 PROFINET IRT High Performance组态

2.1 示例组态
使用一个例子来描述PROFINET IRT High Performance，如图 3 PROFINET IO系统网络组态。

图 3 PROFINET IO系统网络组态

IO控制器使用CPU319-3PN/DP v3.2，其中端口1连接SCALANCE X204IRT v4交换机端口1，交换机的两个端口2和端口3分别连接ET200S IM151-3PN v7.0(6ES7 151-3BA23-0AB0)和 ET200S IM151-3PN HS v3.0 (6ES7 151-3BA60-0AB0)的端口1上，ET200S IM151-3PN的端口2连接另外一台ET200S IM151-3PN HS。在同步域内，所有设备都必须支持IRT，即集成ERTEC控制器。同步域内的设备采用IRT High Performance的通讯方式，同步域外的设备采用RT通讯方式。
在Step7中对其进行硬件组态，图 4 硬件组态。根据实际的设备名称设置设备名，参考图 3 PROFINET IO系统网络组态。

图 4 硬件组态

点击总线”Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线，右键弹出菜单选择“PROFINET IO Topology…”，弹出拓扑编辑器对话框。点击“Graphic View”标签页，根据实际的端口连接对PROFINET IO网络进行组态。参考图 5 编辑拓扑信息。

图 5 编辑拓扑信息

然后再次点击总线”Ethernet(1):PROFINET-IO-System(100)”总线，右键弹出菜单选择“PROFINET IO Domain Management…”，弹出同步域管理对话框，双击“SIMATIC 300(1)/PN-IO”，即IO控制器CPU319-3PN/DP，弹出设备属性对话框，在同步角色中选择“Sync master”，设置为同步时钟主站。参考图 6 设置同步时钟主站。

图 6 设置同步时钟主站

然后配合“Ctrl”键，通过鼠标选中除了IM151-3PNHS1的其它IO设备，点击“Device Properties”按钮，设置所选中的IM151-3PN， IM151-3PNHS以及SCALANCE X204IRT交换机设置同步时钟从站，并选择IRT Option为“High performance”。参考图 7 设置同步时钟从站和high performance。

图 7 设置同步时钟从站和high performance

设置完毕后的同步域管理对话框，参考图 8 同步域管理对话框。

图 8 同步域管理对话框

点击对话框中的“Details…”按钮，弹出同步域详细信息，其中黄色部分为CPU端口（发送或接收）的IRT预留带宽部分，IRT high performance数据在这部分预留的时间段内进行传输，亮绿色为CPU端口（发送或接收）的RT预留带宽部分。其它暗绿色部分为开放的带宽，允许TCP/IP等或其它的RT数据通信。点击OK结束设置。参考图 9 同步域详细信息。

图 9 同步域详细信息