【Profinet专栏】关于PROFINET快速启动机制FSU及其应用的思考
【0.前言】
在实际的自动化项目中，对于PROFINET等以太网设备的组态编程，如果不去了解设备的安装位置、网络结构与工艺动作，只管埋头分配设备名称与IP地址，是不是就万事大吉了？事实上，这可能会使我们在机器投产后遭遇到许多烦心事（例如通讯迟缓或不稳定），往往需要改善网络参数设定、改善网络布局接线、甚至追加投入硬件设备后才能解决。其中尤以快速连接应用问题的难度较大，所以有必要充分理解PROFINET快速启动机制。
【1.0.什么情况下需要考虑PROFINET快速启动？】
让我们继续之前的角色扮演：
班主任（PROFINET控制器）开始正式上课（PROFINET网络通讯正常）后，并不是所有的学生（PROFINET设备）都会一直坐在自己座位上的。
例如：有些学生中途离开座位上了趟洗手间后又回来（相当于PROFINET设备与控制器之间脱开网络连接一段时间后又接入网络）；班主任组织一些学生轮流与自己单独面谈并答疑（相当于PROFINET控制器断开与设备A之间的网络连接后再建立与设备B之间的网络连接，然后断开设备B再去连接设备C，以此类推循环下去）；有些学生中途离开座位跑到别的教室里找别的班主任处理完事情以后又回来（相当于PROFINET设备脱开与控制器A之间的网络连接后再接入与控制器B之间的网络，然后又脱开控制器B的网络回到控制器A的网络）等事件。就像配合已经非常默契的人们，相互之间只需简单地打个招呼就能立即开始合作，班主任也需要与学生之间足够熟悉，快速确认重返课堂学生的状态并尽快恢复上课（相当于PROFINET设备与控制器快速恢复通讯），才能将各种学生事件对正常上课的影响降到最低，确保教学进度。
落实到具体自动化项目中，例如上图所示的汽车白车身自动焊接应用，优化的工业以太网快速启动设置对用户来说意义重大。因为快速启动与连接技术能直接优化瓶颈工位的生产节拍（可将网线重新连接后的通讯恢复时间优化到0.5秒以内），从而提高整个产线的生产效能。
对于一个PROFINET设备来说，如果您仔细观察从该设备网络端口一直到其上位机控制器网络端口之间的所有PROFINET网络拓扑结构图，发现网线经过了类似于机器人换枪盘那样的对接（会发生插拔网线动作的）装置与系统，那么就可以考虑对该PROFINET设备及其网路内其它相关设备（包括对接装置之前的那个设备）进行FSU(Fast Start Up)快速启动设定了。
【2.PROFINET快速启动机制FSU(Fast Start Up)是如何工作的？】
在前文描述的标准启动机制中，PROFINET IO设备的启动时间主要花费在自协商和自交叉模式识别（约3秒）以及连接建立与确认过程上（约2秒，或更长，如果分配一个不同的IP地址）。所以快速启动机制就是专门针对这两块时间进行了流程优化，其主要思路是禁止网络端口自协商和自交叉，并优化连接建立与确认过程。所以在相关调试手册内，您会看到以下关于设备网口与功能参数的设置：
为了便于普通用户理解，我们仍旧进行角色扮演：学生头脑足够灵活（PROFINET设备支持快速启动功能），班主任头脑足够灵活且宽容（PROFINET控制器支持快速启动功能），不过容忍有个限度，目前是允许一个班级里最多有32个这样会走动的学生，而且一次只允许最多8个学生同时走动（最多可组态32个快速启动PROFINET设备，最多一次只能激活8个PROFINET设备实现快速启动），学生重新回到座位上后，班主任向学生简单地打个招呼并确认得到回应后立即继续上课（优化的连接建立与确认过程）。
学生的灵活性体现在能够很快熟悉环境，知道自己的特性、与班主任学生等伙伴相互间都很熟悉、快速响应班主任的指令，能够改变自己适应环境（这就相当于能够禁用自协商和自交叉模式，能够激活快速启动模式申请优先启动，能够定义伙伴端口等信息参数）。
而在网络安装方面，我们要对包含换枪盘/对接系统的网络架构适当做些调整，主要是根据所使用的设备选择交叉或平行网线。例如相同类型设备之间：交叉网线，例如交换机之间或终端设备之间；不同类型设备之间：平行网线，例如交换机和设备之间。
【3.如何使PROFINET快速启动FSU(Fast Start Up)机制达到预想的设定效果？】
实战中，并不是简单设定几个参数，快速启动时间就能达到令用户满意（例如500ms以内）的效果。
现场实际问题五花八门，每个应用CASE都有自身的特点，具体问题具体分析，所有的对策都是基于足够熟悉网络结构的基础上，因此以下经验仅供参考：
1）检查PROFINET设备与控制器，确认GSDML文件版本与自身固件版本是否支持FSU？并且是否相互兼容？
2）检查PROFINET网络架构，确认有没有经过类似MRP环网等与FSU功能不兼容的拓扑结构？有没有不支持网口管理的交换机与设备？有没有搞错平行与交叉网线？
3）检查整个项目控制系统中控制器的PROFINET参数设置与控制程序，有没有影响通讯恢复时间的额外动作与运算？不同控制器的硬件组态程序内，对于同一类快速启动设备的参数设置，有没有保持一致性？
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