技术进展与前景
就目前所见,无论是从技术角度,还是市场角度,现场总线和工业以太网将会并存多年。事实上,现场总线+以太网,即所谓的FIELDNET体系结构方案的确是保护用户现有的技术和设备上投资的首选,而且已经开始被一些行业所接受。通过现在的一些资料可以看出PI目前采取的是从现场总线到工业以太网的技术嫁接的途径,只是这种技术嫁接方案不仅仅针对PROFIBUS现场总线,而是包容了像FF、HART这样一些过程自动化中应用广泛的总线协议,也即是“包容而非替代”。
既然如此,我们不妨先看看PROFINET以上述途径挺进过程自动化的技术成熟度。众所周知,当需要同时采用现场总线和工业以太网技术的时候,其最大的挑战在于二者之间的数据交换,因为这两种协议的数据结构是完全不同的,这也是从企业顶层(IT管理层)到底层(现场设备层)仍然各自采用不同通讯方案的主要原因。所以,如何解决这一问题成为PROFINET实现技术嫁接必须解决的首要问题,也就是说必须先让现有的PA设备协议以及其他PA应用协议适应于PROFINET。总体而言,PROFINET目前已经完成的技术进展主要包括:
1、推出代理服务器产品。在PROFINET诞生之初,只有PROFIBUS DP可以升级为PROFINET,即便是PROFIBUS PA设备要连接PROFINET都还需要两种设备:一个普通的PROFIBUS DP转换器或者一个PA耦合器。但不久之后,PI将推出一种更为便宜的PA代理服务器来代替目前上述两种设备的功能。代理服务器的解决方案是非常有特点的无缝集成方案,它可以包含任何一种现场总线协议。我们完全可以将一个代理服务器理解为现场总线系统和PROFINET之间的网关。
2、逐步解决过程自动化的安全问题。到目前为止,PROFINET技术中的PROFIsafe安全协议已经制定完成,其数据安全功能目前也在加以测试检验,以决定它们是否也可以无缝集成到过程自动化领域,今年将有适合PROFIsafe协议的PA产品面市。据悉,PROFINET中的PROFIsafe技术已经在汽车工业中进行了初步的应用。如Audi、BMW、DaimlerChrysler和VW等四家最大的德国汽车制造商都已熟悉了PROFINET中的PROFIsafe协议特点。
3、解决针对DCS的适用性问题。PROFINET IO在应用于过程自动化的时候,其现有的核心功能保持不变,而且将有利于DCS系统与企业制造执行系统(MES)和资产管理等上层软件系统的集成。但是,PROFINET IO必须关注PA在DCS中的系统配置和工程实施的问题,以及关于系统冗余、时间戳、时间同步等一些系统的要求,此外DCS的系统冗余功能也有待PROFINET去解决和面对。
为了与其他过程总线协议进行集成应用,PI还计划在2006年年底之前完成PROFIBUS PA到HART总线设备转换协议的制定,在2007年重点解决与FF协议设备的 转换,而PROFINET系统真正面向过程自动化的全面的系统功能则有望在2008到2009年左右实现。
应用现状与展望
目前,PROFINET已经在一些过程自动化领域得到顺利的实施,但是其中主要是一些制造为主的混合型行业。这些所谓的混合式的应用(如装瓶、包装、运输与物流、能源管理)主要是在食品饮料行业、制药行业以及化妆品行业。当然这也反映出,无论是概念上还是实施过程中,生产自动化与过程自动化的界限正在变得越来越模糊。
从现有的实际应用来看,从PROFIBUS PA通过转换器或者耦合器到PROFIBUS DP再连接PROFINET的方法(即所谓的“双桥接”)已经在欧洲有了比较多的应用,像一些饮料生产与包装行业、食品行业等。而真正像石化、医药等一些典型过程工业的PROFINET应用仍然尚待时日。