Wat is IRT?
IRT (Isochronous Real-Time) is de hoogste realtimeklasse van PROFINET, waarin cyclische procesdata in een vooraf geplande, gereserveerde tijdsfase van elke buscyclus worden verstuurd, terwijl alle apparaten en switches hun klokken onderling tot op minder dan een microseconde gelijk houden. Daardoor zijn cyclustijden van 250 µs gangbaar en tot 31,25 µs mogelijk, met een jitter onder 1 µs. IRT hoort bij conformance class C (CC-C) en is bedoeld voor motion control, servo-assen en andere toepassingen waarin meerdere apparaten op exact hetzelfde moment moeten handelen.
De afkorting IRT wordt in cybersecurity ook gebruikt voor het Incident Response Team. Die betekenis staat verderop in dit artikel.
🧠 Waarvoor is PROFINET IRT bedoeld?
Gewoon PROFINET RT (conformance class A en B) haalt over standaard Ethernet cyclustijden van ongeveer 1 ms, met een jitter van circa 10 tot 100 µs. Voor de meeste I/O is dat ruim voldoende. Bij gesynchroniseerde assen is het te grof: als twee servo’s hun setpoint enkele tientallen microseconden na elkaar krijgen, ontstaat een zichtbare fout in snij-, druk- of verpakkingswerk.
IRT lost dat op met twee mechanismen:
- Bandbreedtereservering - een deel van elke cyclus is exclusief gereserveerd voor IRT-frames, zodat ander verkeer ze nooit kan ophouden
- Kloksynchronisatie - controller, apparaten en switches delen één tijdbasis, zodat elk frame op een vooraf berekend tijdstip wordt verzonden en doorgestuurd
Isochrone overdracht werd in 2004 aan PROFINET IO toegevoegd, specifiek om het protocol geschikt te maken voor bewegingsbesturing. Het driveprofiel PROFIdrive vraagt voor de applicatieklassen 4 tot en met 6 (positioneren en gecoördineerde assen) gesynchroniseerde drives, en IRT is daarvoor in PROFINET de standaardroute. Typische toepassingen zijn drukpersen, verpakkingsmachines, robotica, drukkerijen en meetopstellingen waarin meetwaarden van meerdere stations op hetzelfde moment moeten worden vastgelegd.
🔧 Hoe werkt de IRT-cyclus?
Elke IRT-cyclus heeft een vaste lengte, de send clock, die tussen 31,25 µs en 4 ms ligt. De meeste toepassingen draaien op 1 ms, motion control typisch op 250 µs tot 1 ms. De cyclus is opgedeeld in fasen:
| Fase | Inhoud | Gedrag van de switch |
|---|---|---|
| Rood | Alleen IRT-frames (real-time class 3, RTC3) | Tijdgestuurd: elk frame heeft een vooraf berekende verzendoffset en wordt cut-through doorgestuurd |
| Oranje (optioneel) | Andere tijdkritische frames | Gereserveerd tijdvenster |
| Groen | RT-frames (RTC1), alarmen, synchronisatieframes, TCP/IP en overig verkeer | Prioriteitsgestuurd volgens IEEE 802.1Q, zoals gewoon PROFINET |
| Geel (einde groen) | Alleen frames die nog vóór de volgende rode fase passen | Store-and-forward; de switch controleert de framelengte |
De gele overgang duurt 125 µs, de tijd die een maximaal Ethernet-frame van 1.500 bytes op 100 Mbit/s nodig heeft. Daarnaast houdt de switch een veiligheidsmarge van 640 ns aan, zodat een laat frame nooit in de rode fase van de volgende cyclus belandt. Doordat de rode fase alleen geplande frames bevat, kan de vertraging van elk IRT-frame tot op nanoseconden worden voorspeld.
Voor cycli onder 250 µs bevat PROFINET V2.3 twee uitbreidingen. Fragmentatie knipt grote frames in de groene fase op, zodat die fase korter kan. Dynamic Frame Packing (DFP) bundelt in een lijntopologie de outputdata voor alle apparaten in één frame; elk apparaat haalt er zijn deel uit, waardoor het frame onderweg krimpt. Op de terugweg worden de inputs op dezelfde manier samengevoegd.
⏱️ Hoe synchroniseert IRT de klokken?
IRT gebruikt PTCP (Precision Transparent Clock Protocol), een van PTP (IEEE 1588) afgeleid protocol. PTCP kent twee soorten berichten:
- Line delay-metingen - elk paar buren meet periodiek de looptijd over de kabel, onafhankelijk van de verbindingsstatus
- Sync-frames - de sync master, meestal de controller, verspreidt de systeemtijd; elk apparaat telt daar de gemeten kabelvertraging en zijn eigen doorlooptijd (bridge delay) bij op
Alle deelnemers die samen IRT doen, vormen een sync domain: één sync master met daaraan toegewezen sync slaves. Omdat kabellengte en switchvertraging meetellen, moet de engineeringtool de topologie kennen. In TIA Portal legt u daarom per poort vast welk apparaat waarop is aangesloten. Op basis daarvan berekent de tool offline het verzendschema voor elk frame en elke switch.
Bovenop IRT kan de applicatie zelf ook met de buscyclus meelopen: de isochrone modus. Ingangen worden dan op een vast tijdstip Ti vóór de cyclus ingelezen en uitgangen op een vast tijdstip To na het begin van de buscyclus naar het proces gezet. In een Siemens S7-1500 draait het programma daarbij in een Synchronous Cycle-OB, waarvan de cyclus een geheel veelvoud van de send clock mag zijn. Zo meten alle stations op hetzelfde moment, ook als ze ver uit elkaar staan.
⚙️ Wat is het verschil tussen RT, IRT en TSN?
| Kenmerk | PROFINET RT (CC-A/B) | PROFINET IRT (CC-C) | PROFINET over TSN (CC-D) |
|---|---|---|---|
| Planning | Prioriteit via VLAN-tag | Vast verzendschema per frame | Prioriteit, met tijdvensters volgens IEEE 802.1Qbv voor tijdkritische stromen |
| Kloksynchronisatie | Niet nodig | PTCP, onder 1 µs | IEEE 802.1AS (gPTP) |
| Cyclustijd | Circa 1–10 ms, minimaal 250 µs | 250 µs, met V2.3-uitbreidingen tot 31,25 µs | Kort genoeg voor motion control |
| Jitter | Circa 10–100 µs | Onder 1 µs | Laag, mits tijdgestuurd gepland |
| Hardware | Standaard Ethernet, 802.1Q-switches | IRT-ASIC’s en CC-C-gecertificeerde switches | TSN-capabele apparaten en switches |
| Topologieplanning | Niet nodig | Verplicht | Nodig voor tijdkritische stromen |
IRT werkt met eigen hardware. Bekende chips zijn de ERTEC-familie van Siemens, de TPS-1 met twee geïntegreerde poorten en een IRT-switch, en de netX-controllers van Hilscher, waarbij het IRT-gedrag in microcode zit. Elke component in het IRT-pad, ook elke industriële switch, moet CC-C ondersteunen. PROFINET over TSN vervangt dit eigen mechanisme door open IEEE-standaarden, zodat tijdkritisch en gewoon IT-verkeer eenvoudiger hetzelfde netwerk delen.
Buiten de PROFINET-wereld zijn EtherCAT en SERCOS III de belangrijkste alternatieven voor motion control. Zij kiezen een andere aanpak: één frame dat in het voorbijgaan door alle apparaten wordt verwerkt, in plaats van geschakeld verkeer met een gepland tijdschema.
🧭 Hoe richt u een IRT-netwerk in?
- Controleer de conformance class - vraag van controller, drives, O en switches het PROFINET-certificaat met CC-C. Eén switch zonder IRT-ondersteuning in het pad breekt het schema.
- Definieer het sync domain - wijs de sync master aan en voeg alle IRT-apparaten toe als sync slave. Kies voor die apparaten IRT als RT-klasse.
- Leg de topologie vast - koppel in de engineeringtool elke poort aan zijn buur en noteer de kabellengtes. Het schema geldt alleen voor deze bekabeling; een omgewisselde kabel geeft een topologiefout.
- Kies de send clock - begin bij 1 ms of 500 µs en ga alleen lager als de regelkring dat echt vraagt. Kortere cycli vergroten het rode deel en laten minder ruimte voor ander verkeer.
- Stel de isochrone modus in - zet Ti en To voor alle stations bij voorkeur gelijk als meetwaarden van meerdere stations moeten samenvallen.
- Regel redundantie - gebruik MRP met MRPD als de machine geen enkele onderbreking verdraagt (zie hieronder).
- Test en bewaak - controleer na inbedrijfstelling de diagnose op synchronisatieverlies en te late frames, en neem die tellers op in uw netwerkmonitoring.
🛡️ Hoe zit het met redundantie en beveiliging bij IRT?
Gewone MRP schakelt bij een kabelbreuk binnen 200 ms om. Voor een servo-as met een cyclus van 250 µs is dat een eeuwigheid. Daarom kent PROFINET MRPD (Media Redundancy for Planned Duplication): de zender stuurt elk IRT-frame tegelijk beide kanten van de ring op en de ontvanger gooit het duplicaat weg. Een kabelbreuk leidt dan niet tot een onderbreking.
Voor cybersecurity gelden dezelfde beperkingen als voor klassiek PROFINET: er is geen authenticatie of versleuteling, en IRT-frames gebruiken dezelfde Ethertype 0x8892 op laag 2. Wie toegang heeft tot het segment, kan het schema verstoren met extra verkeer of met vervalste synchronisatieframes. De PROFINET Security Classes 2 en 3 voegen certificaten en versleuteling toe, maar zijn in 2026 nog niet breed beschikbaar. Een IRT-cel hoort daarom in een eigen zone volgens het zones-en-conduits-model van IEC 62443, met segmentatie via VLAN’s en een industriële firewall naar hogere niveaus van het Purdue Model. Laat geen laag 2-verkeer de cel verlaten en bewaak het segment passief met een OT-IDS of Wireshark, dat PROFINET en PTCP decodeert.
🚨 Wat betekent IRT bij incidentrespons?
In incidentrespons staat IRT voor Incident Response Team: het team dat cyberincidenten binnen een organisatie detecteert, analyseert, coördineert en afhandelt. Het is de operationele uitvoerder van het Incident Response Plan. Een IRT wordt ook wel CSIRT (Computer Security Incident Response Team) of CERT genoemd.
| Rol | Verantwoordelijkheid |
|---|---|
| IRT-coördinator | Leidt het team, beheert communicatie en besluitvorming |
| Security-analist / SOC | Detectie, triage en technische analyse met onder meer SIEM en EDR |
| Netwerk- en systeembeheer | Containment en herstel |
| OT-specialist | Beoordeelt impact op PLC, SCADA en productie |
| Communicatie | Interne updates en persvoorlichting |
| Juridische functie | Meldplicht, aansprakelijkheid en AVG |
| CISO / IT-manager | Eindverantwoordelijk voor escalatie en besluiten |
Het team doorloopt detectie, classificatie, escalatie, containment en herstel, oorzaakanalyse, rapportage en verbetermaatregelen. Hulpmiddelen zijn playbooks, SOAR, een asset-inventaris of CMDB, een jump server voor veilige toegang en meldsjablonen voor het NCSC of de toezichthouder, wat ook helpt bij compliance. In complexe IT/OT-omgevingen is het team multidisciplinair: herstel wordt afgestemd met engineering, geplande stilstand en back-upstrategieën, en met de safety-afdeling, zeker waar een SIS of interlocks in het spel zijn. Meer over taken, typen en wetgeving leest u bij CSIRT.
❓ Veelgestelde vragen
Waar staat IRT voor bij PROFINET?
Bij PROFINET staat IRT voor Isochronous Real-Time. Het is de communicatievorm van conformance class C, waarin frames volgens een vast tijdschema in een gereserveerde fase van elke cyclus worden verstuurd. Alle deelnemers zijn daarbij via PTCP tot op minder dan een microseconde gesynchroniseerd.
Welke cyclustijd haalt PROFINET IRT?
PROFINET IRT ondersteunt send clocks van 31,25 µs tot 4 ms. In de praktijk draait motion control meestal op 250 µs tot 1 ms. Cycli onder 250 µs vragen de PROFINET V2.3-uitbreidingen fragmentatie en Dynamic Frame Packing.
Heb ik speciale switches nodig voor IRT?
Ja, PROFINET IRT vraagt switches die conformance class C ondersteunen. Zulke switches synchroniseren hun klok via PTCP, reserveren de rode fase en sturen IRT-frames cut-through door. Een gewone managed switch, ook met VLAN-prioriteit, kan het IRT-schema niet garanderen.
Is IRT nodig voor PROFIsafe?
Nee, PROFIsafe heeft geen IRT nodig. PROFIsafe beveiligt de safety-data zelf en gebruikt PROFINET als black channel, meestal gewoon via RT. IRT is pas nodig als de toepassing zelf een strak gesynchroniseerde cyclus vraagt, zoals bij gecoördineerde servo-assen.
Wat is het verschil tussen IRT en de isochrone modus?
IRT regelt het netwerktransport: frames komen in elke cyclus op een vast moment aan. De isochrone modus koppelt daarnaast de applicatie aan die cyclus, zodat ingangen op tijdstip Ti worden ingelezen en uitgangen op tijdstip To worden gezet. Voor isochrone I/O is IRT een voorwaarde, maar IRT kan ook zonder isochrone applicatie draaien.
Vervangt TSN PROFINET IRT?
PROFINET over TSN (conformance class D) biedt dezelfde functies als IRT met open IEEE 802.1-standaarden in plaats van eigen hardware. Voor nieuwe, geconvergeerde netwerken is TSN daardoor de toekomstroute. Bestaande IRT-installaties blijven gewoon werken; welke variant u kiest, hangt vooral af van wat uw PLC-platform en drives ondersteunen.
📌 Samengevat
PROFINET IRT reserveert in elke cyclus een vaste tijdsfase en synchroniseert alle klokken via PTCP, zodat cycli tot 31,25 µs met een jitter onder 1 µs mogelijk zijn. Dat maakt IRT de PROFINET-keuze voor motion control en gesynchroniseerde metingen, op voorwaarde dat alle componenten conformance class C ondersteunen en de topologie vooraf is gepland. Met MRPD is IRT ook stootloos redundant, maar segmentatie en monitoring blijven nodig omdat het protocol geen eigen beveiliging heeft. In cybersecurity betekent IRT iets anders: het Incident Response Team.