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智能制造之路：数字化工厂 7.6 工业通信
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现代的智能制造设备需要越来越多的数据，也会产生越来越多的数据。在所有组件间实现快速且可靠的数据传输至关重要。工业通信为企业从现场层至管理层的数据交换提供了基础架构和网络机制，不管是使用有线的、无线的或远程的通信方式。TIA正是建立在那些经过认证的、国际化的、与制造商无关的通信标准基础之的。TIA与工业通信的集成，使得网络结构灵活多样、安装高效、简单且易扩展。
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7.6.1 以太网和工业以太网
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在办公和商业领域，以太网是当今最流行、应用最广泛的通信技术，具有价格低、通信速率和带宽高、兼容性好、软硬件资源丰富、广泛的技术支持基础和强大的持续发展潜力等诸多优点。目前，以太网的市场份额已超过90%，且保持上升趋势。以太网的规范是在20世纪70年代开发出来的，后来成为国际标准IEEE 802.3.如今，在各种速率和应用范围内，以太网仍在快速发展。
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以太网规范构成了TCP/IP协议的基础。TCP/IP负责局域网内的数据传输，并构成了IT服务的基础，而且这使得不同的局域网技术很容易集成，例如以太网和无线局域网的集成。办公以太网的组件由大量的供应商提供，但办公以太网并不一定符合工业的要求。
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工业以太网提供了一个适合工业应用的符合以太网标准（IEEE 802.3）的强大网络。这使得办公网络可以与生产网络连接在一起，最大限度地保证了应用范围。工业以太网利用以太网的技术并加强设计，以满足工业应用要求：
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·用于严苛的工业环境的网络组件（灰尘、高湿、极端温度、冲击负载、振动等）。
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·适用于现场安装的牢固且简单的连接技术。
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·-RJ45技术的快速连接电缆系统。
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·-POF和PCF光缆的现场组装。
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·利用冗余实现网络故障安全。
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·利用冗余设计和冗余供电实现设备的故障安全。
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·自动化组件（控件器和现场设备）互连并连接至PC和工作站。
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·优化自动化组件之间的通信，同时根据TCP/IP标准进行开放式通信。
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·根据IEEE 802.11标准便捷连接至无线局域网和工业无线局域网。
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·专为工业自动化提供的信息安全方案。
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7.6.2 PROFINET
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PROFINET是基于工业以太网的开放的现场总线标准，它独立于供应商，用于生产自动化与过程自动化。PROFINET由全球最大的现场总线组织PI（PROFIB-US&PROFINET International）推出。如今，PROFINET已经成为中国推荐性国家标准GB/T 25105。作为一项战略性的技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式I/O、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。
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凭借PROFINET，西门子将以太网标准成功地应用到了自动化领域。PROFINET在所有层级中的高速性和数据交换的安全性，为实施创新型机械和工厂解决方案提供了有力保障。基于PROFINET优秀的灵活性和开放性，用户可根据具体需求任意设计机械和工厂的系统架构。与此同时，PROFINET的高效性还意味着用户资源的有效利用以及工厂效率的显著提升。西门子的创新型产品与PROFINET的卓越性能相得益彰，可确保公司生产效率稳步提升。PROFINET是开放的总线标准，它基于工业以太网，符合IEEE 802.3的规范。因此，它能保证PROFINET设备之间以及PROFINET设备与其他标准以太网设备之间进行自由的通信，如基于TCP/IP、UDP/IP的标准IT服务HTTP、SMTP、SNMP、DHCP等。对于有严格实时要求的应用，PROFINET机制可使得标准通信与实时通信并存。RPOFINET通信可以应用于以下3种不同的性能层级。
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1）工程数据及非时间苛刻的数据在标准通道基于TCP/IP、UDP/IP传输。
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2）实时通道用于传输过程数据。
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3）对于运动控制之类的等时同步应用，可使用等时实时通信（IRT），从而实现小于1ms的刷新速率和小于1μs的抖动。
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PROFINET I/O控制器与PROFINET I/O设备之间的循环数据通信是实时通信。I/O控制器和I/O设备建立PROFINET I/O连接后，I/O控制器和设备之间以固定的刷新时间交换数据。PROFINET给企业带来的益处可以从灵活性、高效性、高性能3方面阐述。
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1.通过PROFINET提升应用灵活性
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（1）工业无线局域网（IWLAN）
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