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技术细节
作者:pijing 发布日期:2021-08-17 15:36

用户友好的网络

 

 

在用户导向和面向未来的网络中,现有技术和新技术之间以及跨制造商解决方案可以顺畅地相互协作。OPC UA和PROFINET的融合就是非常好的例子。将OPC UA作为中间件,定义面向对象的数据和信息模型。PROFINET通过应用行规提供必要的的信息。

 

为了确保这种相互协作对所有的PROFINET设备都有效且统一,PNO和OPC基金会于2017年6月联合成立了“OPC-PNO工作组”,工作组最重要的任务就是实现将现有及未来的数据和信息模型从PROFINET到OPC UA的标准化映射,目标是创建“PROFINET-OPC UA协同规范”。2020年1月,已经正式发布了第一版的PROFINET-OPC UA协同规范,重点侧重现场的资产管理和诊断。主要目标是实现不同用户组不同视图的映射。

 

从工艺角度来看,机器的生产数据或加工顺序非常重要。但是从维护的角度来看,使用的设备更重要。能源管理部门需要的则是不同的信息,而对另外的一组用户则有可能感兴趣的是网络的细节信息。比如,PROFINET视图处理的是设备的表征及其通信关系,网络视图处理接口和端口,功能视图处理控制回路或传感器功能的信息模型。这些同一机械或工厂的不同视图必须组合在一起,而这是通过语义参考来达成的。

 

视图都是在协同规范框架内基于详细的用例描述开发的,譬如对于日常运行非常重要的子模型和数据的一些视图。

与基于OPC UA DI的经典协同协同规范(仅处理设备建模)相比,PROFINET协同规范是对使用了大量带有PROFINET控制器和设备的整个自动化系统进行建模。

 

因此,PROFINET模型由控制器子模型和设备子模型构成。控制器子模型包含PROFINET控制器中模块和子模块配置的PROFINET连接(应用关系)。设备子模型由PROFINET设备及实际存在的模块和子模块构成。通过OPC UA参考实现这两个子模型相互之间的连接。

 

此外,信息模型包含PROFINET网络物理层拓扑的映射。因此,PROIFNET设备的以太网接口、端口和电缆的精确布线都会包含在OPC UA信息模型中,从而用于网络诊断。此OPC UA信息模型使用了OPC UA修正案7“接口和插件”。规范的附录对信息模型的使用也作了示例描述。

 

 

作为“概念验证”的展会模型已经证明了此方式在实践中是可行的。从控制器-控制器映射到能源管理,再到定位器的NOA(Namur开放架构)连接的众多用例,展示了其可涵盖广泛的应用范围。由于PROFINET的开放性,可以添加更多带有OPC UA接口的复杂传感器或设备,这些传感器或设备可直接将其数据信息发送到相应的云服务或边缘网关,而无需费力地重构自动化解决方案。