从Profibus到Profinet之四 | |
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| (点击题目可以在互联网中搜索该题目的相关内容)日期：2006-7-18 23:25:27 来源： 作者： 点击： | |
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自动化技术总是处于一种不断的动态变化进程中。来自降低成本的压力甚至比提高过程流和产品质量的期盼还要强烈，而且对柔性生产资源的要求也来自市场驱动的需求，因此设备、系统和成套装置的制造商必须以飞速的创新来应对这些需求。更多来自市场和用户对信息技术的需求推动着IT 技术在自动化领域的普及。 市场需求和发展趋势 最重要的一个因素是成套装置较好的结构性，因此自动化技术进一步发展成为分布式自动化系统。这与用户要求即日益复杂技术的开放性、一致性和易于使用性携手并进。对与公司管理层接口的要求反映了希望直接交换订单和生产数据的能力。因特网的连接性可使订单的发送以及在装备上执行远程服务和维护措施成为可能。简单且经济地满足这些要求的惟一途径是基于一种统一的通信技术。 同时，为了能够比过去更快捷、更高效地转变为生产一种新产品就需要制造装备更具有灵活性。此要求对自动化系统的体系结构和工程设计有着巨大的影响。只有在工业通信中寻求新的途径才能同时满足所有这些要求。未来自动化方案需要新的技术。如果自动化系统旨在满足用户的上述要求，则它们必须能集成和互连在自动化金字塔中现有的各个层和段。 目前可以看清楚的一个趋势是自动化系统的结构(图1)。由于微处理器的功能日益强大以及计算机的成本相当低廉，越来越多的自动化过程中过去由集中点完成的功能现正逐步由带有预处理功能（分散化智能）的现场设备、传感器和执行器所取代。 到目前为止，自动化解决方案已主要由分布式布局的带执行器、传感器或智能现场设备的一套集中处理单元（PLC、PC、IPC）组成，通过现场总线进行连接。在此情况下，总线系统代替了传统的并行布线，并提供了传输附加参数化数据和诊断数据的能力；电子代替了机械，软件代替了硬件。 实现未来自动化解决方案的另一大进步是使用了分布式自动化结构，即将集中处理能力分散到需要完成此项工作或需要满足此技术要求的场所（驱动器、阀、控制台等）。其结果是产生了可以根据应用而进行组合的各个具有独立控制能力的功能单元。具有独立控制能力的功能单元具有以下几大优点： 1 通过具有独立控制能力的运行应用程序而具有较高的可用性（创建已定义的过程状态）。 2 用户软件的易于重复使用性（软件的构造与模块化）。 3 直接在OEM进行模块的预测试（设置传感器、驱动器和调节器）。 4 通过并行启动显著地减少投运时间（并行I/O 检查、功能测试、部分启动）。 5 装备/机器的标准化（客户定制的装备/机器的组态）。 对于这些要求交互作用的功能单元，具有开放和独立于制造商体系结构的模型是势在必行的，这种模型不仅定义了装备（用于创建应用）的工程设计，而且定义了功能单元和它们的设备（如PLC、驱动器、开关柜和现场设备）之间的通信。 另一个趋势源于用户出于读取订单和自动化层的生产数据并执行远程服务和维护措施等目的对纵向一致性的需求（图2左侧）。这样，已经在办公室领域标准化和成熟的IT 技术也能用于自动化领域。因而不需要巨大的费用就可能从企业资源计划层（ERP）经由制造执行系统层（MES）直至现场层存取数据和交换信息。 在过去的几年中，开放标准的使用已在所有领域和所有层确立。在现场领域，目前这牵涉到使用PROFIBUS 标准、以太网标准和TCP/IP。现今，面向应用的通信是使用OPC、COM/DCOM（图2 右侧）执行的。支持面向对象的方法的开放标准（如ActiveX 和XML）用于结构和接口的描述。这和微软的Office应用程序在工业领域中的使用情况差不多。 PROFINET 概述 工业以太网在现场层面的应用已经崭露头角，虽然这与起初对这一技术的乐观预期尚存距离。接下来，以太网用户自然会期望在办公环境中所能享有的种种优势在工业现场总线解决方案中同样可得以实现。所有这些的实现还不应对以太网的开放性产生任何影响。 |
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