隨著“中國制造2025”戰(zhàn)略規(guī)劃正式啟航,智能制造受到國內各行各業(yè)越來越廣泛的關注。但是,這對于實際生產(chǎn)制造意味著什么呢?意味著設備和系統(tǒng)以及各種信息的可用性日益網(wǎng)絡化,將會使工業(yè)設備和系統(tǒng)網(wǎng)絡變得更加復雜。而針對日漸復雜系統(tǒng)的發(fā)展趨勢一個簡單、創(chuàng)新的回應是:標準的PROFINET協(xié)議。
8月26日,為使中國制造企業(yè)充分了解標準的PROFINET協(xié)議,中國PROFIBUS&PROFINET協(xié)會(以下簡稱PI-China)攜西門子、ABB、菲尼克斯電氣、德國赫優(yōu)訊、瑞典HMS、Deuschmann中國、中科博微、蘇州美名、四川零點自動化、廣州虹科等多家會員單位以“PROFINET連接智能世界,引領工業(yè)新時代”為主題,走進了2015年度巡回路演第5站——巴蜀之地的成都。為期兩個月的時間,PI-China2015年度巡回路演已分別登陸武漢、西安、深圳、上海4個城市,吸引了來自冶金、石化、電力、能源、軌道交通、IT以及國內整車制造廠商、系統(tǒng)集成商和設計院在內超過500位專家代表的參與。
PROFINET為智能制造提供“實現(xiàn)技術”:
不管是工業(yè)4.0還是中國制造2025戰(zhàn)略規(guī)劃,均體現(xiàn)的是生產(chǎn)模式從“集中型”到“分散型”的轉變,分散型模式代表生產(chǎn)制造過程中虛擬世界與現(xiàn)實世界的交互關系,在構建智能物聯(lián)網(wǎng)時將發(fā)揮重要作用。未來,工業(yè)生產(chǎn)制造將不再只是“加工”產(chǎn)品,取而代之的是產(chǎn)品通過數(shù)據(jù)通信向機械傳達如何采取正確操作的信息與指令。
那問題就來了,PROFINET如何匹配“物聯(lián)網(wǎng)”。該問題的關鍵詞是“匹配”。標準的PROFINET協(xié)議僅是“大餅中的一塊”。其主要關心的是確定性控制、數(shù)據(jù)訪問及生產(chǎn)工作時間最大化。同時,PROFINET也是一個開放性的網(wǎng)絡,這意味著其他應用(比如HTTP,SNMP,ARP,TCP/IP等)可以無縫運行在PROFNET的同一根電纜上。因為PROFINET協(xié)議確保了實時數(shù)據(jù)交換,用戶能夠將其使用在他們所能看到的任何應用中。但事實是可能需要其他協(xié)議將信息傳輸?shù)狡髽I(yè)層系統(tǒng)中。比如,OPCUA是移動信息的標準協(xié)議。您可以輕易預見到這樣一個系統(tǒng),部署PROFINET協(xié)議用于控制和數(shù)據(jù)訪問,部署OPCUA協(xié)議用于信息。無論智能制造朝哪個方向發(fā)展,開放性的PROFINET標準都將有助于您激勵創(chuàng)新。
而且,PI作為全球性的工業(yè)通信組織開發(fā)了非常完善的基礎性行規(guī),比如PROFIsafe用于安全領域,PROFIenergy用于節(jié)能,PROFIdrive用于驅動及運動控制領域,為智能制造和工業(yè)4.0的應用和發(fā)展奠定了堅實的基礎。同時,2014年9月,PROFINET已正式批準為中國國家推薦性技術標準,為中國本土企業(yè)選用該技術提供了更加便利的條件及信心。
PROFINET:為機器制造提供高性能
首先,通信技術支持先進機器采用創(chuàng)新技術。也就是說,它能夠憑借準確和高性能的通信進行快速生產(chǎn)。如今的通信速率比傳統(tǒng)現(xiàn)場總線系統(tǒng)更快,PROFINET能夠提供當前以及面向未來的高性能。
對于機器制造而言,創(chuàng)新不僅是實現(xiàn)快速通信,而且是高性能傳感器和執(zhí)行器的集成。對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行監(jiān)控和優(yōu)化。因為標準以太網(wǎng)允許多重應用和協(xié)議并行。TCP/IP、大量的PROFINET非周期數(shù)據(jù)以及PROFINET實時數(shù)據(jù)均可在同一個架構中運行。在調試時有2點是十分重要。一方面,小單元或模塊可使用控制器進行獨立測試;另一方面,PROFINET支持自動分配設備名稱,使得設備的快速定位和診斷成為可能,因此降低了成本而且簡化了組態(tài)。
憑借由眾多廠商支持的PROFINET技術,現(xiàn)代先進制造業(yè)已經(jīng)開始利用PROFINET技術在全球各行各業(yè)并為現(xiàn)場層帶來極大的利益,為實施創(chuàng)新型機器制造和工廠解決方案提供了有力保障。同時,基于PROFINET優(yōu)秀的靈活性和開放性,用戶可根據(jù)具體需求任意設計機器和工廠的系統(tǒng)架構。除此之外,PROFINET的高效性還意味著用戶可以實現(xiàn)資源的有效利用并顯著提升工廠的運營效率。
數(shù)字化工廠的典型模板
本次研討會除了豐富的技術報告及現(xiàn)場設備演示外,參會代表還有幸參觀了西門子在成都的數(shù)字化工廠,親自體會了PROFINET的創(chuàng)新之旅。面向未來的西門子數(shù)字化工廠平臺是一個高度集成的自動化、信息化整體解決方案。平臺頂層是PLM與ERP信息化系統(tǒng)的貫通,提供主數(shù)據(jù)、工藝路線、設計數(shù)據(jù)、物料清單、生產(chǎn)訂單;第二和第三層以西門子SIMATIC完成生產(chǎn)管理層MES系統(tǒng)和監(jiān)控操作層DCS信息數(shù)據(jù)的串聯(lián)與交互,從而有效地實現(xiàn)從產(chǎn)品設計到生產(chǎn)的自動化和智能化;第四和第五層使用了TIA系統(tǒng),將工廠自動化底層的控制層和現(xiàn)場層的各種控制單元和設備統(tǒng)一管理起來。從西門子數(shù)字化工廠平臺架構中可以看到,PROFINET是整個工廠傳輸大數(shù)據(jù)和高精度控制的基礎,極大提升了工業(yè)制造的智能化和高效化,同時也提升了生產(chǎn)的安全性。
未來,對于信息技術與傳統(tǒng)制造業(yè)創(chuàng)新融合,邁向智能制造的新時代,標準化的工業(yè)通信技術至關重要,PROFINET作為全球領先的工業(yè)以太網(wǎng)技術,將繼續(xù)發(fā)揮其綿薄之力,助力中國制造業(yè)轉型升級。