profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用

高建森

（長(zhǎng)安福特汽車有限公司杭州分公司，浙江 杭州 310000）

此次研究主要是分析profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，自動(dòng)控制系統(tǒng)作為背景，全面探討分析profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并結(jié)合計(jì)算機(jī)通訊系統(tǒng)、傳感器技術(shù)、智能控制以及自動(dòng)化控制等學(xué)科，將工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用在此次研究當(dāng)中，確保以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)性。

1 工業(yè)以太網(wǎng)profient

由于現(xiàn)階段各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域都廣泛應(yīng)用以太網(wǎng)技術(shù)，逐漸實(shí)現(xiàn)了工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)，能夠明顯降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)碰撞率，減少傳輸延時(shí)的情況。還可以利用以太網(wǎng)交換機(jī)技術(shù)和全雙工星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)防止沖突。

控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展以工業(yè)以太網(wǎng)為主要方向，發(fā)展?jié)摿^大。我國(guó)通訊控制系統(tǒng)研究人員也全面研究和開發(fā)新型工業(yè)以太網(wǎng)。profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以重新定義現(xiàn)場(chǎng)總線向以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換策略，并且在該系統(tǒng)當(dāng)中可以應(yīng)用其他產(chǎn)品，不需要進(jìn)行改變。因此，profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以有機(jī)統(tǒng)一實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)和工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，并促進(jìn)工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)逐漸延伸到底層現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制，由于其能夠?qū)Ω鞣N傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)兼容，所以，利用profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以在工廠內(nèi)部建立統(tǒng)一化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2 profient技術(shù)特點(diǎn)

profient基礎(chǔ)屬于組件技術(shù)，組建對(duì)象主要是設(shè)計(jì)技術(shù)，能夠應(yīng)用和開發(fā)于制組間。在同類型設(shè)備當(dāng)中的內(nèi)置組件都相同。在外部都具備同樣的com口，這樣能夠確?；ゲ僮餍院突Q性，滿足各級(jí)別任務(wù)要求。使用IP協(xié)議族，DCOM以及以太網(wǎng)能提供節(jié)點(diǎn)間的網(wǎng)絡(luò)通信和尋址功能。profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)利用代理設(shè)備能夠無(wú)縫集成總線系統(tǒng)。現(xiàn)有的總線網(wǎng)段可以利用代理設(shè)備與profient網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，代理設(shè)備能夠?qū)φ军c(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行協(xié)調(diào)。

3 profient通信

profient聯(lián)合工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)能夠提供不同的通信方式，主要體現(xiàn)在以下方面：①IP標(biāo)準(zhǔn)通信?？梢詰?yīng)用在時(shí)間要求較低的數(shù)據(jù)傳輸當(dāng)中。②同步實(shí)時(shí)通信。該種方式主要是針對(duì)時(shí)間要求較高的應(yīng)用，比如，過(guò)程數(shù)據(jù)傳輸以及運(yùn)動(dòng)控制等，可以將運(yùn)行數(shù)據(jù)更新周期控制在1 ms以內(nèi)。為了全面確保該項(xiàng)功能的實(shí)效性，可以將通信周期分為開放部分和強(qiáng)制部分，在強(qiáng)制通道內(nèi)執(zhí)行周期實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在開放通道當(dāng)中執(zhí)行其他數(shù)據(jù)，該種數(shù)據(jù)類型能夠交互執(zhí)行，不會(huì)產(chǎn)生干擾情況。③實(shí)時(shí)通信。該方式主要是給予自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)行要求，并對(duì)實(shí)時(shí)通道進(jìn)行優(yōu)化，在數(shù)據(jù)鏈路層與應(yīng)用層之間搭建連接，繞開網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層。該種方式可以降低通信占用時(shí)間，全面加快數(shù)據(jù)更新時(shí)間。

由于存在不同的應(yīng)用對(duì)象，因此，可以將profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成方式分為profient CAB和profient IO，前者能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化組件，確保分布式自動(dòng)化系統(tǒng)通訊效果；后者主要為分布式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，確?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通訊。

3.1 profient CAB

該組成方式主要是根據(jù)電器控制功能以及機(jī)械功能等將設(shè)備邏輯功能劃分為不同模塊，各個(gè)模塊都需要采用相應(yīng)的軟件組成，之后形成多個(gè)組件進(jìn)行組態(tài)。所有profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組建的通訊接口都相同，利用網(wǎng)絡(luò)組件之間的通信關(guān)系，使用IP能夠?qū)⒆兞肯螺d到各個(gè)站點(diǎn)。profient CBA技術(shù)能夠簡(jiǎn)化控制平臺(tái)的復(fù)雜程度，全面提升自動(dòng)化系統(tǒng)集成功能。在profient CAB數(shù)據(jù)交換方式當(dāng)中，profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組件之間的公共應(yīng)用協(xié)議為DCOM，該協(xié)議滿足RPC協(xié)議當(dāng)中的COM擴(kuò)展，并且適用于互操作性和網(wǎng)絡(luò)對(duì)象分發(fā)條件下。profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠利用DCOM對(duì)設(shè)備實(shí)施參數(shù)化設(shè)置，并且能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行讀取和診斷，還能夠?qū)τ脩魯?shù)據(jù)進(jìn)行連接和交換。使DCOM和IP建立設(shè)備之間的通信，但是其無(wú)法滿足實(shí)時(shí)通信要求。所以，可以應(yīng)用實(shí)時(shí)通道度對(duì)數(shù)據(jù)通信進(jìn)行交換。在通信期間傳受雙方都需要擁有實(shí)時(shí)能力的協(xié)議。

3.2 profient IO

profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分散式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)交換主要是通過(guò)過(guò)程映像方式將IO數(shù)據(jù)傳輸給控制總站。對(duì)于profient IO而言，在實(shí)際建立期間可以應(yīng)用IP的遠(yuǎn)程協(xié)助功能，并以此診斷分散式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)參數(shù)賦值，還能夠交換設(shè)備之間的參數(shù)。對(duì)于RPC協(xié)議而言，工程系統(tǒng)和HMI站能夠訪問(wèn)profient IO。profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)通道主要是通過(guò)報(bào)警信號(hào)和IO設(shè)備的傳輸實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備利用profient IO集成到profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)當(dāng)中，其本質(zhì)特征在于現(xiàn)場(chǎng)的輸入、輸出數(shù)據(jù)，之后應(yīng)用可編程邏輯控制器處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)。在組態(tài)過(guò)程中將分散式現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳輸?shù)娇刂破鳟?dāng)中，這樣就能夠在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制器交換數(shù)據(jù)。從某種意義上講，profient IO也屬于分布式應(yīng)用通訊概念，主要包括profient IO控制器，使用現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和IO信號(hào)交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)程序控制。profient IO設(shè)備，監(jiān)視器以及依賴于profient IO的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及診斷站和人機(jī)界面。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用分析，能夠全面了解該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)涵和特點(diǎn)，全面闡述了profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，在profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通信中主要論述了profient CAB和profient IO，希望能夠促進(jìn)我國(guó)profient網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，并且將其合理應(yīng)用在各行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。

［1］金通，林峰.改進(jìn)細(xì)菌覓食優(yōu)化算法在貝葉斯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用［J］.機(jī)電工程，2017，34（07）：790-795.

［2］朱衛(wèi)未，王海靜.區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力綜合評(píng)估方法與應(yīng)用研究：基于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)DEA模型［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2017，40（06）：192-200.