项目背景：
      有效地控制、监视、优化、诊断并维护复杂的生产设备，必须采用标准化的集成通信。德国汽车制造商自动化联盟（AIDA）已经认识到了这一点，期待PROFINET成为新的通信标准。德国汽车制造商的第1批基于PROFINET 的系统现已开始运行，比如，位于慕尼黑总部工厂的宝马车间，初次体验非常良好。在宝马总部工厂的工具制造和冲压车间、车身和喷涂车间、引擎制造和装配车间，10,000名员工每年生产20万3系汽车和30万台发动机。冲压车间每天为汽车提供超过13万个车身零部件，1辆宝马3系汽车的外壳由400个冲压件组成。每天，8条冲压线大约处理570公吨高质钢板，压紧力高达2,000公吨。为保证宝马一贯的顶级品质，所有的生产过程从一开始就集成了全方位的测试。

采用PROFINET改造
改造宝马总部工厂的1条现代化冲压线，替换给料机制，将给料站的自动化技术改造为Simotion D运动控制系统，使用Sinamics S120系列的驱动。这是PROFINET问世以来首次应用到慕尼黑的冲压车间，同时实现现场层的横向和纵向集成。先进的GP113冲压线由1台空白卸垛机、1台注油器、4个并排的液压铣床压力机和生产线末尾的输送机组成。8台双轴给料机负责在生产线上给料并输送零部件。每个冲压线之间设置1个双轴或三轴的零部件定向站，给料机处理先前冲压线中减少的零部件。每个周期内生产并输送单件和双件。定向站将零部件倾斜、移到一边，使其排列整齐，以置入到下一个工具中。然后装载给料机夹紧零部件，置入冲压线。

独立控制的功能组
分配到冲压线的装载给料机和卸载给料机和上游的定向站组成一个给料机组。每个组由Simotion CPU自动控制。控制给料机组高达7个轴的运动，并向站提供PLC所需的功能。每个给料机组的现场层循环通信通过实时PROFINET IO实现。Simatic ET200S外围模块通过Scalance系列的实时交换机连接到CPU，操作站的MP370触摸面板以同样的方式连接。
插入式连接器能够连接移动的MP177Multi面板，用于安全区域的安装工作。给料机的动作必须与冲压线同步，以免与连杆或机床冲撞。然而，冲压线自动化地过渡到PROFINET还没有完成。因此，给料机的自动化系统必须通过接口模块与第三方供应商提供的非PROFINET接口组件进行通信。
集成功能安全
在设置模式下，操作员带着移动面板在给料机工作区域内移动。给料机被设置为新的部分，然后降低速度安全地移动。这意味着，快速地给料移动不会给操作员带来危险。在设置过程中，通过PROFIBUS功能安全通信暂停并关闭冲压线、相邻冲压线且在同一工作区域内运行的给料机。通过PROFINET耦合冲压线的单个给料机控制系统，协调整条线给料机。由于装载给料机和卸载给料机访问同一个定向站，原则上讲两者有冲撞的风险，尤其是考虑到不同给料机组的2个给料机：一个是取出部件的冲压线，另一个是置入部件的冲压线。冲压线的各个给料机组必须以协调的方式相互响应。
等时实时通信
在关键的运动阶段，强制2条冲压线之间给料机同步运动，即1台给料机向定向站运动，另1台给料机同步向定向站反方向运动，并监测两者之间的距离，可消除2台给料机冲撞的风险。这排除了由于2个控制系统因其中1个故障而导致的偶尔性给料机冲撞，也排除了异步控制系统时差效应而导致的给料机冲撞风险。然而，该解决方案要求所有给料机站的定位控制周期必须实现同步。因此，冲压线上将单个Simotion-D445的CPU相互连接起来的PROFINET线缆也是“等时实时（IRT）”的。首先，这种等时实时通信能够确保所有CPU的定位控制周期同步，其次，能够利用Simotion“分布式同步”的功能，简单地协调给料机。冲压线所有支持PROFINET功能的自动化组件均通过系统内PROFINET耦合连接到一条“PC线”。此PC作为工程师站，用于归档、可视化、诊断和项目规划。同时，此PC也是未来将冲压线连接到宝马现场IT网络的桥梁。因此，它既开启了通过TCP/IP网络集成系统的远程监控方式，同时也实现了生产规划和管理系统的纵向集成。
过程稳定，产出更高
在所有给料机之间集成等时实时通信及大幅缩短现场层循环时间直接影响了系统的生产效率。在关键的运动阶段，相邻给料机组的给料机能够可靠地同步运行，因此消除了冲撞的风险。显著地减少给料机之间的安全间隙也是可能的，这就意味着给料机的移动速度可大幅降低，但仍然实现相同的吞吐量。不仅减少结构备件，也改善了运输安全。此外，能够持续性监控给料机的绝对位置，比之前更接近冲压线干扰极限是可能的。最后，关键的事实是当前的整体过程更加可靠，这对产出也有积极的影响。
PROFINET 的竞争力优势
参与国际市场竞争的德国汽车制造商选择PROFINET作为标准的自动化通信媒介。由于标准化，汽车制造商能更简单地在生产线上集成来自不同供应商的机器，从而受益。未来，PROFINET将成为生产解决方案的技术优势，对生产效率和品质起着至关重要的作用，也是投资决策过程中唯一决定性因素。与之相比，由于PROFINET的标准化应用，高效生产线的自动化实际约束将屈居次位。因此，持续并尽早采用这种新通信标准的厂商将获得最大的竞争优势，比如汽车制造厂和机器制造商。
西门子提供全方位支持PROFINET的组件和系统，集成使用PROFINET，可以使制造和生产体系实现自动化。作为全球最具创新能力的汽车制造商之一，宝马已经成功踏入PROFINET领域，其位于慕尼黑的工厂也在进一步推进基于PROFINET的自动化工程，宝马的生产效率已经初步提高。其中必不可少的前提就是最大程度的过程稳定，而这已经通过集成PROFINET通信实现。