1、引言
在工業自動化領域,尤其在基于以太網的通信協議中,PROFINET作為一種高性能、開放且靈活的工業以太網標準,備受青睞。其中,PROFINET RT(實時)和IRT(等時實時)是其針對不同應用需求而設計的兩種關鍵實時通信機制。本文將詳細介紹這兩種實時技術的原理及其主要區別。
2、PROFINET RT(實時)
PROFINET RT(Real Time Communication,RT)是一種實時通信技術,它利用標準以太網進行數據傳輸,并通過優先級調度機制來實現實時性能。這里的實時性,一般要求循環周期小于10ms。RT通信模式下,數據報文按照優先級被分配到不同的輸出隊列中,網絡設備根據這些優先級進行處理,確保高優先級的數據能夠得到及時傳輸。這種技術適用于對響應時間要求較高但并非嚴格同步的應用場景,如運動控制中的非等時性任務。
3、PROFINET IRT(等時實時)
相比于RT,PROFINET IRT(Isochronous Real Time Communication,IRT)提供了更為嚴格的實時性能保障。IRT采用時間觸發的通信機制,即在網絡中設定固定的通信周期和精確的時間間隔,該通信模式下,數據的循環刷新時間小于1ms。所有參與IRT通信的設備在同一時刻發送或接收數據,從而實現小于1μs(微秒)的抖動精度。這一特性使得IRT非常適合于需要嚴格同步的應用場合,比如多軸同步運動控制、高精度測量系統等。
4、PROFINET RT與IRT的區別
時間確定性:PROFINET RT提供的是基于優先級的實時性,而IRT則提供嚴格的時間確定性服務,確保數據在預定的時間點進行交換。
應用場合:RT主要用于對實時性有一定要求但無需嚴格同步的任務;IRT主要用于對時間同步性有極高要求的場景,例如多軸同步運動控制。
網絡硬件:IRT網絡通常需要專用的硬件支持,如具有IRT功能的交換機,而RT網絡則可直接運行在標準以太網上。
抖動精度:IRT系統的抖動精度遠高于RT系統,IRT系統抖動小于1μs(微秒)。
如圖所示,IRT幀在IRT通道內傳輸,標準幀在標準通道內傳輸,IRT幀不會受到標準幀的影響,可以嚴格按照精確的時間點發送。
總結來說:PROFINET RT與IRT分別滿足了工業自動化領域中不同層級的實時性需求,兩者相輔相成,共同構建起高效穩定的工業以太網通信環境。
審核編輯 黃宇
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