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將生產(chǎn)設(shè)備集成到特定實(shí)時以太網(wǎng)系統(tǒng)中，不僅要實(shí)現(xiàn)不同協(xié)議之間的互聯(lián)互通，更重要的是選擇一個可靠的解決方案，能夠符合現(xiàn)場各種應(yīng)用的需求。施耐德電氣在阿根廷的客戶面臨這樣一個難題，為了要建立無縫過程控制來驅(qū)動工廠及其子工廠的自動化系統(tǒng)，需要將專有IO信號轉(zhuǎn)換為整個工廠使用的標(biāo)準(zhǔn)PROFINET協(xié)議。德國赫優(yōu)訊提供了一個高效靈活的解決方案，可以使用簡單便捷的編程工具快速完成配置。

圖1 阿根廷碳酸鋰工廠

背景介紹

施耐德電氣是一家全球性企業(yè)，在電力供應(yīng)、過程自動化、控制系統(tǒng)以及建筑管理等領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。施耐德電氣在阿根廷的子公司，主要業(yè)務(wù)是過程自動化項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)，其中有一個客戶，是從事碳酸鋰加工的礦業(yè)公司。

碳酸鋰加工廠占地面積大，有幾個子工廠組成。過程工廠使用第三方控制器監(jiān)控，其現(xiàn)場IO和其他設(shè)備是通過PROFINET通信基礎(chǔ)設(shè)施連接的。對于整個工廠的大量子過程，礦業(yè)公司使用施耐德電氣的變頻驅(qū)動器（VFD-ATV71）和相關(guān)的電機(jī)控制單元（MCC-M340），這些施耐德MCC柜配備了通信前端，使用Schneider的專有協(xié)議與其IO進(jìn)行通信。

圖2 施耐德電氣的電機(jī)控制單元M340

方案選擇

碳酸鋰工廠為了建立無縫過程控制來驅(qū)動整個工廠及其子工廠的自動化系統(tǒng)，需要一個全面的解決方案，不僅要與VFD控制互補(bǔ)，而且可以能夠監(jiān)控和控制MCC現(xiàn)場的IO信號，即可實(shí)現(xiàn)將專有IO信號轉(zhuǎn)換為整個工廠使用的標(biāo)準(zhǔn)PROFINET協(xié)議。

施耐德電氣面對現(xiàn)場要求制定了兩種方案：其一是采用PROFINET兼容的設(shè)備替換現(xiàn)場的所有IO，其二是將現(xiàn)場IO相當(dāng)復(fù)雜地集成到MCC柜中的標(biāo)準(zhǔn)通信前端。這兩種方案相對于客戶來說不僅是工程量大成本高，而且沒有解決本質(zhì)問題，無法實(shí)現(xiàn)在電機(jī)控制單元和變頻驅(qū)動器的無縫集成中建立兩個協(xié)議之間的通信橋梁。因此，施耐德自動化項(xiàng)目組進(jìn)行綜合市場分析，經(jīng)過與多個供應(yīng)商之間的溝通，最終與赫優(yōu)訊在項(xiàng)目成本效益和方案集成度上達(dá)成共識。

施耐德電氣阿根廷分公司的自動化項(xiàng)目組分責(zé)人Rogelio Hernández說：“赫優(yōu)訊提供了一個高效靈活的緊湊型解決方案，通過簡單便捷的編程工具可快速實(shí)現(xiàn)配置。”

赫優(yōu)訊NT100-RE-EN網(wǎng)關(guān)解決方案

NT100系列網(wǎng)關(guān)是赫優(yōu)訊推出的基于netX芯片技術(shù)的產(chǎn)品，其充分使用了netX網(wǎng)絡(luò)控制器的靈活性特點(diǎn)，提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的聯(lián)網(wǎng)通訊解決方案，可實(shí)現(xiàn)多種不同協(xié)議之之間的轉(zhuǎn)換。根據(jù)碳酸鋰加工廠的需求最終選定赫優(yōu)訊產(chǎn)品netTAP 100系列的NT100-RE-EN網(wǎng)關(guān)，可以作為一個高度通用的PROFINET IO控制器或EtherNet / IP適配器，以任意組合形式支持從站和主站功能。

除了標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議之外，赫優(yōu)訊網(wǎng)關(guān)NT100-RE-EN還支持在netSCRIPT的幫助下創(chuàng)建串行協(xié)議，netSCRIPT基于Lua腳本語言。施耐德電氣項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)能夠使用功能齊全的開發(fā)環(huán)境作為該軟件包的標(biāo)準(zhǔn)功能，可對任何專有串行協(xié)議進(jìn)行簡單快速的編程，并可以在轉(zhuǎn)換為另一個總線協(xié)議期間對IO數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。

圖3 德國赫優(yōu)訊NT100網(wǎng)關(guān)方案實(shí)現(xiàn)

 對于碳酸鋰加工廠而言，NT100解決方案被證明是將施耐德電氣通信協(xié)議與開放式PROFINET協(xié)議同步的且最極具成本效益的方法，可實(shí)現(xiàn)該公司使用施耐德電氣的變頻驅(qū)動器（VFD）和相關(guān)的電機(jī)控制單元（MCC）與專有的IO通信，并仍然保證從PCS一直到現(xiàn)場設(shè)備級別的無縫過程控制。

采礦過程工廠自動化是非常耗時的項(xiàng)目，在生產(chǎn)開展之前，需要根據(jù)具體應(yīng)用量身定制的MCC，還要進(jìn)行全面的工廠驗(yàn)收測試（FAT）。之后，需要將設(shè)備從工廠運(yùn)輸?shù)教妓徜嚰庸S的遠(yuǎn)程位置，在工廠組裝后，完整的自動化系統(tǒng)必須經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)收測試（SAT）。

赫優(yōu)訊網(wǎng)關(guān)NT100在加速系統(tǒng)實(shí)施方面做出了相當(dāng)大的貢獻(xiàn)，并且是一種高度靈活的解決方案，對將來的擴(kuò)展和增加的功能是開放的。Rogelio Hernández 補(bǔ)充說：“我們能夠建立一種將M340平臺與PROFINET控制器集成的標(biāo)準(zhǔn)方法，讓它們可以作為任何類型PROFINET控制器的遠(yuǎn)程IO，網(wǎng)關(guān)極大地簡化了將施耐德MCC與VFD、軟啟動器或其他輸入輸出結(jié)合使用的情形。”

圖4 德國赫優(yōu)訊網(wǎng)關(guān)NT100-RE-EN

最后，施耐德電氣阿根廷分公司的自動化項(xiàng)目組分責(zé)人Rogelio Hernández認(rèn)為，該解決方案可用于需要與施耐德自動化平臺進(jìn)行交互的、并要求集成PROFINET網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)。