工业以太网的通信协议和服务支持情况

西门子公司的工业以太网支持不同的通信协议和服务适用不同的现场应用：

1.S5兼容通信（SEND/RECEIVE通信服务）

开放的S5兼容通信适用于S7（除S7-200系列PLC）PLC之间通信、S7 PLC与S5 PLC间的通信。S5兼容通信有下列通信服务：

1）ISO Transport——该通信服务支持第四层（ISO Transport）开放的数据通信。用于SIMATIC S7和SIMATIC S5的工业以太网的连接。S7 PLC间的通信也可以使用ISO通信方式，但是有些新的S7-300系列PLC通信处理器不再支持该通信服务。

2）ISO-on-TCP——由于ISO不支持以太网路由，因而西门子公司应用RFC1006将ISO通信服务映射到TCP上，实现网络路由。

3）UDP——该通信服务属于第四层协议，支持简单数据传输，数据无须确认，适用于用户自定义的报文格式。上位机可以通过VB、VC SOCKET控件读写PLC数据。

4）TCP/IP——该通信服务支持TCP/IP开放的数据通信。用于连接SIMATIC S7和PC以及非西门子公司设备。上位机可以通过VB、VC SOCKET控件读写PLC数据。

2.S7通信服务

特别适用于S7 PLC与HMI（PC）和编程器之间的通信。也可以应用于S7-300系列PLC与S7-400系列PLC、S7-400系列PLC之间通信。S7服务使用了ISO/OSI网络模型第七层通信协议，独立于使用的网络，在MPI、PROFIBUS和以太网网络中都可以使用。

3.PG/OP通信服务

编程器和操作面板可以通过以太网对网络上的站点进行访问。

4.PROFINET服务

基于工业以太网网络的实时以太网PROFINET分为两种通信服务：PROFINET IO和PROFINETCBA。

（1）PROFINET IO

PROFINET IO适合模块化、分布式的应用，现场设备（IO-Devices）可以直接连接到以太网上，通过SIMATIC Manager，将现场设备分配到一个IO控制器（IO-Controller）上。PROFINET IO提供三种执行水平：(www.xing528.com)

1）非实时（Non-Real-Time，NRT）数据传输：用于项目的监控和非实时要求的数据传输，例如项目诊断等功能，典型通信时间大约为100ms。

2）实时（Real-Time，RT）通信：用于要求实时通信的过程数据，通过提高报文的优先级和优化数据堆栈（ISO/OSI模型第一层和第二层）实现实时通信，使用标准网络元件可以执行高性能的数据传输，典型通信时间为1～10ms。

3）等时实时（Isochrons-Real-Time，IRT）：等时实时确保数据在相等的时间间隔进行传输，例如多轴同步操作，普通交换机不支持等时实时通信。等时实时典型通信时间为0.5～1ms，每次传输的时间偏差小于1μs。

支持IRT的交换机数据通道分为标准通道和IRT通道，标准通道用于NRT和RT的数据通信，IRT通道专用于IRT的数据通信，网络上其他的通信不会影响IRT过程数据的通信，PROFINET IO实时通信的OSI/ISO模型如图10-21所示。

PROFINET IO具有下列特点：

1）现场设备（IO-Devices）通过GSD文件的方式集成到SIMATIC Manager中，与PRO-FIBUS-DP不同的是，PROFINET IO的GSD文件以XML格式存在。

2）为了保护原有的投资，PROFINET IO控制器可以通过IE/PB LINK连接PROFIBUS-DP从站。

图10-21 PROFINET数据访问OSI/ISO模型

PROFINET IO与PROFIBUS-DP的通信方式相似，术语的比较见表10-5。

表10-5 PROFINET IO与PROFIBUS-DP术语的比较

（2）PROFINET CBA

PROFINET CBA（Component Based Automation）支持基于机器、设备分布式模块化的自动化解决方案。将分布的自动化设备封装为一个组件，组件中包含设备执行的程序及与其他组件的通信接口。