你知道Profinet CC(Conformance Classes)三个等级吗?

2024-08-29 17:26:02 浏览数 (2)

首先,我们先要对Profinet CC进行一个简单说明:

Profinet CC,其中CC是一致性等级(Conformance Classes)的简写,它是一种基于应用需求的,对Profinet系统的功能的分类分级标准。CC分类标准不仅仅规定了Profinet设备至少需有哪些功能,可选哪些功能,更重要的是,如果一台设备要取得Profinet认证,必须要选择一个CC等级进行相应的功能测试,通过后才能取得相应CC等级的认证证书。对于使用者,CC同样也能为工程的选型提供了快速有效的指引。

接下来和大家分享CC详细的内容:

三个级别

主要的级别为三个类别,即A类、B类和C类。如下图所示:

CC-A 提供了 PROFINET IO 与 RT 通信的基本功能

CC-B 扩展了这一概念,包括通过网络诊断通过 IT 机制以及拓扑信息。系统冗余功能对于过程自动化非常重要,它包含在一个名为 CC-B(PA) 的 CC-B 的扩展版本中。

CC-C 描述了具有硬件支持的带宽预留和同步(IRT 通信)的设备的基本功能,因此是等时应用(isochronous applications)的基础。

级别A

描述:

一致性等级A包含了全面的基本功能,包括:

  • 具有实时属性的I/O数据的循环交换(1到512毫秒)
  • 非循环数据通信,用于读取和写入面向需求的数据(参数、诊断)
  • 并行TCP/IP通信
  • 灵活的警报模型,用于信号设备和网络错误,具有三个警报级别(维护要求、紧急维护要求和诊断)

基于这些标准化的通信机制,每个设备都具备以下特性:

  • 一种基于模块、插槽和子插槽的寻址方案
  • 用于集成到工程系统中的GSD文件
  • 用于读取设备信息的标识和维护功能

PROFINET基于100 Mbps全双工以太网。在所有传输部分(例如,交换机、PC系统或摄像头系统之间)也可以进行更快的通信。

PROFINET不仅定义了功能,还定义了无源基础设施组件(电缆、连接器)。通信可以通过铜缆或光纤电缆进行。在一致性等级A网络中,还可以通过无线传输系统(蓝牙、WLAN)进行通信。

应用:

一致性等级A适用于所有不需要依赖于网络拓扑和功能(见一致性等级B)的(子)应用。这些例子包括通过无线技术连接的本地分离的I/O站和(子)网络。此外,一致性等级A网络也用于使用公司网络连接各种自动化领域。

级别B

描述:

一致性等级B在设备中增加了额外的网络诊断和拓扑检测功能。PROFINET利用简单网络管理协议(SNMP)实现这一目的。设备中集成了管理信息库2(MIB2)和下层链路发现协议MIB(LLDP-EXT MIB)的部分。除了SNMP,还可以通过非周期性的PROFINET服务,从物理设备对象(PDEV)查询所有的诊断和拓扑信息。

从一致性等级B开始,基础设施组件(如交换机)作为PROFINET IO-Device被积极地集成到自动化系统中,以便通过PROFINET机制,利用来自控制器的全面网络诊断。

对于过程工业中的设备,一致性等级B已经扩展到包括系统冗余功能。因此,这个一致性等级B(PA)提供了带有冗余控制器的跨供应商应用解决方案,以实现更高的可用性。

应用:

一致性等级B涵盖了过程和工厂自动化的典型要求。因此,可以高效地实现现代自动化单元(完整机器或单独的工厂单元)的任务。PROFINET网络也通过SNMP机制,被完美地集成到了更高级别的网络管理系统中。

级别C

描述:

CC-C包含了对确定性行为要求最严格的应用所需的所有必要全网同步功能。基于一致性等级C的网络能够支持抖动小于1微秒的应用。循环数据包作为同步数据包在保留的带宽上传输。所有其他数据包,如用于诊断或TCP/IP的数据包,共享剩余的以太网带宽。

默认情况下,一致性等级C中的最小更新率被定义为250微秒。为了获得最大的控制性能,这可以降低到31.25微秒,这取决于所使用的硬件。为了在小于250微秒的周期时间内扩展数据量,采用了一种消息帧优化方法(动态帧打包,DFP)。通过这种方法,以线性结构连接的节点用一条消息帧来寻址。此外,对于小于250微秒的周期时间,TCP/IP通信被分割并传输为更小的数据包。

从CC-C开始,这要求PROFINET控制器、交换机和PROFINET设备方面的特定硬件

应用:

在一致性等级C的应用中,确保输入和输出数据在周期内尽可能快地传输。排除了由其他通信或在设备中临时存储数据引起的延迟。测量值甚至控制回路可以依赖这些功能,并以更高的精度进行记录或控制。

CC-C是印刷和机械制造行业中的运动控制等应用等时任务的基础。其数据在机器的控制器和驱动器之间作为同步数据进行交换。

总结

所有PROFINET产品都是根据国际标准开发的,并由PROFIBUS和PROFINET国际组织(PI)认证。每个PROFINET设备都有一组基于其一致性等级的强制性特性。

PROFINET有三个一致性等级:A、B和C。一致性等级A(CC-A)是最基本的,而C(CC-C)是最先进的。一致性等级是相互建立的;例如,CC-C包含了来自CC-A和CC-B的所有功能。下表总结了每个一致性等级的特点。

PROFINET的一个主要优点在于可能的一致性等级的组合。所有3个等级都可以在一个系统中以有意义的方式被集成。一台机器完全可以根据CC-B或CC-C来设计。

最后,我们可以参考下表来进行方案参考设计,其提供了客户要求以及在各种一致性等级中标准和可选功能的实现情况的概览。

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