PROFINET是基于工业以太网的最新的现场总线协议。它具有很高的实时性,响应时间可以达到微秒级,是工业控制领域公认的未来工业通讯标准。目前对PROFINET的研究还处于刚刚起步阶段,特别是在国内,很少有人从事协议方面的研究,多数还处于应用方面,与其形成鲜明对比的是,工业控制领域对PROFINET的需求日益迫切。本文首先阐述了PROFINET技术的发展历史及研究现状,研究了PROFINET IO的系统模型、提供的服务和协议。其次,本文重点分析了PROFINET RT与IRT协议的通信调度机制,分别提出了计算刷新时间的方法,对两种IRT协议的实时性做出了对比,并且通过对实际产品的分析,研究了RT、IRT和NRT通信数据共存时的带宽分配问题。最后,在从西门子公司获得的PROFINET专用处理器ERTEC400和PROFINET IO协议栈的基础上,根据PROFINET IO的系统模型,对IO从站实验板进行了硬件和软件设计,并成功地与西门子PLC建立起了PROFINET连接,实现了RT数据交换。本课题提出的RT与IRT刷新时间的计算方法和带宽分配方法有助于实际工程应用中对设备的正确配置,合理利用带宽资源,并且避免了数据交换时错误的发生。IO从站实验板的成功设计为IO从站产品的投放市场和PROFINET IO协议栈的广泛应用打下了基础。