關(guān)于PROFInet以太網(wǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)的研究及應用

　　PROFInet辨別工程系統中的對象（ES對象）和運行期系統中的對象（RT對象）。在工程設計期間，ES對象代表RT對象。ES對象的示例、互連和參數化形成了一個(gè)特定工廠(chǎng)的自動(dòng)化解決方案的模型。使用工程模型的評估，下裝能觸發(fā)運行期軟件的生成。

　　PROFInet方案跟隨這樣一個(gè)基本思想:運行期系統中的每個(gè)RT對象恰恰與工程系統中的ES對象相對應，這有利于工程領(lǐng)域映象到運行期領(lǐng)域，反之亦然。以這種方式，ES對象間的關(guān)系可容易地映象到相應的RT對象間的關(guān)系。這些語(yǔ)句適用于設備（ES設備）和軟件（ES自動(dòng)化）的典型工程。

　　在這個(gè)方案中，ES對象和RT對象被認為是兩個(gè)不同的對象。因為第一，組態(tài)發(fā)生在運行期領(lǐng)域（設備）尚不可用的期間;第二，對象的功能不同，因為只有RT對象才能產(chǎn)生實(shí)際的自動(dòng)化功能。

4、運行期通信

　　運行期通信通過(guò)COM對象的接口以基于草擬的對象模型的對象協(xié)議的形式進(jìn)行。

　　運行期模型代表一臺設備上可用的實(shí)際對象，該設備通過(guò)OLE自動(dòng)化可從外部訪(fǎng)問(wèn)這些對象的接口、方式和各個(gè)對象相互間的關(guān)系。它并不作任何關(guān)于接口實(shí)現的假設，因此在實(shí)現期間保持了最大限度的靈活性（只要對象的映象保留在設備的通信線(xiàn)上）。

　　運行期概念基于傳統的Ethernet通信機制，如TCP/IP或UDP。后來(lái)對這種基本的機制用RPC和DCOM機制進(jìn)行了加強。DCOM可視為用于基于RPC分布式應用的COM技術(shù)的擴展。作為一種選擇，現可采用優(yōu)化的實(shí)時(shí)通信機制用于實(shí)時(shí)時(shí)間苛求的應用領(lǐng)域。

　　在運行期期間，PROFInet部件以DCOM對象的形式映象，這樣通過(guò)對象協(xié)議機制確保了DCOM對象的通信。自動(dòng)化對象即COM對象作為PDU以DCOM協(xié)議定義的形式出現在通信總線(xiàn)上。通過(guò)“DCOM布線(xiàn)協(xié)議”，DCOM定義了對象的標識和具有有關(guān)接口和參數的方法。這就可在通信總線(xiàn)上進(jìn)行標準化的DCOM信息包的傳輸，通信總線(xiàn)是通過(guò)接口定義確定的。這些信息包在客戶(hù)方生成并在服務(wù)器評估和解釋。其特點(diǎn)在于:在服務(wù)器內不需要有COM對象。它滿(mǎn)足了在總線(xiàn)上實(shí)現生成“對象幻影”（illusionofanobject）的需要。

　　連接對象活動(dòng)控制（ACCO）確保了已組態(tài)的互相連接的設備間通信關(guān)系的建立和數據交換。傳輸本身是由事件控制的。ACCO也負責故障后的恢復。這包括:質(zhì)量代碼和時(shí)間標記的傳輸、連接伙伴的監視、連接丟失后的再建立以及相互連接性的測試/診斷。

5、工程方案

　　用戶(hù)友好的PROFInet工程方案是唯一的、特定的方案，這是通過(guò)任何其它現場(chǎng)總線(xiàn)或新興的Ethernet解決方案所不可實(shí)現的自動(dòng)化解決方案。

　　有了PROFInet，在PROFInet設備上運行的自動(dòng)化對象，在運行期可互相通信。在工程設計過(guò)程中定義了邊界條件和通信連接。為此目的，已定義了工程對象模型，它為使用工程系統自動(dòng)化對象（ESAutos）確定了技術(shù)框架條件。這種統一的基礎模型可使不同制造商的工程系統自動(dòng)化對象和不同制造商的工程開(kāi)發(fā)工具相結合。

　　這種工程對象模型不僅使用不同制造商部件的組態(tài)開(kāi)發(fā)工具，而且還認可制造商的規范或用面（facet）的方法進(jìn)行的面向應用的功能擴展。設備本身依賴(lài)于制造商的編程（部件生成）和用較高層的工程工具進(jìn)行的所安裝設備范圍內互連（應用組態(tài)）之間的清晰的分離可實(shí)現在一個(gè)工廠(chǎng)中集成不同制造商的產(chǎn)品。

6、具體應用

　　目前在國內，PROFInet的應用還處于初級階段，只有少數的公司和單位采用PROFInet結構布局?，F在，我們正嘗試在國內某家核電裝備工廠(chǎng)采用PROFInet方案集成系統。

　　系統的最上層是INTERNET，工廠(chǎng)內部網(wǎng)絡(luò )可以通過(guò)接口與外部網(wǎng)絡(luò )通訊聯(lián)系;中間層是PROFInet，包括工廠(chǎng)對于車(chē)間設備的管理控制單元或軟件;最下層則是基于PROFIBUS的現場(chǎng)總線(xiàn)單元，具體包括車(chē)間自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)上的各個(gè)工段、控制器、執行元件、現場(chǎng)設備（如傳感器、儀表）、自動(dòng)化設備（如車(chē)床、銑床）等。我們可以通過(guò)PROFInet與現場(chǎng)總線(xiàn)的接口來(lái)監控車(chē)間各設備的運行，達到對管理層和現場(chǎng)層流程化、理性化集成的目的。

　　具體系統方案如下圖所示：

圖2：PROFInet具體應用集成方案

　　我們已經(jīng)對該系統集成方案做了初步分析和論證，理論證明該方案確實(shí)可行。

7、結束語(yǔ)

　　本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：通過(guò)對PROFInet以太網(wǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)的研究，將其應用范圍由單純的通信機制向集成工業(yè)自動(dòng)化方面縱向擴展，并通過(guò)具體的實(shí)際方案分析，證明PROFInet作為一種與PROFIBUS相結合的以太網(wǎng)現場(chǎng)總線(xiàn)。能夠從宏觀(guān)和微觀(guān)的角度來(lái)改善對自動(dòng)化設備網(wǎng)絡(luò )的管理和監控，規范工業(yè)流程和生產(chǎn)秩序，在工業(yè)自動(dòng)化系統中發(fā)揮巨大的作用。

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