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PROFINET挺进过程自动化

发布时间:2022-08-02   浏览次数:

  最近,有两件事情不得不引起我们对PROFINET的再度关注。一是在2006年3月PI的一次会议上,PROFIBUS国际组织(PI)首次正式提出用PROFINET挺进过程自动化。继PROFINET在工厂自动化、通讯安全、驱动与运动控制中的应用之后,PI正在紧锣密鼓地准备推广PROFINET在过程自动化中的应用;二是领先的过程自动化FF现场总线产品供应商——艾默生过程管理日前宣布将与西门子自动化与驱动集团共同扩充系统接口以扩展各自系统支持国际现场总线标准的能力。这一事件无疑从一个侧面有力地印证了PROFINET和PROFIBUS准备挺进过程自动化的决心。据了解,这两大公司将进行与接口扩充相关的技术交换和工程支持以扩展其系统和软件,首批产品预计将在2007年中旬面世。该项合作起源于两大公司与用户供应商联盟的工作,艾默生和西门子将在其主系统中采用OPC基金会新进推出的OPC UA标准,并运用最新国际标准的电子设备描述语言(EDDL)开发完全开放的、可互操作的现场仪表和电动驱动设备。

  就目前所见,无论是从技术角度,还是市场角度,现场总线和工业以太网将会并存多年。事实上,现场总线+以太网,即所谓的FIELDNET体系结构方案的确是保护用户现有的技术和设备上投资的首选,而且已经开始被一些行业所接受。通过现在的一些资料可以看出PI目前采取的是从现场总线到工业以太网的技术嫁接的途径,只是这种技术嫁接方案不仅仅针对PROFIBUS现场总线,而是包容了像FF、HART这样一些过程自动化中应用广泛的总线协议,也即是“包容而非替代”。凤凰天机网开奖结果

  既然如此,我们不妨先看看PROFINET以上述途径挺进过程自动化的技术成熟度。众所周知,当需要同时采用现场总线和工业以太网技术的时候,其最大的挑战在于二者之间的数据交换,因为这两种协议的数据结构是完全不同的,这也是从企业顶层(IT管理层)到底层(现场设备层)仍然各自采用不同通讯方案的主要原因。所以,如何解决这一问题成为PROFINET实现技术嫁接必须解决的首要问题,也就是说必须先让现有的PA设备协议以及其他PA应用协议适应于PROFINET。总体而言,PROFINET目前已经完成的技术进展主要包括:

  1、推出代理服务器产品。在PROFINET诞生之初,只有PROFIBUS DP可以升级为PROFINET,即便是PROFIBUS PA设备要连接PROFINET都还需要两种设备:一个普通的PROFIBUS DP转换器或者一个PA耦合器。但不久之后,PI将推出一种更为便宜的PA代理服务器来代替目前上述两种设备的功能。代理服务器的解决方案是非常有特点的无缝集成方案,它可以包含任何一种现场总线协议。我们完全可以将一个代理服务器理解为现场总线系统和PROFINET之间的网关。

  2、逐步解决过程自动化的安全问题。到目前为止,PROFINET技术中的PROFIsafe安全协议已经制定完成,其数据安全功能目前也在加以测试检验,以决定它们是否也可以无缝集成到过程自动化领域,今年将有适合PROFIsafe协议的PA产品面市。据悉,PROFINET中的PROFIsafe技术已经在汽车工业中进行了初步的应用。如Audi、BMW、DaimlerChrysler和VW等四家最大的德国汽车制造商都已熟悉了PROFINET中的PROFIsafe协议特点。

  3、解决针对DCS的适用性问题。PROFINET IO在应用于过程自动化的时候,其现有的核心功能保持不变,而且将有利于DCS系统与企业制造执行系统(MES)和资产管理等上层软件系统的集成。但是,PROFINET IO必须关注PA在DCS中的系统配置和工程实施的问题,以及关于系统冗余、时间戳、时间同步等一些系统的要求,此外DCS的系统冗余功能也有待PROFINET去解决和面对。

  为了与其他过程总线协议进行集成应用,PI还计划在2006年年底之前完成PROFIBUS PA到HART总线设备转换协议的制定,在2007年重点解决与FF协议设备的转换,而PROFINET系统真正面向过程自动化的全面的系统功能则有望在2008到2009年左右实现。

  目前,PROFINET已经在一些过程自动化领域得到顺利的实施,但是其中主要是一些制造为主的混合型行业。这些所谓的混合式的应用(如装瓶、包装、运输与物流、能源管理)主要是在食品饮料行业、制药行业以及化妆品行业。当然这也反映出,无论是概念上还是实施过程中,生产自动化与过程自动化的界限正在变得越来越模糊。

  从现有的实际应用来看,从PROFIBUS PA通过转换器或者耦合器到PROFIBUS DP再连接PROFINET的方法(即所谓的“双桥接”)已经在欧洲有了比较多的应用,像一些饮料生产与包装行业、食品行业等。而真正像石化、医药等一些典型过程工业的PROFINET应用仍然尚待时日。

  我们可以断言,在一段时间内,PROFINET要取代PROFIBUS PA、FF、HART等是不太可能的事情。原因很简单,一方面技术还不够成熟,产品成本比较高昂;另一方面从投资方面考虑,即使以太网的诱惑力再大,过程用户也不可能完全放弃已经在使用中的现场总线系统。因此,PI目前采用的技术嫁接的方法的确是一种比较实际的途径。(E-works)

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