PROFINET由PROFIBUS国际化标准组织（PROFIBUS International，简称PI）推出，是一种用于工业自动化领域的创新、开放式的以太网标准（IEC 621158）。作为一项技术创新，PROFINET为自动化通信领域提供了一个完整的网络解决方案，囊括了诸如实时以太网、运动控制、分布式自动化、故障安全以及网络安全等自动化领域8个重要的热点话题，并且可以轻易实现跨供应商的通信技术，完全兼容工业以太网和已有的现场总线（如PROFIBUS）技术，保护用户的既有投资。PROFINET涉及自动化领域的诸多热点参见图所示。

     图1 PROFINET涉及自动化领域的诸多热点

基于组件的自动化CBA（Component Based Automation），就是PROFINET分布式自动化的具体应用之一。利用基于组件的自动化CBA，卷烟工厂中的相关的机械部件、电气/电子部件和应用软件等具有独立工作能力的工艺模块，可以抽象成为一个封装好的组件，各组件间使用PROFINET连接。

2 卷烟工厂的应用实例

济南卷烟厂异地迁建项目为了实现新旧产线设备之间的兼容性，加快安装调试速度，在制丝工控网络通信环节，选用了西门子S7-300/400系列PLC控制器为主要控制器，各个生产工艺环节之间的通信采用基于组件的自动化CBA的方式，将每一个工艺段封装成一个组件，用图形化组态的方式实现各组件间的通讯配置，不需要另外编程，大大简化了系统的配置及调试过程，参见图2所示。

图2 CBA可以利用图形化方式组态各工艺环节

2.1 接口及组件的创建

整个制丝工艺分为5条主要产线，产线内部划分为不同的工艺段，工艺段之间需要进行数据交换，因此我们将每条产线内各个工艺段作为不同的工艺模块，封装成组件，将需要通信的变量封装为组件的接口，利用西门子SIMATIC STEP 7生成PROFINET组件和组件的接口，参见图3所示。

图3 STEP7 生成的CBA组件及其接口

2.2 创建组件组并实现组件的互联

为了生产的需要，产线之间可能需要交换数据，或者与其他特殊工艺环节（如香料配制、环境除尘等）发送/接收联动信号，为此我们将不同的产线以及其他特殊工艺环节封装为一个组件组，组件组的数据接口取自各自内部组件的部分接口变量。组件和组件之间，以及组件组和组件组之间接口的连接，通过SIMATIC iMAP软件平台利用图形化组态技术，实现功能模块之间的数据通信的组态和诊断，分别参见图4、图5所示。

图4 制丝环节CBA按工艺段/产线实现组件分组

图5 IMAP图形化实现组件及组件组之间的互连

3  结束语

通过模块化这一成功理念，显著降低了卷烟工厂建设和机器安装中的组态与上线调试时间。在使用分布式智能系统或可编程现场设备、驱动系统和分布式I/O时，还可以扩展使用模块化理念，从机械应用扩展到自动化解决方案。另外，也可以将一条生产线的单个机器作为生产线或过程中的一个"标准模块"进行定义，更好地对设备与系统进行标准化和扩展利用。济南卷烟厂制丝工控网络系统目前运行十分稳定，使用至今约10年的时间里，故障率很低，有效保障了制丝工艺设备的高效运行。

参考文献

[1]李凯. PROFINET CBA—基于组件的自动化[J]. 自动化博览,2005,04:79-97.

[2]张学东,谢兴全,李潮. PROFINET CBA组件的应用实现[J].信息与电子工程,2010,02:231-234.

[3]段三青. PROFINET工控网络在制丝线的应用[J].科技信息,2008,35:854-855.

作者简介

马聪孝  (1987-)  男  硕士  助理工程师  研究方向：工业自动化工程领域