工厂自动化FA与过程自动化PA的距离有多远？如果有人说，一线相牵，两头笃定，从FA直接跨到PA，不需要更改过程自动化设备层的任何设备。这听起来是不是野心很大？在PROFIBUS国际组织（PI）主席Edgar Kuster先生看来，这个已经是水到渠成了。2004年11月，PI宣布，PROFINET除了在运动控制和工厂自动化之外，还要进军PA领域。现在，PROFINET来了。7月中旬记者在北京与Kuster 先生进行了长时间的交流，在这里与读者共同分享。

挺进过程自动化

在完成了PROFINET在工厂自动化、通讯安全、驱动与运动控制中的产品化应用之后，PI如今正准备大规模推广PROFINET在过程自动化仪表总线领域的应用。

PROFINET无疑是工业以太网时代的宠儿，但是在以前，只有PROFIBUSDP可以升级替换为PROFINET，其余的如PROFIBUS PA、HART和FF总线网络仍然保持其原有的应用水平，无可替代。而在不久的将来，现有的过程仪器仪表装置也都将驶入PROFINET快车道。Kuster告诉记者，在2006年3月PI的一次顾问委员会会议上，“PROFINET挺进过程自动化”这一中心议题被首次正式提了出来。PI的目标是，在2006年年底之前完成PROFINET与现有的仪表总线PROFIBUS PA和HART总线设备转换协议的制定，在2007年重点解决FF协议设备转换到PROFINET的问题，而PROFINET系统真正面向过程自动化的全面的系统功能则有望在2008～2009年左右实现市场化。

应该看到，在工厂自动化中PROFINET已经获得了巨大的成功。而Kuster的目标很清楚，那就是将PROFIBUS定义下的所有功能特征和用户使用习惯原封不动地移植到PROFINET中。根据这一目标，移植工作正在PROFIdrive等一系列的应用中展开进行。

重要的是保护既有的投资

Edgar Kuster先生认为，“当我们建议流程工业用户在采用基于以太网的PROFINET技术的时候，首先需要考虑的是如何保护用户现有的技术和设备的投资。当然，由于过程工业中所安装的技术设备都属于长期投资，因此不能每过几年就向用户提供一个不同的解决方案让他们更换设备。”正是为了让用户能够先知先觉，让PI的用户和成员企业更早地推广PROFINET在过程自动化中的应用，PI正在计划近期内提前发布PROFINET进入过程自动化领域的一系列活动。

通过全球PROFIBUS的应用推广过程可以看到，无论是工厂自动化还是过程自动化，无论是总线安全、驱动控制还是针对应用的后续开发，在所有采用PROFIBUS的重要应用中，统一的集成通讯解决方案所取得的成效是非常显著的。而Kuster表示，PI在推行PROFINET的时候，将采用与PROFIBUS类似的推广策略。

向控制的两个方向延伸

对于中国现在的制造业信息热潮，Kuster表示这对于PROFINET也是一个很好的机会。现场中不同的数据结构的存在，导致了从企业顶层（IT管理层）到底层（现场设备层）不得不各自采用不同的通讯方案。从实际应用而言，当需要同时采用现场总线和工业以太网技术的时候，其最大的挑战在于二者之间的数据交换，因为这两种协议的数据结构是完全不同的。但PROFInet正在解决这个问题。“利用PROFINET IO，我们可以通过以太网对远程的现场级IO进行寻址，并且由于所有通讯都是基于TCP/IP标准协议，现场层与企业级IT层的数据交换将更为简单”，Kuster先生在谈到PROFINET技术的优点时说到。

从PROFIBUS到PROFINET的技术延续还可以带来其他的好处。例如在诊断和试运行过程中，PROFINET能够很好地实现从IT层到现场设备的透明传输。对一个典型的现场总线系统而言，PLC或者其他控制系统无疑是完成从现场层到IT层信息传输的关键，而PROFINET的用户则可以直接访问来自电机启动器的数据，在不远的将来甚至可以从任何一个工程系统访问现场的压力变送器和HART仪表。

PROFINET IO在应用于过程自动化的时候，其现有的核心功能保持不变，而且还能带来其他好处，这里一个重要的体现就是PROFINET IO将有利于DCS系统与企业级信息系统（MES）和资产管理系统的集成。PI的“DCS规范”的工作组目前已经开始讨论PA对DCS的适用性问题。包括PA在DCS中的系统配置和工程实施的问题，以及关于系统冗余、时间同步等一些系统的要求。在诸多问题中，让现有的PA设备协议以及其他PA应用协议适应于工业以太网等则是首先待解决的问题。

安全至上

PROFIsafe和数据安全功能目前也在加以测试检验，以决定它们是否也可以无缝集成到过程自动化领域的PROFINET技术中。“为了让PROFIsafe同样适合PROFIBUS PA和PROFINET，我们必须明确在PROFIsafe协议方面还有哪些必须完成的工作。目前这些工作大部分都已完成，但我们还在进一步努力，希望确保没有遗漏任何技术细节”，Kuster先生解释道。在总线安全方面，PI也正在与NAMUR、ZVEI和GMA等组织紧密协作。今年将有适合PROFIsafe协议的PA产品面市。

当然PROFIsafe用于PA领域，理论上已经彻底解决，但许多方面也在实践之中，PI希望能在2008年以前解决这个问题。目前PROFIsafe的10%左右应用于PA领域，而且节点数正在逐年迅速扩大。Kuster认为特别值得一提的是，PROFINET技术中的PROFIsafe安全协议在汽车工业中已经进行了初步的应用。Audi、BMW、DaimlerChrysler和VW等四家最大的德国汽车制造商已经熟悉了PROFINET中PROFIsafe的协议特点，并专门制定了一个雄心勃勃的时间计划表，准备在其汽车配件厂商伙伴中推广。在德国汽车制造商自动化改造计划（AIDA）的旗帜号召下，这四家著名的德国汽车制造商正在不断努力，希望明年能够在他们的新自动化系统中完全采用PROFIsafe技术，因为控制技术与安全协议的集成必将给他们带来高的预期回报。这样的集成可以大大降低系统设计、系统实施和系统操作的工作量，从而有利于汽车行业从容应对越来越高的成本压力。

实践中验证

事实上，PROFINET已经在一些过程自动化领域得到顺利地实施，其中主要是一些以制造技术为主的混合型行业，如食品饮料行业、制药行业以及化妆品行业等。这实际也反映出，无论是概念上还是实施过程中，生产自动化与过程自动化的界限正在变得越来越模糊。许多用户选择PROFINET的原因有三：一是有一个统一的通讯标准；二是PROFINET便于实现横向和纵向的数据流动并提供面向TCP/IP的开放性；三是PROFINET是一种以太网技术，可大大提高数据传输速率。PROFINET在混合式应用中实现无缝集成工作的作用已经很清楚了。

在一些PA的实际应用中，PA设备要连接PROFINET还需要两种设备，即一个普通的PROFIBUS DP代理器和一个PA连接器/PA耦合器，这看起来有点麻烦，但的确很实用，而且不久还将推出一种更为便宜的PA代理器来代替目前上述两种设备的功能。从实际的安装应用来看，这种“双桥接”（从PA到DP再到PROFINET）的方法没有任何问题。

当然在一些石油天然气领域，由于投资周期很长，往往需要十多年，甚至二十到三十年，对于这些领域，PROFINET想能够真正成为主流产品的路程，笔者认为，其实还是很漫长的。

未来之展望

当PROFINET的所有功能都确定下来之后，其目标就是挺进过程自动化的所有分支领域。“我们认为PROFIBUS用户组织（PNO）应该是当前完成这个复杂任务的唯一的技术推动者，并希望PNO据此制定出清晰的目标和计划时间。“既然我们已经在工厂自动化领域成功实施了PROFINET，并且也满足了运动控制的高要求，我相信我们将毫不费力地将PROFINET带入过程自动化领域。当然，现在还有一些工作要做，但那只是需要进行细节处理的一些事情。”目前PI的技术专家们目前正在一步一步地搜集并解决各种技术上的困扰。展望未来，Kuster很有信心，“到2008年年底，PROFINET基本将能够满足自动化领域的所有应用需求。”