【白皮書】用于過程工業的PROFINET

過程工業通過使用現場總線技術來實現其生產線的自動化，例如PROFIBUS PA、FOUNDATION Fieldbus H1等現場總線。這些專為過程自動化需求而量身定制的現場總線，不僅可支持數字通信和制造商的中立設備更換，還可降低布線要求。因此，在過去的20到25年間，很多過程自動化系統采用了現場總線技術，并從中獲益。

工業4.0、工業物聯網或大數據的過程制造升級需要邊緣網絡標準。然而對于工業用戶而言，為了能夠實現遠程和高速地處理來自現場設備的大量過程/診斷數據，他們需要將基于以太網的通信標準應用到現場級別，以使現場級別的所有數據均可被用于工業4.0應用。借助以太網來連接現場設備，可將現場數據從控制層傳輸到更高的級別（例如DCS和MES），然后可以根據需要再將數據傳輸到云端。

雖然工廠自動化行業已經完成了從傳統現場總線通信到基于以太網的現場級通信解決方案的遷移，但過程工業在實現同樣的遷移之前卻面臨著許多問題。其中一個問題就是如何保證必要的防爆等級，不過現在該問題和其他基于以太網的過程自動化應用要求可以通過Softing提供的產品方案來得到解決。例如，網關代理技術便是其中的一種解決方案，通過這種技術可將PROFIBUS PA段與PROFINET直接集成；還有的解決方案是采用新型的傳輸技術——高級物理層（APL），它旨在讓以太網能夠完全兼容并部署在防爆環境中。

Softing提供的pnGate PA網關產品可以直接將防爆區域中的PROFIBUS PA網絡連接到PROFINET，而無需PROFIBUS DP中間段。由此，工業用戶可以通過使用該網關來實施面向未來的部署，從而獲得總線診斷和冗余等高可用性功能優勢。此外，pnGate PA網關可安裝到PROFINET網絡上，以代替之前的DP/PA段耦合器（PA段通過DP/PA耦合器來連接到PROFIBUS DP）。該網關還可同時充當PROFINET設備（IO）和PROFIBUS PA主站，從而滿足了過程制造的各項基本要求，尤其是對PROFINET冗余部署的支持，以保證其高水平的可用性。pnGate PA網關本身也易于集成，例如，用戶可以通過使用FDI（FDT/DTM工具）等標準集成工具，來直接進行設備參數化配置。

（pnGate PA集成方案）

在將以太網推廣到現場之前，通過網關與代理模塊來實現PROFINET與PROFIBUS PA網段的連接是一個重要的里程碑。而APL（高級物理層）則是更進一步的方案——為未來基于IP的現場通信開發一個新的物理層，旨在將基于以太網的通信應用到過程工業中的現場級別。APL可用于回路供電和本質安全設備，允許10/100Mbit/s的傳輸速度，并確?？梢岳^續使用現有的二線制現場總線。以太網APL不僅充分利用了互聯網技術和高速通信從而實現了過程工廠的數字化，還從根本上簡化了儀器和自動化系統的安裝、配置和維護。

以太網APL的出現加速了OT與IT技術的融合進程，但是也給設備制造商帶來了新的挑戰——如何快速地將現有的總線設備升級到未來的APL設備。對此，Softing提供了commModule APL嵌入式方案，可幫助用戶盡快實現過程自動化設備的APL通信。該方案采用了一種經濟高效的硬件模塊——commModule APL，它可為現場設備提供連接到以太網APL的接口?，F有的HART和Modbus設備通過集成該模塊，還可直接遷移到以太網APL上。此外，集成commModule APL模塊還為現場設備能夠通過以太網APL進行PROFINET、EtherNet/IP和OPC UA等以太網協議通信奠定了基礎。

（commModule APL嵌入式模塊）

請點擊此處或咨詢Softing中國，了解更多詳情！

| 往期回顧

? 面向終客戶和設備制造商的Ethernet-APL