使用Profinet改善沟通，网络

Profinet的见解

• Profinet通过将以太网流量分离为实时通道和非实时通道来实现数字转换，使设备能够使用OPC UA连接到信息模型进行非实时信息交换，而Profinet处理工厂操作的实时数据交换。
• Profinet技术与任何其他协议共存，使其成为数字转换的理想OT协议，可以满足确定性、冗余、安全性和安全性的要求，同时支持垂直集成的it协议。

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影响产业网络转型的因素很多。其最终结果是从串行现场总线技术过渡到基于工业以太网的网络，其中任何设备都可以连接到任何其他设备。然而，这不仅仅是关于连接，同样重要的是我们从“一个总线，一个协议”的心态转变为“一个网络，多个协议”的理念。使用多种协议打开了我们的思维和我们的网络，使我们能够为正确的任务使用正确的协议。在第二部分中，我们将探讨为什么Profinet能够在这种“一个网络，多个协议”理念的背景下实现数字转换。

Profinet的工作原理是将以太网流量分为实时通道和非实时通道。为了做到这一点，Profinet在以太网帧中使用一个称为EtherType的字段，我们使用这个EtherType来区分实时帧和所有其他帧。带有Profinet以太类型的消息进入实时通道，带有任何其他以太类型的消息进入非实时通道。这就是我们如何将相同的标准未经修改的以太网用于Profinet，用于所有其他IT协议。

实时通道提供实时的数据交换以保证工厂的正常运行，非实时通道提供非实时的信息交换以将工厂车间的数据传递到更高的层次。使用Profinet的机器通过实时通道进行操作，这些消息与所有其他消息共存，因此信息可以从设备传递到机器，再到工厂，再到云，然后返回。

利润和垂直整合

维持工厂的运行需要利润，但用户也需要在网络的这个操作部分获得更高层次的数据。所以我们需要纵向整合。这就是OPC UA发挥作用的地方，它通过信息模型展示了它的强大功能。

因为OPC UA的真正力量在于它的信息模型。它们是自描述的、机器可读的、语义丰富的。所以现在一台机器可以连接到一个信息模型，它不需要先验地知道它在寻找什么或者数据是如何排列的，信息模型自己告诉它。由于Profinet用于工厂车间的实时数据交换，OPC UA用于从工厂车间到云的非实时信息交换，因此我们编写了配套规范，将Profinet数据映射到OPC UA信息模型。

实现垂直整合的三种方式

您可能希望在PLC中进行这种映射的原因是，如果PLC应用程序中存在一些数据依赖性，或者PLC在IO级别有一些其他优势。在网络中添加边缘/网关可能没有意义。然而，在任何这些情况下，用户都需要确保PLC的性能不会因为从集成在PLC中的OPC UA服务器检索数据而受到干扰。

如果您不想接触PLC，或者它的功能可能已经达到极限，另一种选择是将数据直接从设备发送到更高级别。直接从设备发送数据还可以防止PLC或边缘/网关因网络上大量设备而过载。人们对从设备中获取数据非常感兴趣，我们开始在市场上看到既带有Profinet接口又带有OPC UA接口的产品。这个用例真正突出了Profinet技术的强大功能。确定性，实时通信- Profinet处理所有这些。非实时信息交换——OPC UA处理所有这些。

垂直集成的第三个用例是使用边缘网关或边缘计算机。如果您发现自己处于一个棕地环境中，并且不想接触PLC，或者网络上有大量的原始数据，那么边缘计算机是一个不错的选择，因为将所有这些原始数据直接发送到云端没有意义。在边缘处理这些数据——使用边缘计算机——然后将OPC UA信息发送到云端更有意义。如果您只有少量数据要传输到云，那么边缘网关可能是更好的选择。这种类型的网关从网络读取Profinet数据，将其转换为OPC UA，然后将OPC UA信息发送到云。

这就是Profinet实用性的底线

数字化转型之旅需要一个能够满足确定性、冗余、安全性和安全性需求的OT协议，同时还支持用于垂直集成的IT协议。

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