PROFINET是一種工業自動化系統使用的通信協議，它是一種基于以太網的協議，允許工業控制系統和設備（如傳感器、執行器和其他控制器）之間進行通信。PROFINET由PROFIBUS國際組織開發，是制造業和工業自動化領域廣泛使用的協議。目前，PROFINET已成為工業自動化領域中的主流通信協議之一，已廣泛應用于各類工業自動化設備和系統中。據統計，截至2019年，全球已有超過25萬個PROFINET IO節點和超過500萬個PROFINET IO設備在使用。PROFINET在各行業中的應用也越來越廣泛，如制造業、汽車工業、食品和飲料工業、能源和水處理工業等。

PROFINET的體系結構

PROFINET采用分層體系結構，包括物理層、數據鏈路層、網絡層和應用層等。PROFINET的物理層采用標準以太網電纜和連接器，支持多種傳輸速率和距離。PROFINET的數據鏈路層采用PROFINET IO協議，支持實時數據傳輸和網絡管理。PROFINET的網絡層采用TCP/IP協議，支持多種網絡拓撲結構和路由策略。PROFINET的應用層采用PROFINET協議，支持多種設備和控制器之間的通信和協作。

PROFINET工作原理

設備連接和自動識別：PROFINET網絡中的設備通過以太網物理層進行連接，并且支持自動識別和自動配置功能。當設備加入PROFINET網絡時，PROFINET控制器可以自動識別新設備的類型、地址、屬性等信息，并自動為其配置IP地址、MAC地址、網絡參數等。

通信協議和數據傳輸：PROFINET通信協議基于以太網技術，采用TCP/IP協議棧，并在此基礎上進行了優化和擴展。PROFINET通信協議支持多種數據類型的傳輸，如非實時數據、實時數據、控制數據和故障診斷數據等。在PROFINET網絡中，數據傳輸可以通過三種方式實現：IO數據通信、TCP/IP數據通信和實時數據通信。

實時通信機制：PROFINET采用實時通信機制，可實現高速、可靠、精確的實時數據傳輸。PROFINET支持兩種實時通信機制，即PROFINET RT和PROFINET IRT。PROFINET RT適用于低延遲、高速的實時數據傳輸，如運動控制應用；PROFINET IRT適用于高精度控制和監視應用，如溫度控制、流量控制等。實時通信機制可以通過PROFINET IO設備和PROFINET I/O控制器之間的周期性通信實現。

網絡拓撲結構和冗余機制：PROFINET網絡支持多種拓撲結構，如星型、總線型、環形、樹形等。不同的拓撲結構可以滿足不同的應用需求和網絡性能要求。同時，PROFINET還支持冗余機制，可以提高網絡的可靠性和穩定性，如設備冗余、路徑冗余、端口冗余等。

PROFINET作為一種工業自動化通信協議，具有如下優缺點：

優點：

高效性：PROFINET基于以太網技術，并且在此基礎上進行了優化和擴展，因此具有高效性。它支持高速、可靠、精確的實時數據傳輸和網絡通信，可以滿足工業自動化領域的實時和非實時通信需求。

靈活性：PROFINET支持多種網絡拓撲結構，包括星型、總線型、環形、樹形等，可以根據不同的應用需求和網絡性能要求進行靈活選擇。同時，PROFINET還支持多種冗余機制，如設備冗余、路徑冗余、端口冗余等，提高網絡的可靠性和穩定性。

可擴展性：PROFINET是一種可擴展的通信協議，可以支持多種不同的設備和應用，如傳感器、執行器、機器人、自動化系統等。同時，它還可以支持多種不同的數據類型和協議，包括非實時數據、實時數據、控制數據和故障診斷數據等。

易于集成：PROFINET網絡中的設備可以通過自動識別和自動配置功能實現快速集成和配置，降低了設備的安裝和調試難度，提高了生產效率和工作效率。

缺點：

復雜性：PROFINET作為一種高級通信協議，相對于其他簡單的協議，其學習和實現成本較高。此外，PROFINET網絡的配置和維護也需要較高的技能和經驗，需要專業的工程師和技術人員進行支持和管理。

成本：PROFINET網絡需要較高的硬件和軟件成本，包括PROFINET控制器、PROFINET IO設備、網絡交換機等。同時，PROFINET的設備和應用也需要進行認證和授權，需要支付相應的費用。

安全性：PROFINET網絡通信的安全性需要進行專門的配置和管理，包括防火墻、數據加密、身份驗證等。如果安全措施不到位，PROFINET網絡可能面臨安全威脅和攻擊。

綜上所述，PROFINET協議具有高性能、高可靠性、互操作性和可視化等優點，但同時也存在配置和維護的復雜性、需要專用設備、安全性問題和部署的限制性等缺點。在使用PROFINET協議時，需要綜合考慮其優缺點，選擇適合自己的應用場景和實際需求。

未來，PROFINET的發展方向主要有以下幾個方面：

適應工業4.0的需求：隨著工業4.0的快速發展，PROFINET將會越來越注重設備之間的互聯和數據的共享，將更加重視互操作性和通用性，提供更加靈活、高效和智能化的解決方案。

加強安全保障：隨著工業自動化的不斷發展，網絡安全威脅和攻擊也越來越普遍，PROFINET將會更加注重網絡通信的安全性，提供更加完善的安全保障措施。

提高實時性和性能：PROFINET將繼續提高實時性和性能，提供更高的數據傳輸速率和更低的延遲時間，以滿足工業自動化設備和系統對實時性和性能的要求。

加強智能化和可視化：PROFINET將會進一步加強智能化和可視化功能，提供更加豐富的監控、診斷和預測功能，實現設備和系統的智能化管理和維護。

擴展應用范圍：PROFINET將會進一步擴展應用范圍，涉及更多的行業和領域，如醫療、航空航天、機器人等。

總之，PROFINET作為一種先進的工業自動化通信協議，將會在未來繼續發揮重要作用，推動工業自動化領域的不斷創新和發展。

profinet協議分析

Profinet協議不開放，拿不到協議文本。
和Profibus還是有區別的，按照報文類型來分分為兩種，一種是所謂非即時數據，通過TCP/UDP/IP協議棧來傳遞，一般用于plc與PLC之間或者與組態軟件之間的對等通訊；另一種是即時數據，叫做Profinet IO，則直接跳過TCP/UDP/IP，以西門子自有的低層協議來實現，用于I/O數據高速交換。

 
其中綠色的部分是Profinet IO協議棧。
普通的以太網交換機不能支持Profinet IO協議，因此組建Profinet網，需要購買西門子的以太網交換機。不過似乎Cisco也有少數支持Profinet IO的型號。
工程師是通過工控產品或項目接觸到PROFINET的，產品或項目對PROFINET的需求屬于標準不同的組成部分，所以往往會片面的理解PROFINET。就像我最初是從通信的角度理解，所以當時認為PROFINET只是一種通信協議。而碼發帖的目的就是為了全面、準確的理解PN，所以這么初級的問題也不能放過。

PROFINET英文全稱是Process Field Net，是由PROFIBUS國際組織PI（PROFIBUS International）推出的，是新一代的基于工業以太網技術的自動化總線標準，包含實時通信、分布式現場設備、運動控制、分布式自動化、網絡安裝、安全、過程控制、IT標準等部分。