PROFINET是一种工业自动化系统使用的通信协议，它是一种基于以太网的协议，允许工业控制系统和设备（如传感器、执行器和其他控制器）之间进行通信。PROFINET由PROFIBUS国际组织开发，是制造业和工业自动化领域广泛使用的协议。目前，PROFINET已成为工业自动化领域中的主流通信协议之一，已广泛应用于各类工业自动化设备和系统中。据统计，截至2019年，全球已有超过25万个PROFINET IO节点和超过500万个PROFINET IO设备在使用。PROFINET在各行业中的应用也越来越广泛，如制造业、汽车工业、食品和饮料工业、能源和水处理工业等。

PROFINET的体系结构

PROFINET采用分层体系结构，包括物理层、数据链路层、网络层和应用层等。PROFINET的物理层采用标准以太网电缆和连接器，支持多种传输速率和距离。PROFINET的数据链路层采用PROFINET IO协议，支持实时数据传输和网络管理。PROFINET的网络层采用TCP/IP协议，支持多种网络拓扑结构和路由策略。PROFINET的应用层采用PROFINET协议，支持多种设备和控制器之间的通信和协作。

PROFINET工作原理

设备连接和自动识别：PROFINET网络中的设备通过以太网物理层进行连接，并且支持自动识别和自动配置功能。当设备加入PROFINET网络时，PROFINET控制器可以自动识别新设备的类型、地址、属性等信息，并自动为其配置IP地址、MAC地址、网络参数等。

通信协议和数据传输：PROFINET通信协议基于以太网技术，采用TCP/IP协议栈，并在此基础上进行了优化和扩展。PROFINET通信协议支持多种数据类型的传输，如非实时数据、实时数据、控制数据和故障诊断数据等。在PROFINET网络中，数据传输可以通过三种方式实现：IO数据通信、TCP/IP数据通信和实时数据通信。

实时通信机制：PROFINET采用实时通信机制，可实现高速、可靠、精确的实时数据传输。PROFINET支持两种实时通信机制，即PROFINET RT和PROFINET IRT。PROFINET RT适用于低延迟、高速的实时数据传输，如运动控制应用；PROFINET IRT适用于高精度控制和监视应用，如温度控制、流量控制等。实时通信机制可以通过PROFINET IO设备和PROFINET I/O控制器之间的周期性通信实现。

网络拓扑结构和冗余机制：PROFINET网络支持多种拓扑结构，如星型、总线型、环形、树形等。不同的拓扑结构可以满足不同的应用需求和网络性能要求。同时，PROFINET还支持冗余机制，可以提高网络的可靠性和稳定性，如设备冗余、路径冗余、端口冗余等。

PROFINET作为一种工业自动化通信协议，具有如下优缺点：

优点：

高效性：PROFINET基于以太网技术，并且在此基础上进行了优化和扩展，因此具有高效性。它支持高速、可靠、精确的实时数据传输和网络通信，可以满足工业自动化领域的实时和非实时通信需求。

灵活性：PROFINET支持多种网络拓扑结构，包括星型、总线型、环形、树形等，可以根据不同的应用需求和网络性能要求进行灵活选择。同时，PROFINET还支持多种冗余机制，如设备冗余、路径冗余、端口冗余等，提高网络的可靠性和稳定性。

可扩展性：PROFINET是一种可扩展的通信协议，可以支持多种不同的设备和应用，如传感器、执行器、机器人、自动化系统等。同时，它还可以支持多种不同的数据类型和协议，包括非实时数据、实时数据、控制数据和故障诊断数据等。

易于集成：PROFINET网络中的设备可以通过自动识别和自动配置功能实现快速集成和配置，降低了设备的安装和调试难度，提高了生产效率和工作效率。

缺点：

复杂性：PROFINET作为一种高级通信协议，相对于其他简单的协议，其学习和实现成本较高。此外，PROFINET网络的配置和维护也需要较高的技能和经验，需要专业的工程师和技术人员进行支持和管理。

成本：PROFINET网络需要较高的硬件和软件成本，包括PROFINET控制器、PROFINET IO设备、网络交换机等。同时，PROFINET的设备和应用也需要进行认证和授权，需要支付相应的费用。

安全性：PROFINET网络通信的安全性需要进行专门的配置和管理，包括防火墙、数据加密、身份验证等。如果安全措施不到位，PROFINET网络可能面临安全威胁和攻击。

综上所述，PROFINET协议具有高性能、高可靠性、互操作性和可视化等优点，但同时也存在配置和维护的复杂性、需要专用设备、安全性问题和部署的限制性等缺点。在使用PROFINET协议时，需要综合考虑其优缺点，选择适合自己的应用场景和实际需求。

未来，PROFINET的发展方向主要有以下几个方面：

适应工业4.0的需求：随着工业4.0的快速发展，PROFINET将会越来越注重设备之间的互联和数据的共享，将更加重视互操作性和通用性，提供更加灵活、高效和智能化的解决方案。

加强安全保障：随着工业自动化的不断发展，网络安全威胁和攻击也越来越普遍，PROFINET将会更加注重网络通信的安全性，提供更加完善的安全保障措施。

提高实时性和性能：PROFINET将继续提高实时性和性能，提供更高的数据传输速率和更低的延迟时间，以满足工业自动化设备和系统对实时性和性能的要求。

加强智能化和可视化：PROFINET将会进一步加强智能化和可视化功能，提供更加丰富的监控、诊断和预测功能，实现设备和系统的智能化管理和维护。

扩展应用范围：PROFINET将会进一步扩展应用范围，涉及更多的行业和领域，如医疗、航空航天、机器人等。

总之，PROFINET作为一种先进的工业自动化通信协议，将会在未来继续发挥重要作用，推动工业自动化领域的不断创新和发展。

profinet协议分析

Profinet协议不开放，拿不到协议文本。
和Profibus还是有区别的，按照报文类型来分分为两种，一种是所谓非即时数据，通过TCP/UDP/IP协议栈来传递，一般用于plc与PLC之间或者与组态软件之间的对等通讯；另一种是即时数据，叫做Profinet IO，则直接跳过TCP/UDP/IP，以西门子自有的低层协议来实现，用于I/O数据高速交换。

 
其中绿色的部分是Profinet IO协议栈。
普通的以太网交换机不能支持Profinet IO协议，因此组建Profinet网，需要购买西门子的以太网交换机。不过似乎Cisco也有少数支持Profinet IO的型号。
工程师是通过工控产品或项目接触到PROFINET的，产品或项目对PROFINET的需求属于标准不同的组成部分，所以往往会片面的理解PROFINET。就像我最初是从通信的角度理解，所以当时认为PROFINET只是一种通信协议。而码发帖的目的就是为了全面、准确的理解PN，所以这么初级的问题也不能放过。

PROFINET英文全称是Process Field Net，是由PROFIBUS国际组织PI（PROFIBUS International）推出的，是新一代的基于工业以太网技术的自动化总线标准，包含实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、安全、过程控制、IT标准等部分。