關(guān)于PROFInet以太網(wǎng)現(xiàn)場總線的研究及應(yīng)用

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

　　PROFInet方案跟隨這樣一個基本思想:運行期系統(tǒng)中的每個RT對象恰恰與工程系統(tǒng)中的ES對象相對應(yīng)，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(yīng)的RT對象間的關(guān)系。這些語句適用于設(shè)備（ES設(shè)備）和軟件（ES自動化）的典型工程。

　　在這個方案中，ES對象和RT對象被認為是兩個不同的對象。因為第一，組態(tài)發(fā)生在運行期領(lǐng)域（設(shè)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)生實際的自動化功能。

4、運行期通信

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

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

　　運行期概念基于傳統(tǒng)的Ethernet通信機制，如TCP/IP或UDP。后來對這種基本的機制用RPC和DCOM機制進行了加強。DCOM可視為用于基于RPC分布式應(yīng)用的COM技術(shù)的擴展。作為一種選擇，現(xiàn)可采用優(yōu)化的實時通信機制用于實時時間苛求的應(yīng)用領(lǐng)域。

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

　　連接對象活動控制（ACCO）確保了已組態(tài)的互相連接的設(shè)備間通信關(guān)系的建立和數(shù)據(jù)交換。傳輸本身是由事件控制的。ACCO也負責故障后的恢復(fù)。這包括:質(zhì)量代碼和時間標記的傳輸、連接伙伴的監(jiān)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

　　用戶友好的PROFInet工程方案是唯一的、特定的方案，這是通過任何其它現(xiàn)場總線或新興的Ethernet解決方案所不可實現(xiàn)的自動化解決方案。

　　有了PROFInet，在PROFInet設(shè)備上運行的自動化對象，在運行期可互相通信。在工程設(shè)計過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(tǒng)自動化對象（ESAutos）確定了技術(shù)框架條件。這種統(tǒng)一的基礎(chǔ)模型可使不同制造商的工程系統(tǒng)自動化對象和不同制造商的工程開發(fā)工具相結(jié)合。

　　這種工程對象模型不僅使用不同制造商部件的組態(tài)開發(fā)工具，而且還認可制造商的規(guī)范或用面（facet）的方法進行的面向應(yīng)用的功能擴展。設(shè)備本身依賴于制造商的編程（部件生成）和用較高層的工程工具進行的所安裝設(shè)備范圍內(nèi)互連（應(yīng)用組態(tài)）之間的清晰的分離可實現(xiàn)在一個工廠中集成不同制造商的產(chǎn)品。

6、具體應(yīng)用

　　目前在國內(nèi)，PROFInet的應(yīng)用還處于初級階段，只有少數(shù)的公司和單位采用PROFInet結(jié)構(gòu)布局?，F(xiàn)在，我們正嘗試在國內(nèi)某家核電裝備工廠采用PROFInet方案集成系統(tǒng)。

　　系統(tǒng)的最上層是INTERNET，工廠內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)可以通過接口與外部網(wǎng)絡(luò)通訊聯(lián)系;中間層是PROFInet，包括工廠對于車間設(shè)備的管理控制單元或軟件;最下層則是基于PROFIBUS的現(xiàn)場總線單元，具體包括車間自動化生產(chǎn)線上的各個工段、控制器、執(zhí)行元件、現(xiàn)場設(shè)備（如傳感器、儀表）、自動化設(shè)備（如車床、銑床）等。我們可以通過PROFInet與現(xiàn)場總線的接口來監(jiān)控車間各設(shè)備的運行，達到對管理層和現(xiàn)場層流程化、理性化集成的目的。

　　具體系統(tǒng)方案如下圖所示：

圖2：PROFInet具體應(yīng)用集成方案

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

7、結(jié)束語

　　本文作者創(chuàng)新點：通過對PROFInet以太網(wǎng)現(xiàn)場總線的研究，將其應(yīng)用范圍由單純的通信機制向集成工業(yè)自動化方面縱向擴展，并通過具體的實際方案分析，證明PROFInet作為一種與PROFIBUS相結(jié)合的以太網(wǎng)現(xiàn)場總線。能夠從宏觀和微觀的角度來改善對自動化設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的管理和監(jiān)控，規(guī)范工業(yè)流程和生產(chǎn)秩序，在工業(yè)自動化系統(tǒng)中發(fā)揮巨大的作用。

[參考文獻]

　　[1]冉全，楊志方.以太網(wǎng)在工業(yè)控制領(lǐng)域的應(yīng)用探討.微計算機信息.2002,（18）.

　　[2]李立.以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用.微計算機信息2001,（17）.

　　[3]習博,方彥軍.工業(yè)以太網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的研究.微計算機信息2005,（21）.

　　[3]陽憲惠.工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò)[M].清華大學出版社.2003.

　　[4]楊金奇，劉學軍.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展.四川工業(yè)學院學報.2002,（4）.

　　[5]賈東耀，汪仁皇.工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢.工業(yè)儀表與自動化裝置.2002,（5）.