PROFINet的網絡結構

1. PROFINet的網絡結構

基于以太網技術的網絡拓撲有多種形式，常見的有星形、樹形、環形，典型代表是星型。線形網絡最適合于在工業控制系統中使用，但傳統以太網中很少有線形網絡拓撲。PROFINet 支持包括線形在內的所有網絡拓撲形式。

 (1)星形網絡

所有的站點連接到中央的偵號分配器(交換機）上，形成了星形結構網絡。在星形網絡中，單個站點出問題不會影響其他站點設備的使用，但中央的交換機出現故障會造成整個星形網絡的癱瘓。星形拓撲如圖7-22所示。

星形網絡的主要優點是:增加或去除站點靈活； 容易管理、監督和診斷網絡；有源網絡組建集中在一個地方，所以容易應對不利的環境因素，如溫度、污染等，另外早獨供電也容易頭現。其主要缺點是：因為從交換機到各站點之間是一對一的物理連接，所以布線麻煩，成本高。

(2)樹形網絡

把幾個星形網絡連接在一起就組成了樹形網絡。在樹形網絡中，可能會混合使用銅纜和光纜，一個交換機可以作為一個星形網絡的分配器。交換機基于地址進行信息路由，實現相互間的通信。樹形網絡的級聯深度以及網絡的總擴展能力僅受通信鏈路信號傳播時間的限制。使用樹形網絡，可以把復雜的系統分割成獨立的幾個部分。樹形網絡拓撲結構如 圖7-23所示。

樹形網絡的主要優點是：由于局部的數據通信可以限制在形網絡內，所以整個網絡的傳輸能力強、數據安全性高，網絡層次清晰，網絡整體可靠性高。

（3）環形網絡

當對網絡的可靠性有較高要求時，可以使用具有冗余功能的環形拓撲網絡。在環形網絡中，所傳輸的信息按照固定的方向從一個站點傳遞到下一個站點，所以需要一種，殊機制二 以保證環中至少有一個網絡組件在邏輯上仍然將環當作一條總線。這種網絡組件就是具有冗余管理器的交換機。當網絡出現斷點時，在一定時間內，冗余管理器可以重新配置網絡，使數據通信方向改變。

（4)線形網絡

在FCS中，最常用的網絡拓撲形式是總線形，但以太網中沒有純粹的線形網絡拓撲。 線形網絡結構的優點非常突出，比如布線成本最節省，網絡安裝簡單，更換設備容易等。 PROFINet借助于集成在各個設備中的交換機實現了線形網絡結構。但PROFIBUS相比，PROFINet線形結構中的某個設備斷電時，整個后面的網絡就回癱瘓，所以它不適合用在各站點需要單獨斷點維護的工業控制系統中。另外當信息在線形網絡中傳遞時，每經過一個交換機都會增加信號傳輸延遲時間，所以只有那些對時間要求不高的系統中才可使用線形網絡。

PROFINet線形網絡拓撲結構如圖7-24所示，每個設備中都集成了交換機。