PROFINET在自动化物流系统中的应用

摘要：随着以太网和信息技术的高速发展，以及现场总线技术的逐渐成熟，PROFINET秉承TN者优势应运而生，在自动化物流系统中得到较好的应用。

关键词：PROFINET、现场总线、以太网、IT、CBA

近年来，现场总线技术在物流自动化领域得到广泛应用，它使自动化系统从集中式控制逐渐转向分布式控制。与此同时，随着以太网和信息技术(IT)的高速发展，IT技术从办公环境走向工业环境已成为自动化系统发展的必然趋势。

将信息技术集成到自动化技术中，可以使自动化系统之间的通信选择、扩展配置、诊断能力和远程服务功能等变得更好。但与办公环境下的应用相比，物流自动化系统对网络的实时性、安全性、易用性等方面提出更高的要求。

PROFINET作为一种创新的、开放的工业以太网标准，满足自动化技术的所有要求，可以为物流自动化系统提供完整的解决方案。本文介绍PROFINET在自动化物流系统中的应用。

PROFINET及其特点

PROFINET是PI(PROFIBUS国际组织)提出的创新的开放标准，用于实现基于工业以太网的集成自动化解决方案。使用PROFINET，能使简单的分布式I／O和对响应时间有严格要求的应用以及基于组件的分布式自动化系统集成到以太网中。

PROFINET具有以下特点：

・PROFINET使用以太网、TCP／UDP和IP作为通信的基础，并对通信加以改进。对于生产车间有严格时间要求的进程数据的传输，采用实时通道(RT)；对于响应时间要求更高的应用(如运动控制应用和工厂自动化中的高性能应用)，使用基于硬件的通信通道等时同步实时(IRT)。三种通道同时在一根网线上并行，使得办公室、中控室、生产设备一网到底成为可能。

・实现分布式I／O与以太网的直接连接。

・在基于IP的通信中，对于IP地址的分配，PROFINET使用发现和组态协议(DCP)，对所有PROFINET现场设备进行编址。

・使用PROFINET CBA能满足成套装备构造者和操作者进行系统级的工程设计，而无需考虑制造商提供的相关软、硬件。

・与以前的现场总线(如PROFIBUS)相比，PROFINET能够容纳更多的节点，这意味着可以构建更庞大的系统。

・PROFINET网络具有多种拓扑结构，应用时更加灵活。

・灵活的多种传输介质能满足众多的应用场合。

・信息安全分割将病毒对系统的影响减至最小。

・除了实时(Real-Time)能力、信息安全和IT技术的使用外，保护投资也至关重要。PROFINET能集成现有的现场总线系统(如PROFIBUS、AS-I和INTER，BUS等)，且无需更改现有的设备。这意味着现有投资得到了有效保护。

正是由于PFOFINET综合了IT与现场总线的优势，可以充分满足自动化物流系统先进、兼容、安全、可靠、可扩展、易用易维护的要求。

网络架构

自动化系统按其功能从上至下可依次划分为设备控制层、集中监控层、生产管理层，PROFINET主要应用于设备控制层，通过其完成自动化物流系统中输送设备的控制任务传输：向上联接物流系统的调度计算机，将物料的输送指令传递至电控系统；向下联接输送设备，实现底层输送设备的驱动、输送设备状态的采集、输送物料的监控。

由于采用一网到底的架构，通过Internet访问I／O控制器成为可能，使得远程维护更易实现。

PROFINET的出现，为点多、线长、面宽的物流自动化系统提供了全面的技术支撑。随着物流自动化系统发展以及生产过程的精细化，各物流系统已经由原有独立的执行个体逐渐转变成相互关联的成套系统，系统间出现了承上启下的信息流需要传递和跟踪。PROFINET CBA的应用，使得系统间的信息流传输得到了最大简化。

当前，PROFINET正以可观的速度逐渐应用于各物流自动化系统中，目前已应用于济南烟草物流自动化系统、徐州烟草物流自动化系统、常德卷烟厂物流自动化系统、北京卷烟厂物流自动化系统、天津卷烟厂物流自动化系统、长春卷烟厂物流自动化系统等项目，效果良好。