OPC UA 和 PROFINET

PROFINET和OPC UA是两种常见的协议，在自动化和过程行业应用中有一些重叠。一个网络的特定部分使用哪种协议通常可能会令人非常困惑。新工厂是否应该使用PROFINET或OPC UA来实现本地控制回路？自动化单元的性能数据是怎样的？ 哪种协议最适合将实时生产状态传输到公司办公室？

要回答以上问题，您必须了解协议之间的一些低层次差异。PROFINET和OPC UA都交换相同类型的数据，但它们以两种截然不同的方式进行交换。PROFINET以严格控制的格式交换实时数据，旨在促进快速处理，最优化利用处理器，并允许控制环路以相对较短的循环时间（~1ms）在网络上运行。 但是，OPC UA几乎可以交换任何类型的信息。它是从顶部开始设计以实现灵活的通信，相对处理速度较慢，延迟较高，处理器运行损耗大。

从应用来看，两种协议有两个不同的作用。PROFINET通常用于现场设备和本地控制器之间的实时数据通信。相反，OPC UA通常用于控制器和更高级别的历史数据库，MES和SCADA系统之间进行通信。

OPC UA网络层次结构

PROFINET网络由控制器和设备组成。类似的，OPC UA网络由客户端和服务器组成。服务器提供一些数据，客户端使用数据。通常，这意味着PROFINET控制器也可以实施OPC UA服务器，将数据传输至OPC UA客户端，例如HMI，工程师站甚至云。

OPC UA和PROFINET能够满足工业通信系统中的两种不同需求。 OPC UA用于系统监控和诊断，而PROFINET用于实现本地控制环路和处理。

但是，当PROFINET设备实施了自己的OPC UA服务器时，这种明显的区别开始变得模糊，而PROFINET控制器除了服务器之外还需实施OPC UA客户端。从HMI或工程师站直接与现场设备的互连变得可能，自动化系统的清晰层次开始变得更加混乱。
 

OPC UA客户端和服务器的普遍实施模糊了本地和远程控制系统之间的界限。

真实的性能差异

这种混淆是有关OPC UA的核心。它是一种自动化协议吗？SCADA是一种协议吗？它能交换实时数据和信息吗？它能够替代PROFINET，Ethernet/IP，Sercos，EtherCAT或者其他基于以太网的自动化协议吗？每个问题的答案都是“可能”，但在某些情况下，“不太可能”是一个更好的答案。让我们来看看OPC UA和PROFINET在用例之间都做了哪些工作：

从数据上看，OPC UA并不是真正的实时控制协议。对于大多数运动控制应用来说，它实现控制回路的速度太慢了。因此，虽然您可能会看到OPC UA与PROFINET一起出现在IO设备的数据表中，但它的功能却扮演了截然不同的角色。 OPC UA非常适合将信息传输到更高级别的系统，但PROFINET构建了分布式I / O和控制的主干。