（上海人造板机器厂有限公司）
关键词：Profinet -- PROFINET全称是Process Field Net，由PROFIBUS国际组织（PROFIBUS International）推出，是新一代基于工业以太网技术的工业自动化通信标准。
一：概述
过去的二十几年里，在工厂自动化领域中，现场总线Profibus是现场级通信系统中的主流解决方案，我公司也不例外。不过，随着技术的不断进步和发展，传统现场总线越来越多地表现出了其本身的局限性。一方面，随着现场设备智能程度的不断提高，控制变得越来越分散，分布在工厂各处的智能设备之间，以及智能设备和工厂控制层之间需要连续地交换控制数据，这使得现场设备之问数据的交换量飞速增长；另一方面，随着计算机技术的发展，企业希望能够将底层的生产信息整合到统一的全厂信息管理系统中，于是，企业的信息管理系统需要读取现场的生产数据，并通过工业通信网络实现远程服务和维护，因此，纵向一致性也成为热门的话题，用户希望管理层和现场级能够使用统一的、与办公自动化技术兼容的通信方案，这样可以大大简化工厂控制系统结构，节约系统实施和维护的成本。基于这样的需求，以太网技术开始逐渐从工厂和企业的信息管理层向底层渗透，以太网技术开始广泛地应用于工厂的底层级通信。在自动化世界中使用以太网解决方案有几方面显著的优势：统一的架构、集成的通信，以及强大的服务和诊断功能。于是Profinet技术应运而生。
二：Profinet简介
PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等当前自动化领域的热点话题，并且，作为跨供应商的技术，可以完全兼容工业以太网和现有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护现有投资。
PROFINET是适用于不同需求的完整解决方案，其功能包括8个主要的模块，依次为实时通信、分布式现场设备、运动控制、分布式自动化、网络安装、IT标准和信息安全、故障安全和过程自动化。
PROFINET 技术定义了三种类型：
PROFINET 1.0 基于组件的系统主要用于控制器与控制器通讯
PROFINET-SRT 软实时系统用于控制器与I/O 设备通讯
PROFINET-IRT 硬实时系统用于运动控制
三：PROFINET的优点以及与PROFIBUS的区别
PROFINET具有四大决定性优势（开放性、灵活性、高效率和高性能）来提高生产率。而且从现有PROFIBUS解决方案转换PROFINET非常简便。
●始终如一的开放性。PROFINET采用开放式标准，可实现独立于制造商的自动化解决方案。PROFINET是真正的工业以太网 — 这是从20世纪90年代以来在工业通信中确立的标准。PROFINET为真正的工业以太网，支持TCP/IP，并可使用web技术（如访问现场设备的集成web服务器），从而显著简化调试和诊断工作。考虑到安全机制，还可引入全新远程维护解决方案，甚至是快速生产切换。阔步实施数字化企业转型。
●灵活实施理念。随着各行业创新和产品生命周期的日益缩短，快速的响应时间和流程优化对于确保长期竞争力至关重要。凭借其在工厂结构和生产过程中的最大灵活性，PROFINET可实现创新性机器与工厂解决方案。也可以在相对难以访问的位置集成移动设备。
●更高效，更经济。不断上涨的原材料价格和不断更新的环境法规促使全球企业必须更经济有效地使用其资源，尤其是生产。PROFINET是解决之道。简单的工程设计可加速调试；可靠的设备可提高工厂可用性。此外，全面的诊断和维护解决方案有助于将工厂停机时间和维护成本降至最低。
●高性能提升生产率。性能和精度决定了市场的成功。精确的运动控制、动态驱动性能、高速控制器以及设备的确定性同步是实现卓越生产的关键因素。PROFINET的性能优势可提供足够实力，满足目前及未来需求，不断提高生产率。
PROFINET与PROFIBUS从狭义上讲，没有可比性。所以只能在广义上，对比两者在应用上的区别。
PROFINET最突出的特点是它的实时性，从过程自动化到工厂自动化再到运动控制，其实时性可以满足各种各样的应用，PROFIBUS也可以实现上述的功能，不过在实时性较高的场合特别是在运动控制中，其性能与PROFINET无法相比，无法像PROFINET一样最小实时周期为250us，抖动小于1us的精度。
PROFINET另外一个突出的特点是以太网，借用以太网，可以同时传输TCP或IT数据或者数据、语音、图像等数据，这是PROFIBUS所无法比拟的。而且由于在以太网中，诊断更加灵活，SNMP协议，HTTP协议都可以诊断PN设备，来获取诊断信息。从网络的任何一点，或者通过WLAN，随时随地访问你所需要连接的设备。另外，对于网络的扩展，PROFIBUS只能机械的增加OLM或Repeater等，而且增加的地点多为固定的，其缺点在设备增容时尤为体现。而PROFINET使用以太网的连接方式，加入交换机，插入网线连接即可。这与我们办公的局域网相似，需要增加设备的时候，只需要连接到交换机的端口即可。基于上述原因西门子全新的S7-1200只匹配了PROFINET接口，PROFIBUS的连接只能通过IE/PB LINK PN IO进行无缝集成。
四：Profinet在连续压机生产线控制中的应用
现场总线Profibus在国内人造板机器制造业中运用已经相当成熟，但Profinet尚属起步阶段。上海人造板机器厂在2015年开始研发使用了Profinet现场总线控制方式，并于2016年在河北霸州MDF中密度连续压机生产线获得了首次成功，2017年在山东菏泽PB刨花板连续压机生产线、兰考鼎丰PB刨花板连续压机生产线得以完善定型。现在我们以上海人造板机器厂连续平压MDF生产线为例作一简单介绍。
1：连续压机主线控制设备现场总线Profinet示意图
2：电气控制主要配置：
●人机界面层（HMI）。由数据采集服务器、工程师站、操作上位机、趋势和机器参数上位机、配方参数上位机、打印机等组成，并通过网线（TCP/IP）完成与PLC的数据交换。
●网络交换机。数据链路层的设备，用于上位机和PLC之间、PLC与PROFINET从站之间的数据交换。
●控制层。由各工段的PLC（西门子S7-1500系列）组成，是现场总线PROFINET的主站，主要采集下层和上层信号数据，并根据预先编制的程序完成符合生产工艺的所有动作，是设备控制的核心部分。
●PROFIBNET现场总线层。PLC主站通过现场总线（PROFINET）与现场的各个从站（包括西门子ET200S、变频器、传感器等）进行通讯，同时也可以在PLC之间进行数据交换。
3：运用现场总线Profinet后的设备主要优点：
a.可实现庞大的数据交换，如数据显示、数据跟踪、故障诊断、趋势等。
五：结束语
通过PROFINET，在所有平台上进行快速安全的数据交换，为制造业和过程工业实现创新解决方案。凭其卓越的开放性和灵活性，PROFINET为我们提供机器与系统结构设计的极高自由度。现场总线PROFINET作为自动化领域的一次革命，它的意义和产生的效益是非常巨大的。通过这种结构可实现对全厂各生产环节有效的监视、管理、指挥、调度。这种结构具有可靠性高、扩展性好，生产工艺适宜性强，比较适合MDF这种中大型的连续压机生产线控制模式。积极开展各种工业以太网、现场总线技术在人造板机器控制上的研究和应用，对于人造板机器制造厂家来说可以更好地完善设备功能、增强故障诊断功能、提高设备精度、优化设备生产工艺，让我国人造板设备更上一层楼。
参考文献：
[1]刘国海 现场总线PROFINET 电子工业出版社 2007-9-1学习软件：西门子编程软件TIAPORTALV14西门子公司
论文作者:徐津
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
标签：设备论文; 以太网论文; 现场总线论文; 人造板论文; 工厂论文; 解决方案论文; 数据论文; 《电力设备》2019年第3期论文;