PROFINET為工業(yè)4.0提供開放平臺

文/ Sabine Mühlenkamp

過程自動化

PROFINET為工業(yè)4.0提供開放平臺

文/ Sabine Mühlenkamp

流程工業(yè)的以太網(wǎng)——Profinet現(xiàn)場總線提供了一個(gè)基于工業(yè)以太網(wǎng)的開放式平臺解決方案。自其誕生以來，在流程工業(yè)領(lǐng)域一直發(fā)揮著越來越重要的作用。它保證了流程工藝技術(shù)長期的穩(wěn)定性，而且也提供了很好的投資保障。

Profinet已經(jīng)奠定了在流程工業(yè)領(lǐng)域中工業(yè)4.0應(yīng)用的基礎(chǔ)

流程工業(yè)企業(yè)正在尋找新的生產(chǎn)和經(jīng)營模式，以便保證企業(yè)能夠靈活地滿足市場需求，最終成功占領(lǐng)市場。

小批量生產(chǎn)和特種產(chǎn)品的生產(chǎn)是行業(yè)的發(fā)展大勢。這些業(yè)務(wù)流程涉及到化工公司、設(shè)備供應(yīng)商和最終用戶。

而有關(guān)工業(yè)4.0、網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)和智能化通信的討論帶給業(yè)內(nèi)人士很大的啟迪。提高經(jīng)濟(jì)性的措施已經(jīng)具備，但缺少的是相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是通信技術(shù)中使用靈活的接口。此時(shí)，Profinet現(xiàn)場總線是一種理想的選擇，因?yàn)樗鼭M足了跨技術(shù)領(lǐng)域的種種要求。

Profibus PA和Profinet鋪平了道路

Profibus PA現(xiàn)場總線已經(jīng)為現(xiàn)場通信的數(shù)字化奠定了良好的基礎(chǔ)。

Profibus PA現(xiàn)場總線允許使用很長的電纜，在惡劣的工況環(huán)境中具有易燃易爆炸安全防護(hù)功能，能夠完全把現(xiàn)場的儀器設(shè)備數(shù)字化地集成到主控系統(tǒng)和企業(yè)的設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)中。

使用Profibus PA現(xiàn)場總線能夠用數(shù)字式通信技術(shù)來替代模擬式的通信技術(shù)，帶給企業(yè)所有數(shù)字化通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及簡單實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全的防爆保護(hù)（FISCO標(biāo)準(zhǔn)模式）。

因此，今天在世界各地都可以看到“耦合有PA段的Profibus DP”，這種組合式現(xiàn)場總線已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。該現(xiàn)場總線配置方式有著很強(qiáng)的生命力。借助于Profinet的代理技術(shù)規(guī)范可以把兩大現(xiàn)場總線技術(shù)的長處結(jié)合到一起，保證長期的投資可靠性。

許多設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)了多種不同的網(wǎng)關(guān)，而利用這些網(wǎng)關(guān)就可以把Profibus PA現(xiàn)場總線的一段集成到Profinet之中。從而也就能夠支持其他應(yīng)用廣泛的現(xiàn)場總線工具來完成例如儀器設(shè)備配置、參數(shù)賦值和狀態(tài)監(jiān)控等任務(wù)。

PI協(xié)會正在為流程工業(yè)企業(yè)進(jìn)一步研發(fā)Profinet現(xiàn)場總線技術(shù)。

目前已經(jīng)有了適合于Prof i bus系統(tǒng)和Profinet系統(tǒng)的PA儀器設(shè)備4.0，利用他們開發(fā)的PA儀器設(shè)備4.0將使得現(xiàn)場總線工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試和元器件更換變得更加簡單和統(tǒng)一。

在獨(dú)立于自動化企業(yè)的現(xiàn)場總線儀器設(shè)備與主控系統(tǒng)相互通信的項(xiàng)目中，PA儀器設(shè)備4.0提供了“中性通道”的標(biāo)準(zhǔn)化接口，它能夠準(zhǔn)確地“復(fù)制”現(xiàn)場總線所用儀器設(shè)備的功能，并用擴(kuò)展的Profil-GSD形式做好儀器設(shè)備集成的所有準(zhǔn)備工作。

經(jīng)工業(yè)以太網(wǎng)所傳遞的大數(shù)據(jù)量開拓了迄今為止的數(shù)據(jù)和信息交換性能，這不僅為流程設(shè)備運(yùn)營商提供了有價(jià)值的數(shù)據(jù)和關(guān)鍵詞，更為他們提供了整套流程設(shè)備極有說服力的信息。

此外，流程工業(yè)企業(yè)希望能夠得到操作簡便的解決方案，包括大量數(shù)據(jù)處理能力的解決方案 ，以及有著很高的可用性、靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、牢固的連接技術(shù)、冗余技術(shù)和暢通無阻的高性能解決方案。

同時(shí)，Ex易燃易爆炸安全防護(hù)能力也非常重要。在過去的幾年里，PI協(xié)會開發(fā)了一系列的現(xiàn)場總線技術(shù)以滿足用戶的種種需求，包括流程工業(yè)故障診斷和狀態(tài)監(jiān)控技術(shù)、FDI、 Profienergy以及Profinet Security等Profinet現(xiàn)場總線技術(shù)。

這些新開發(fā)的技術(shù)是最終用戶、設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)密切合作的成果，并采用了開放式的技術(shù)，具有很長的生命力，可以在數(shù)十年的時(shí)間里使用。現(xiàn)場總線儀器設(shè)備集成技術(shù)FDI的發(fā)展就是一個(gè)很好的例子。

同時(shí)，現(xiàn)有的流程工業(yè)設(shè)備中很多場合正在使用Profinet現(xiàn)場總線技術(shù)，尤其是在可用性和易燃易爆危險(xiǎn)環(huán)境要求較低，電纜長度較長的應(yīng)用場合中，例如水處理和污水凈化處理領(lǐng)域。

此時(shí)，最重要的是可供使用的現(xiàn)場總線儀器設(shè)備，從流量計(jì)到物位計(jì)，許多種類的現(xiàn)場總線儀器設(shè)備都可與Profinet現(xiàn)場總線連接。

流程工業(yè)企業(yè)要走的路不同于其他工業(yè)領(lǐng)域。但各領(lǐng)域企業(yè)面臨的核心問題都是如何利用現(xiàn)場數(shù)據(jù)為企業(yè)創(chuàng)造更大價(jià)值。這必須通過網(wǎng)絡(luò)化的方式，采集信息、處理信息和評估信息，并且能夠暢通無阻且實(shí)時(shí)地把這些信息傳輸給控制系統(tǒng)或者企業(yè)管理層。Profinet現(xiàn)場總線是一個(gè)理想的選擇。 ●

本文作者系Profibus和Profinet現(xiàn)場總線PI協(xié)會的自由撰稿人。