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)領域中工業(yè)4.0應用的基礎

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)務流程涉及到化工公司、設備供應商和最終用戶。

而有關工業(yè)4.0、網(wǎng)絡化生產(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)濟性的措施已經(jīng)具備，但缺少的是相關的標準，尤其是通信技術中使用靈活的接口。此時，Profinet現(xiàn)場總線是一種理想的選擇，因為它滿足了跨技術領域的種種要求。

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。

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功能，能夠完全把現(xiàn)場的儀器設備數(shù)字化地集成到主控系統(tǒng)和企業(yè)的設備資產(chǎn)管理系統(tǒng)中。

使用Profibus PA現(xiàn)場總線能夠用數(shù)字式通信技術來替代模擬式的通信技術，帶給企業(yè)所有數(shù)字化通信技術的優(yōu)點以及簡單實現(xiàn)本質安全的防爆保護（FISCO標準模式）。

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)得到了廣泛的應用。該現(xiàn)場總線配置方式有著很強的生命力。借助于Profinet的代理技術規(guī)范可以把兩大現(xiàn)場總線技術的長處結合到一起，保證長期的投資可靠性。

許多設備生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)了多種不同的網(wǎng)關，而利用這些網(wǎng)關就可以把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用廣泛的現(xiàn)場總線工具來完成例如儀器設備配置、參數(shù)賦值和狀態(tài)監(jiān)控等任務。

PI協(xié)會正在為流程工業(yè)企業(yè)進一步研發(fā)Profinet現(xiàn)場總線技術。

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

在獨立于自動化企業(yè)的現(xiàn)場總線儀器設備與主控系統(tǒng)相互通信的項目中，PA儀器設備4.0提供了“中性通道”的標準化接口，它能夠準確地“復制”現(xiàn)場總線所用儀器設備的功能，并用擴展的Profil-GSD形式做好儀器設備集成的所有準備工作。

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，這不僅為流程設備運營商提供了有價值的數(shù)據(jù)和關鍵詞，更為他們提供了整套流程設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、靈活的拓撲結構、牢固的連接技術、冗余技術和暢通無阻的高性能解決方案。

同時，Ex易燃易爆炸安全防護能力也非常重要。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、FDI、 Profienergy以及Profinet Security等Profinet現(xiàn)場總線技術。

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

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

此時，最重要的是可供使用的現(xiàn)場總線儀器設備，從流量計到物位計，許多種類的現(xiàn)場總線儀器設備都可與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)領域。但各領域企業(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)造更大價值。這必須通過網(wǎng)絡化的方式，采集信息、處理信息和評估信息，并且能夠暢通無阻且實時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。