PROFINET以太网适配器制造技术

本发明专利技术涉及一种具有至少一个第一以太网接口和第二以太网接口(511、512)的PROFINET适配器，这些接口用于将用户联接到PROFINET网络上。PROFINET适配器(50)包括一个第三以太网接口(55)、至少一个应用接口(53、54)以及一个转接设备(56)。第三以太网接口(55)至少用于交换基于以太网的数据包。转接设备(56)和交换机(51)、PROFINET协议栈(52)、应用接口(53、54)和第三以太网接口(55)相连并且根据特定的配置分配实时数据包和非实时数据包并且在交换机和应用接口和/或第三以太网接口之间传递这些数据包。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】PROFINET以太网适配器
本专利技术涉及一种具有至少一个第一以太网接口和一个第二以太网接口的PROFINET适配器，这些接口用于将用户连接到PROFINET网络上。
技术介绍
PROFINET是一种在实时以太网系统(英语：Realtime-EthernetSystem,RTE)中的领先工业标准。PROFINET标准原则上区分为实时通信的两个可能性，即实时方案(PROFINETRT)和同步实时方案(PROFINETIRT)。两种方案的共同点在于，除了以大的带宽传输实时数据(RT或IRT)以外也能够通过PROFINET网络传输非实时数据(NRT数据)、例如基于TCP/IP的数据包。PROFINET网络通常基于通过以太网交换机的100MBit/s全双工通信传输。在PROFINETRT方案中，在以太网标准的ISO/OSI第2层(MAC层)上周期性地传输实时数据包。相对于非实时数据包，实时数据包以较高的优先级在交换机中进行处理并且传输。由此确保相对于NRT通信从发送器到接收器优先处理RT通信。因为在PROFINETRT方案中数据传输没有和时间关联，所以在从发送器到接收器的路径上出现抖动，该抖动主要取决于有多少交换机在该数据传输的路径上输送数据包。通过标准以太网接口能够转换相应的PROFINETRT设备以及用户。这同样适用于交换机，该交换机除了优先级以外不需要满足特殊要求。同步实时(IRT)方案是PROFINETRT的扩展方案。对于PROFINETIRT需要在时间上规划实时数据的传输，其中IRT数据在规定的时间范围中进行传输。在该规定的时间范围以外就如同PROFINETRT一样采用NRT数据传输。对于PROFINETIRT，实时数据在从发送器到接收器的路径上的抖动小于在PROFINETRT的情况下的抖动并且还不取决于有多少交换机在该数据传输的路径上输送数据包。PROFINETIRT在交换机和设备以及用户中需要特殊以太网硬件。由此仅能够有限地使用现有的以太网接口。在两个方案RT和IRT中PROFINET用户通过象征性的名称标识，该象征性的名称也称为PROFINET设备名。该名称可以在调试过程中例如由软件工具进行分配。除了该名称以外还需要IP地址，因为PROFINET协议的一些部分加载在以太网标准的IP层上。该IP地址用于设定NRT数据包的地址，通常通过MAC地址设定RT数据包和IRT数据包的地址。一个PROFINET网络中的用户优选在线路结构中相互交错。用于RT或IRT通信的交换机通常集成在各个用户中。每个用户为此都具有包括至少一个第一以太网接口和第二以太网接口以及一体化的RT/IRT交换机的PROFINET适配器，该交换机具有相应的存储器和CPU资源。通过这两个以太网接口每个用户在线形网络中都和其前一个用户以及后一个用户相连。每个PROFINET适配器除了配置有其固定的MAC地址以外还配置有IP地址以及象征性的PROFINET名称。为象征性名称和MAC地址指定IP地址能够通过DHCP服务器(DynamicHostConfigurationProtocol动态主机配置协议)或者通过PROFINET标准的DCP(DiscoveryandBasicConfigurationProtocol发现和基本配置协议)进行。通过适配器中的PROFINET协议栈能够设定用于连接各个用户的各个接口。PROFINET适配器能够例如提供I/O接口、串联的UART(UniversalAsynchronousReceiverTransmitter通用异步收发传输器)和/或例如用于微型控制器的并联接口。I/O接口通常将I/O实时数据直接转换为数字的输入/输出信号，对此和PROFINET交换作为RT数据包或者IRT数据包的I/O数据。微型控制器用于和PROFINET交换实时数据和非实时数据。PROFINET适配器例如也可以是插拔卡的组成部分，工业PC能够借助该插拔卡通过适配器的两个以太网接口连接到PROFINET网络上。为插拔卡、即适配器通过其象征性的PROFINET名称指定IP地址，其中PC上的应用程序通常还具有本身的IP地址。通过基于TCP/IP的数据包交换NRT数据，该数据包将地址注册在对应相应用户的适配器的IP地址上。微型控制器以及工业PC通常具有一体化的以太网接口，该以太网接口配置有PROFINET协议栈并且能够和PROFINET网络进行基于TCP/IP的直接通信。对此，微型控制器以及工业PC的一体化以太网接口需要和第三以太网接口连接，该第三以太网接口由分别对应的PROFINET适配器的交换机提供。直接采用TCP/IP服务的缺点在于，分别包括PROFINET交换机或适配器和微型控制器或工业PC的PROFINET用户通过两个不同的IP地址来表示，即通过交换机或适配器的IP地址以及微型控制器或工业PC的IP地址来表示。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，能够通过TCP/IP与连接在PROFINET交换机或适配器上的用户进行直接的NRT通信，这种通信避免了为设备和用户提供两个IP地址的问题并且简化了组件通过以太网接口到RT网络或IRT网络上的连接。通过一种PROFINET适配器实现了本专利技术的目的。PROFINET适配器包括具有至少一个第一以太网接口和第二以太网接口的交换机，该第一以太网接口和第二以太网接口用于和PROFINET实时网络连接。交换机至少适合接收和传输基于TCP/IP的PROFINET数据包、TCP/IP数据包和基于PROFINETRT或PROFINETIRT的数据包。PROFINET适配器还包括PROFINET协议栈和至少一个应用接口。根据本专利技术，PROFINET适配器还具有第三以太网接口以及一个转接设备。第三以太网接口至少用于交换基于以太网的数据包。转接设备和交换机、PROFINET协议栈、应用接口和第三以太网接口相连并且根据特定的配置分配实时数据包和非实时数据包并且在交换机和应用接口和/或第三以太网接口之间传递这些数据包。至少一个应用接口中的第一应用接口可以是I/O接口。I/O接口可以用于处理可靠和非可靠的输入/输出信号。在可靠的信号输入端上例如提供急停信号，在PROFINET网络中可以并行于第三以太网接口的基于以太网的数据包传输该急停信号。转接设备优选这样配置，即在交换机和I/O接口之间传输实时数据包或实时数据包的I/O数据，该实时数据包在PROFINET适配器上设定地址。也可以这样配置转接设备，使其将在PROFINET适配器上设定地址的非实时数据包传输到第三以太网接口。非实时数据包可以是基于以太网的数据包。基于以太网的数据包例如可以是TCP/IP数据包、PROFINET数据包和PROFINETRT/IRT数据包。此外，还可以这样形成PROFINET适配器，即为具有以太网通信功能的设备指定IP地址，其中该设备能够连接在第三以太网接口上并且该IP地址符合PROFINET适配器的IP地址和/或为能够连接在第三以太网接口上的具有以太网通信功能的设备分配象征性名称或PROFINET设备名称，该设备名称和本身的PROFINET设备名称相一致。因此可以这样形成转接设备，使其将第三以太网接口的非实时数据包传输给交换机。根据本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PROFINET适配器，所述适配器包括一个具有用于和有实时功能的PROFINET网络连接的至少一个第一以太网接口和第二以太网接口(511、512)的交换机(51)、PROFINET协议栈(52)和至少一个应用接口(53、54)，此外所述适配器还包括一个第三以太网接口(55)以及一个转接设备(56)，其中所述第三以太网接口至少用于交换基于以太网的数据包，并且所述转接设备和所述交换机(51)、所述PROFINET协议栈(52)、所述应用接口(53、54)和所述第三以太网接口(55)相连并且根据预先规定的配置分配实时数据包和非实时数据包并且在所述交换机(51)和所述应用接口(53、54)和/或所述第三以太网接口(55)之间传递这些数据包。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.22 DE 102012003370.21.一种PROFINET适配器，所述适配器包括一个具有用于和有实时功能的PROFINET网络连接的至少一个第一以太网接口和第二以太网接口(511、512)的交换机(51)、PROFINET协议栈(52)和至少一个应用接口(53、54)，此外所述适配器还包括一个第三以太网接口(55)以及一个转接设备(56)，其中所述第三以太网接口至少用于交换基于以太网的数据包，并且所述转接设备和所述交换机(51)、所述PROFINET协议栈(52)、所述应用接口(53、54)和所述第三以太网接口(55)相连并且根据预先规定的配置分配实时数据包和非实时数据包并且在所述交换机(51)和所述应用接口(53、54)和/或所述第三以太网接口(55)之间传递这些数据包。2.根据权利要求1所述的PROFINET适配器，其特征在于，所述至少一个应用接口中的第一应用接口是I/O接口(53)。3.根据权利要求2所述的PROFINET适配器，其特征在于，配置所述转接设备(56)用于在所述交换机(51)和所述I/O接口(53)之间传输已在所述PROFINET适配器上设定地址的实时数据包的I/O数据。4.根据权利要求1所述的PROFINET适配器，其特征在于，配置所述转接设备(56)用于将在所述PROFINET适配器上设定地址的非实时数据包传输到所述第三以太网接口(55)上。5.根据前一个权利要求所述的PROFINET适配器，其特征在于，所述非实时数据包是基于以太网的数据包。6.根据权利要求1所述的PROFINET适配器，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：贡纳尔·莱斯曼，
申请(专利权)人：菲尼克斯电气公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE