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PROFIdrive – 用于 PROFIBUS 和 PROFINET 的標準驅動行規

PROFIdrive 定義了 PROFIBUS 和 PROFINET 上的電氣驅動器的設備行為和內部驅動數據訪問步驟，這些設備從簡單的變頻器一直到高性能伺服控制器。

它對通訊功能“從站之間的通訊”、“恒定總線周期”和“同步運行”如何用于驅動應用進行了詳細描述。另外，它還清晰規定了可對通過 PROFIBUS 或 PROFINET 與一個控制相連的接口產生影響的所有設備特性。這包括順序控制、編碼器接口、數值標準化、標準消息定義和驅動參數訪問等。

PROFIdrive 行規支持集中式和分布式運動控制。

什么是配置文件？

行規規定了自動化系統中的設備與系統的特定性能與響應。通過這種方式，廠商和用戶力求實現定義共同標準這一目標。符合一個多供應商行規的設備與系統可在一條現場總線上實現互操作，并可在一定程度上實現互換運行。

是否存在不同的行規類型？

行規分為應用行規（一般性或特殊性）和系統行規：
■應用行規（也稱為設備行規）主要涉及各種設備（例如，驅動器），其中包含一些協商*的總線通訊模式以及特殊設備應用。
■系統行規描述了系統類別，它包括主站功能、程序接口和集成方法。

PROFIdrive 是面向未來的嗎？

PROFIdrive 由 PROFIBUS 和 PROFINET International (PI) 規定、在 IEC 61800-7 中作為一個面向未來的標準而制定。

基本理念：保持簡單

PROFIdrive 配置文件嘗試盡可能使驅動器接口結構變得簡單，且不帶有技術功能。這一思想可確保參考模型以及 PROFIBUS/PROFINET 主站的功能與性能對驅動接口沒有任何影響或只有非常小的影響。 

PROFINET 滿足工業自動化的所有要求：

工業標準安裝技術
實時能力
確定的行為
分布式現場設備的集成
簡便的網絡管理與診斷
防止非法訪問
跨供應商的高效工程組態
等時運動控制應用
PROFINET 依賴于交換技術，并將這種技術進行擴展以用于同步實時應用。交換技術可根據機器要求而將網絡拓撲結構進行***。由于避免了沖突，因而實現了*數據傳輸。

Functions
PROFINET 通訊
數據通訊

PROFINET 使用標準 TCP/IP 執行對時間要求不太嚴格的數據通信，例如參數分配、組態、調試和診斷。

過程通訊/實時通訊

對于 PROFINET IO，用于過程數據傳輸的實時通訊和對時間要求不高的數據通訊是通過同一條電纜上完成的。PROFINET IO 針對實時通訊提供了以下性能級別：

實時 (RT)：
RT 使用了對總線節點的通訊堆棧進行優先級排序的選項。這允許與標準網絡組件進行高性能的數據傳輸。同步實時 (IRT)：
通過 IRT，能夠以較短的響應時間和zui小的抖動實現高性能運動控制應用中嚴格的確定性循環數據傳輸。該功能通過一個在相應接口（交換機集成到設備中）中的 PROFINET ASIC 或網絡部件（交換機）實現。在 PROFINET 中，通訊循環被劃分為不同的時間間隔。*個間隔用于同步實時通訊 (IRT)，然后是實時通訊 (RT) 和標準 TCP/IP 通訊。每個網絡部分的各個報文的時間順序可通過一個考慮進拓撲結構的特殊算法進行計算。從而可使用開關從輸入端口無時延地發送 IRT 報文到特定輸出端口，然后再到目標設備。

PROFINET IO 的設備類別
PROFINET IO 可時而被 PROFINET IO 系統內的幾個不同設備類別：

IO 管理器

一個 IO 管理器通常是一個工程師站，它可在有*內訪問用于參數化、調試或診斷的現場設備。工程組態數據通過 PROFINET IO 的標準 TCP/IP 通道進行傳輸。

IO 控制器

一個 IO 控制器通常是一個可編程邏輯控制器 (PLC) 或運動控制系統，如 SIMATIC S7 或 SIMOTION。IO 控制器將控制信號和設定值循環發送到分配給其的 IO 設備，并從附屬 IO 設備中讀取實際值和全部報警。根據應用要求，通訊在 IO 控制器和 IO 設備之間在實時 (RT) 或同步實時模式 (IRT) 下進行。

IO 設備

IO 設備通常為分布式 I/O 系統和驅動裝置，如 SIMATIC ET 200S 和 SINAMICS S120。IO 設備從上位 IO 控制器接收控制信號和設定點，并與過程直接接口。它們將實際值發送到上位 IO 控制器，以便更新其內部過程映像。

PROFINET IO 系統的設備
在zui簡單的情況下，一個 PROFINET IO 系統由一個 IO 控制器和若干個分配給它的 IO 設備組成。IO 設備在啟動時由 IO 控制器進行初始化和參數化。IO 控制器及其 IO 設備共同構成一個 PROFINET I/O 系統（比較 PROFIBUS 的主站 - 從站系統）。

IO 控制器通過與分配的 IO 設備進行循環過程通訊來更新其內部過程映像。實時 (RT) 或同步實時 (IRT) 對過程映像進行循環更新，取決于具體需求和設備特性。此外，PROFINET 允許不同 I/O 系統的控制器和設備之間的通信。

PROFIdrive – 用于 PROFIBUS 和 PROFINET 的標準驅動行規
用于 PROFINET 和 PROFIBUS 的、控制器和 SINAMICS 驅動器之間的功能接口由 PROFIBUS 標準 PROFIdrive驅動規范 V4 定義。從 PROFIBUS 轉換到 PROFINET，無需改變用戶程序。

帶 RT 功能的 PROFINET：
標準驅動應用的正確之選
典型循環時間在 4 ms 和 10 ms 之間，PROFINET IO (RT) 循環數據傳輸方面的性能特性與 PROFIBUS 相同。

因此所有標準驅動應用可通過轉速、轉矩、電流設定值，或不必同步連接的目標位置進行自動控制。

注意：對于實時通訊 (RT)，也可使用無線 LAN 產品以無線方式來傳輸過程數據。

帶 IRT 功能的 PROFINET IO：
以同步模式滿足苛刻運動控制要求的正確之選
在此情況下，運動控制系統（如 SIMOTION）通過 PROFINET 來控制軸或對軸進行同步。這就需要與驅動器進行循環、同步數據交換，此時必須滿足以下條件：

控制回路脈沖與總線周期同步控制回路在總線是閉合的實際位置值的時間同步采集設定點的時間同步激活帶 IRT 功能的 PROFINET IO 滿足這些要求。通過對應用進行組態（如兩個軸的同步運行），IRT 報文以隱式方式被確定，并生成相應的組態數據。

帶有 SIMOTION 和 SINAMICS 的運動控制結構
通過 SIMOTION 和 SINAMICS，可在 PROFINET 上實現各種不同的自動化結構。在此情況下，可使用一個控制器（如 SIMOTION P）來實現集中式結構，并通過幾個分布式控制器（如帶有 SINAMICS S120 的 SIMOTION D）來實現分散的分布式結構。

在將 SIMOTION 集成到一個完整的自動化系統中時，通常會得到分層的自動化結構。

分層的自動化結構和模塊化機器設計都可無需使用附加部件而輕松實現，這是由于可在同一個 PROFINET 接口（I 設備）上將 SIMOTION 組態為一個控制器和設備：

一方面，作為設備的 SIMOTION 可與一個上位控制器（如 SIMATIC S7 PLC 或非西門子 PLC）進行通訊。另一方面，作為控制器的 SIMOTION 可同時與本地 IO 設備（如驅動器和 IO 模塊）進行通訊。使用基于帶 IRT PROFINET IO 的控制器-控制器及控制器-設備通訊，也可通過一個以上的 SIMOTION IO 控制器對多個軸進行同步。此功能稱為分布式同步運行。