Datenaustausch

Der Datenaustausch bei PROFINET erfolgt über ein einfaches Consumer-/Provider-Modell. Dabei schickt der Provider zyklisch Daten an den Consumer. Bei Eingangssignalen ist der Provider das I/O-Modul und der Consumer die SPS, bei Ausgangssignalen genau umgekehrt. Dieser effiziente Datenaustausch erhält über zwei verschiedene Ausprägungen RT und IRT des PROFINET-Protokolls seine Echtzeiteigenschaften.

PROFINET RT

PROFINET RT  

Echtzeitkommunikation mit PROFINET RT

In der Echtzeitkommunikation PROFINET mit der Ausprägung RT (Realtime) läuft die Datenkommunikation über einen optimierten Softwarestack, parallel zum TCP/IP-Stack. Über den TCP/IP-Stack wird die Verbindung von der Steuerung zum Device aufgebaut. Durch den TCP/IP-Stack besitzt jedes Gerät eine IP-Adresse und kann jederzeit auch über andere Protokolle (wie HTTP für Webserver) angesprochen werden.

PROFINET nutzt zur Einhaltung der Echtzeitanforderungen das VLAN-Tag im Header und setzt dort die höchste freiverfügbare Prioritätsstufe 6. Deshalb werden in Switches die PROFINET-Telegramme bevorzugt weitergeleitet.

PROFINET RT definiert für den Datenaustausch Update-Raten zwischen 250 µs und 500 ms. Ein- und Ausgangsdaten eines Moduls können auch getrennte Updateraten haben. Die mögliche Update-Rate hängt von der Leistungsfähigkeit ab.

PROFINET IRT

PROFINET IRT  

Echtzeitkommunikation mit Telegramm-Jitter unter 1 µs

Für PROFINET IRT gelten die gleichen Eigenschaften wie für PROFINET RT. Die Echtzeitklasse wurde allerdings durch spezifische Hardware erweitert, sodass der Jitter der Telegramme weniger als 1µs beträgt.

Es kann eine synchrone, von der Ethernet-Kommunikation unabhängige Echtzeit-Datenübertragung in der IRT-Phase stattfinden. Erreicht wird dies durch ein Zeitscheibenverfahren. Dabei wird in allen Teilnehmern µs-genau geregelt, wann Echtzeitdaten, Alarme und TCP/IP-Kommunikation im Netzwerk weitergeleitet werden.

Die PROFINET IRT-fähigen Geräte können auch in der Betriebsart RT kommunizieren.

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