随着以太网和信息技术(IT)的广泛应用,将以太网技术和IT技术集成到自动化系统之中,是自动化技术升级的必然需求,因此PROFINET技术应运而生。PROFINET技术是一种开放的、创新的工业以太网标准,它可以满足自动化领域的各种需求,PROFINET既支持标准的TCP/IP通信,又能提供标准以太网不能实现的时间确定性的功能,这使其成为了一个理想的工业网络。目前工业现场广泛使用的传感器、变频器、各种仪器仪表大多是通过Modbus协议与外部控制器进行串行通信,企业无法对各种设备进行网络化的管理,这样阻碍了企业数字化与网络化的发展。本课题针对Modbus网络无法直接与PROFINET网络进行通信的问题,设计了一款基于西门子ERTEC200P的ROFINET-Modbus通信网关系统,实现了PROFINET网络与Modbus网络之间的数据通信。本网关在Modbus一侧既可以配置为主站,也可以配置为从站,使用灵活操作简单,单次数据传输最高可达1440字节,同时研究了PROFINET数据帧的实时性能,根据PROFINET数据帧的结构及其在交换机中的转发方式,推导出了数据在网络中的传输延时,并且给出三种性能优化的方法,对实际的应用起到了理论指导作用。本文首先介绍了PROFINET工业以太网技术,阐述了PROFINET IO的相关概念并且对PROFINET的通信原理进行了分析,最后得出了PROFINET通信的特点。针对RPOFINET通信的特点,对PROFINET数据帧传输的实时性进行了理论推导,并且给出了优化PROFINET性能的三种方法:快速转发、数据帧打包和数据分段,给实际应用提供了理论指导。根据PROFINET协议与Modbus协议的标准参考模型,提出了网关系统的整体设计方案,并根据整体方案设计并制作了相应的硬件平台,编写网关系统协议转换的软件,完成了网关系统的软件与硬件的联合调试。最后搭建了系统测试平台,完成了网关功能与性能的测试,测试结果表明网关系统可以正常完成PROFINET协议与Modbus协议转换的功能。