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观察:从Profibus到Profinet

供稿人:istis  供稿时间:2005-9-14   关键字:工业以太网  现场总线  Profinet  Profibus  Siemens  
掐指算来,Profinet成立的时间比Profibus晚了5年。5年中Profinet的飞速发展向世人证明,它的实力不容小觑。但若是现在就说Profinet取代Profibus是必然趋势,似乎还为时过早。
 
去年的德国汉诺威工业博览会(Hannover Messe 2004)上,Profibus International(PI)组织和Interbus组织共同宣布:两个组织成立了共同工作组,一起研发下一代现场总线——Profinet。短短一年过去了,2005年4月召开的汉诺威展会上,基于Profinet技术的产品大放异彩。从Profibus组织的展台到紧挨着的Interbus组织的展台,再到各主要供应商,Profinert产品的展示是重中之重,涉及到的产品如交换机、I/O等,这其中又以支持运动控制的IRT系统最引人注目。在Profibus的展台,已经能看到印刷机方面的应用实例。Siemens联合汽车制造商Volkswagen AG一起,向公众现场演示了一款带无线局域网(WLAN)的移动紧固系统和一条基于Profinet IO实现集成安全的散热器生产流水线。
 
Profinet,新一代工业自动化通讯标准
 
PNO(Profibus National Organization,Profibus用户组织)于2001年8月发表了Profinet规范。Profinet以Profibus和Interbus为基础,将工厂自动化和企业信息管理层IT技术有机地融为一体,同时又完全保留了Profibus现有的开放性,它意味着目前全世界80%的总线应用可以成功向下一代以太网现场总线自然过渡。
 
Profinet成功地实现了工业以太网和实时以太网技术的统一,使得工业以太网技术向底层现场级控制的延伸成为可能。由于Profinet完全透明的兼容传统工业以太网和办公室以太网,因此,通过使用Profinet就可以在整个工厂内实现统一的网络架构,真正实现了一网到底,为企业的信息化提供了坚实的通讯平台,大大地提高了工厂的生产率。

Profinet的另外一个重要突破是CBA(Component Based Automation)技术,即基于组件的自动化,通过将不同的控制系统打包为标准组件,并在组件中使用统一的通讯接口。CBA技术很好的降低了由于当前工厂中多供应商、多种控制平台并存所带来的系统复杂性。
 
关于和Profibus之间的关系,有一个方程式简介明了:Profinet = Profibus + open consistent communication with Profibus and the IT standard Ethernet + manufacturer-independent engineering model + distributed automation through an open object model(Profinet=Profibus + 与Profibus以及IT标准以太网保持开放式实时通讯 + 独立于制造商的工程模型 + 通过开放式对象模型实现分布式自动化控制)。
 
2004年11月,据PI新闻发布会消息,在纽伦堡举办的SPS/IPC/Drives展览会上,奥迪(Audi)、宝马(BMW)、戴梅勒-克莱斯勒(DaimlerChrysler)和大众(Volkswagen)四家德国主要汽车公司宣布同意支持工业以太网标准Profinet。考虑到汽车自动控制系统的集成性需要,汽车制造商希望通过控制协议的固定和统一来更好地对汽车的安全控制和整体机动性能进行调整和提高。Edgar Kuester说:“这个决定的宣布不仅将对德国的汽车工业,也将对世界其他地方产生影响。Profinet的其中一个优势之一在于,它能将现行的现场总线系统,如Profibus和 Interbus 很容易地集成在一起,由此保护对现有自动化的投资。”
 
Profinet取代Profibus是必然趋势?
 
尽管Profinet在概念上不同于像Profibus那样的现场总线系统,但是它已经成功地定义了从现场总线向以太网的全透明网络转换策略,可在基于Profinet的系统中使用其Profibus产品,而不必做任何更改。Profinet不仅可以集成Profibus,而且还可以集成其他现场总线系统如:FF,DeviceNet,Interbus,CC-Link等。
 
虽然Profinet“有容乃大”,但毕竟是“新人”,论及技术的成熟性、实用性和可靠性,目前的Profinet还无法与Profibus并驾齐驱。由于Profibus适用领域的广泛性(它既适用于工业自动化中离散加工过程的应用,也适用于流程自动化中连续和批处理过程的应用),Profibus已在制造业、流程工业、冶金、电力、交通、制药、水利、水处理、食品、楼宇等自动化领域得到应用。2001年成为中国工业标准的Profibus在中国的现场总线市场占有率位居第一,主要应用于工厂自动化领域。2005年4月19日,西门子“SIMATIC创新之旅”来到中国,开始对包括大连、北京、西安、重庆、上海、南京等在内的12个城市进行Profinet的推广活动。可见,Profinet在中国还处于起步前阶段。
 
Edgar Küster预测,Profibus在市场上将保持15年的技术领先优势,到2008年,安装Profibus节点设备将达到两千万。业内人士认为,Profinet是PI在未来工业通讯市场提前预埋的一枚炸弹,未来几年内,Profibus仍是主要的卖点。
 
附 表格 Profibus & Profinet比较
名称
成立时间
支持单位
标准
主要性能特点
专利情况
Profibus
1996.3
Siemens、Profibus国际组织(PI)、Profibus用户组织(PNO)、
我国有用户组织或专业委员会(CPO)等
IEC 61158、
IEC 61784、
DIN 19245、
EN 50170、DIN 50170 V.2
Profibus-DP:用于设备级控制系统与分散式I/O通信。
以Profibus为关键词,进入欧洲专利局检索得43篇国内外专利。
Profibus-PA:专为过程自动化设计,可使传感器和执行机构联在一根总线上,并有本征安全规范。
Profibus-FMS:用于车间级监控网络,是一个令牌结构,实时多主网络。
Profinet
2001.8
Siemens、PTO(Profibus Trade Organization)组织等
IEC 61158、IEC 61784
基于工业以太网标准;使用TCP/IP 协议和 IT标准;实现自动化技术与实时以太网技术的统一;能够无缝集成其他现场总线系统。
以Profinet为关键词,进入欧洲专利局检索得0篇国内外专利。
ISTIS整理 2005.9
 
关于Profibus国际组织(PI
 
PI是世界性的现场总线Profibus用户组织,成立于1998年,总部设在德国,其成员有技术研发单位、产品制造企业、系统集成商、主要应用企业和大学院校等,是一个非赢利的社团组织。它负责组织开发现场总线(Profibus)技术、研制现场总线产品、推广现场总线技术和产品的应用、为用户提供技术支持;制定现场总线(Profibus)的标准,并帮助建立该技术产品的测试实验室,同时参与国际标准的制定工作。目前,PI在世界上的24个国家或地区建立了地区性Profibus用户组织;会员超过1200家,产品超过2500个;建立了24个Profibus技术支持中心,建立了7个Profibus产品测试中心。
 
关于中国现场总线Profibus组织(CPO
 
CPO于1997年7月在北京成立,是Profibus国际组织(PI)的地区组织之一。截止至2004年,CPO有140多个会员单位(全额/通信会员),其中全额会员近30多家。CPO的主要任务是:推广Profibus技术;推广Profibus及其成功的应用实例;支持CPO会员的市场开拓及其用户的应用;支持CPO会员及有关企业开发Profibus产品;参与我国有关现场总线的标准化工作;开展现场总线中国的市场调研;开展技术咨询、技术培训、技术服务;支持CPCC(中国现场总线Profibus技术资格中心)和CPPTL(中国Profibus产品测试实验室)的工作;向CPO会员发送有关Profibus技术资料及其他服务等。
 
参考文献
1.www.profibus.com
2.www.siemens.com/profinet
3. http://www.industrialnetworking.co.uk/mag/v7-2/f_profibus.html
4. http://gx.gongkong.com/news/include/6869.asp
5. ideas (applications and solutions for industrial automation) Siemens 2005.07
6. http://www.meb.com.cn/jdsb/cjxw/yzdq/2005_6_9/1469.shtml
7. 德国四大汽车公司联携Profinet—访Profibus国际组织主席Edgar Küster先生
自动化博览 AUTOMATION PANORAMA 2005 Vol.22 No.2 P.19
8. http://www.ca800.com/News/Html/2005/2005-4-27/23019.asp

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