12月17日，“2021年中國(guó)運(yùn)動(dòng)控制/直驅(qū)產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在深圳隆重舉行，五百多名業(yè)內(nèi)人士匯聚一堂，共謀行業(yè)發(fā)展大計(jì)。在分論壇運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用篇上，西門子（中國(guó)）有限公司數(shù)字化工廠集團(tuán)-信息安全主管許斌以“運(yùn)動(dòng)控制&PROFINET”為主題發(fā)表演講。

以下內(nèi)容根據(jù)演講整理：

各位好！我叫許斌，第一次代表西門子在會(huì)上作介紹。今天我們是運(yùn)動(dòng)控制的會(huì)，客觀地講，在運(yùn)動(dòng)控制圈，PROFINET好象是比較神秘的，大家都說(shuō)用得挺多，但到底在哪呢？只能說(shuō)以前的這些印象可能都是過(guò)去了，現(xiàn)在是另外一番景象，現(xiàn)在想利用這個(gè)時(shí)間來(lái)分享PROFINET的內(nèi)容。

 大概來(lái)看一下，因?yàn)楦骷业目偩€技術(shù)各有各的優(yōu)點(diǎn)，PROFINET在技術(shù)上有很多獨(dú)到之處，可以看到它實(shí)際上作為一個(gè)重量級(jí)的以太網(wǎng)通信技術(shù)，在通信層面有獨(dú)到的東西。PROFINET把通信分成三個(gè)通道，以通道的模式來(lái)適應(yīng)各種各樣不同的場(chǎng)景應(yīng)用，包括標(biāo)準(zhǔn)通道、實(shí)時(shí)通道和IRT等時(shí)實(shí)時(shí)通道，這個(gè)是根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)定的，其中實(shí)時(shí)通道是針對(duì)工廠自動(dòng)化的一些傳統(tǒng)應(yīng)用，IRT等時(shí)實(shí)時(shí)通道主要時(shí)針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用。從整體來(lái)看，既兼顧到商業(yè)應(yīng)用，也兼顧到高端的應(yīng)用。

PROFINET也會(huì)采用最新的以太網(wǎng)技術(shù)，將來(lái)的發(fā)展方向就是PROFINET在融合TSN技術(shù)，走向更快的通信方式。可能各家的技術(shù)方案或者各家的理念會(huì)不一樣，作為西門子來(lái)講，我們專注于PROFINET與TSN技術(shù)的融合，將來(lái)PROFINET還會(huì)繼續(xù)存在很長(zhǎng)時(shí)間。

TSN本身不是單一一個(gè)通訊協(xié)議，它是當(dāng)前以太網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)增強(qiáng)，這是一個(gè)協(xié)議族，從定位來(lái)看，也很清楚，它是七層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的第二層，我們今天所說(shuō)的PROFINET更多是指它的應(yīng)用層，在第二層會(huì)多一個(gè)通道，會(huì)通過(guò)TSN來(lái)做橋梁，使下面的通信速度、帶寬會(huì)更寬，這是一個(gè)定位。條條大路通羅馬，最終會(huì)怎么樣還是由市場(chǎng)來(lái)決定。

 剛剛介紹了PROFINET將來(lái)堅(jiān)持走和TSN結(jié)合的道路，往上怎么辦呢？即往上到工廠級(jí)，再往上，到企業(yè)層，再往上到云端，針對(duì)這些場(chǎng)景，我們都是最終會(huì)歸到OPC  UA。在這個(gè)方向上，我們未來(lái)的方向就是走OPC UA。

 由于今天的內(nèi)容是和運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)，我想后面的時(shí)間更多是把重點(diǎn)放在運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)方面來(lái)。大家知道PROFINET可能和其他的通信方式不太一樣，它是走一個(gè)基礎(chǔ)技術(shù)和行規(guī)結(jié)合的路，我們常常說(shuō)PROFINET本身是一個(gè)底層的通信技術(shù)，它是一個(gè)通道技術(shù)，相當(dāng)于是修路，上面跑什么車，這是由行規(guī)來(lái)定的。針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制，PROFINET定了相關(guān)行規(guī)，對(duì)于一個(gè)驅(qū)動(dòng)器來(lái)講，它的需求有很多，我們可以把它分成幾種，當(dāng)然最重要的是完成運(yùn)動(dòng)控制。除此之外，還有一些安全要求，還有能耗方面的要求，這些融合在一起，構(gòu)成了一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的市場(chǎng)需求。

 PROFINET通過(guò)FROFIdrive可以適用于所有的運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)涉及到的領(lǐng)域。，另外像PROFIsafe和安全能耗相關(guān)的行規(guī)，跟據(jù)具體的需求，都是可以和PROFIdrive一樣在運(yùn)動(dòng)控制器里實(shí)現(xiàn)。下面更多介紹一下PROFIdrive的內(nèi)容，各位都是本土企業(yè)，將來(lái)在開發(fā)基于PROFINET的伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器的時(shí)候，除了完成基本的通信通道外，最核心的就是要實(shí)現(xiàn)PROFIDrive行規(guī)。所以今天花一點(diǎn)時(shí)間，把這個(gè)地方和大家作一個(gè)匯報(bào)。

 在過(guò)去大家都知道，作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)器，運(yùn)動(dòng)控制器對(duì)這個(gè)驅(qū)動(dòng)器做配置，可以通過(guò)很多不同的參數(shù)通道，對(duì)這個(gè)驅(qū)動(dòng)器做參數(shù)設(shè)定。現(xiàn)在通過(guò)PROFIdrive，可以通過(guò)唯一的參數(shù)通道，進(jìn)行參數(shù)配置，完成所有的參數(shù)配置，這是它的一個(gè)技術(shù)特點(diǎn)。

還要再?gòu)?qiáng)調(diào)一下，作為運(yùn)動(dòng)控制，PROFIdrive是很重要的內(nèi)容，作為一個(gè)行規(guī)來(lái)講，PROFIdrive行規(guī)根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景定義了六大類應(yīng)用場(chǎng)景，或者叫應(yīng)用類，從AC1到AC6，比如對(duì)標(biāo)準(zhǔn)變頻器器，相對(duì)應(yīng)的PROFIdrive類是AC1對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的位置控制應(yīng)用，對(duì)應(yīng)的類是AC3。對(duì)于更高端更復(fù)雜的應(yīng)用，像路徑插補(bǔ)、多軸同步，專門有對(duì)應(yīng)AC4、AC6。

過(guò)去在市場(chǎng)上，可能有一些客戶對(duì)PROFINET在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用是否適合，會(huì)有方方面面的疑問(wèn)。我們現(xiàn)身說(shuō)法一下，在伺服這個(gè)圈里，S120是標(biāo)竿性的產(chǎn)品，在產(chǎn)品性能和功能方面都是一個(gè)代表，這個(gè)產(chǎn)品就用到PROFINET和PROFIDrive，所以我想從性能和效果上來(lái)講，S120的在伺服高性能應(yīng)用場(chǎng)景中的成功應(yīng)用，有力地證明了PROFINET和PROFIDrive完全可以勝任各種運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用。。另外西門子一系列的伺服控制器，全部采用PROFINET和PROFIdrive結(jié)合的方式，這應(yīng)該是一個(gè)比較有說(shuō)服力的場(chǎng)景。

 從運(yùn)動(dòng)控制器的角度來(lái)說(shuō)，西門子從小型控制器S7-200SMART，一直到今天最新款的1500，從低到高的搭配，都支持PROFINET和PROFIdrive只不過(guò)由于產(chǎn)品定位不一樣，所實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用類不一樣而已。

 目前，西門子提供了很多開發(fā)手段，包括主站和從站，我們都提供相關(guān)的開發(fā)方案。比如主站，西門子提供兩種開發(fā)方案，一類是硬件開發(fā)方案，它是基于板卡或者是嵌入式芯片的開發(fā)方案，用來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能的主站運(yùn)動(dòng)控制器；另一類是基于純軟件的主站開發(fā)，這兩種都是目前主流的解決方案

西門子還提供PROFIdrive的免費(fèi)參考代碼，包括AC1、AC3、和AC4。拿到代碼以后，用戶需要做的就是，把它分解到PROFINET從站通信芯片（即ERTEC200P-2），，以及自己的MCU，即把這個(gè)參考代碼分別配置到這兩個(gè)不同的硬件芯片里即可。值得一提的是，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)通過(guò)PROFIdrive參考代碼做出來(lái)的伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器已經(jīng)很多了。

 我們?cè)谧鏊欧\(yùn)動(dòng)控制的時(shí)候性能很重要，它強(qiáng)調(diào)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。現(xiàn)在PROFIdrive的基礎(chǔ)上推出了DSC，動(dòng)態(tài)伺服補(bǔ)償技術(shù)，解決了伺服控制的高性能的應(yīng)用需求。過(guò)去大家會(huì)有印象，帶有總線通信的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能好壞和總線循環(huán)周期非常相關(guān)的，循環(huán)速度越快，性能越好，這是最直觀的認(rèn)識(shí)。這有一定的道理，，因?yàn)榇蠹铱梢钥吹娇偩€循環(huán)有一個(gè)延時(shí)，不管是哪家總線系統(tǒng)，這是避免不了的，總會(huì)有延時(shí)，就是因?yàn)闀r(shí)間延時(shí)會(huì)影響伺服控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，怎么辦呢？有一個(gè)很巧妙的方法，DSC把整個(gè)位置閉環(huán)控制做到伺服控制器里面，它在伺服控制器里面實(shí)現(xiàn)了軟的總線延時(shí)補(bǔ)償，從這個(gè)補(bǔ)償可以看到，這個(gè)補(bǔ)償和實(shí)際的補(bǔ)償正好抵消了，因此系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是很快的，因?yàn)檫@個(gè)地方的時(shí)間延時(shí)被抵銷了。因此伺服控制器不需要在很高的帶寬，和通信速度的情況下，就可以實(shí)現(xiàn)很高的動(dòng)態(tài)性能。

S120這個(gè)產(chǎn)品在動(dòng)態(tài)補(bǔ)償和高性能應(yīng)用上用的就是DSC技術(shù)，我們現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也有廠家做了。和其他總線技術(shù)類似，PROFINET也有一個(gè)朋友圈叫PI(PROFIBUS & PROFINET International)，截止到2019年底它在全球有1700多家會(huì)員。從安裝節(jié)點(diǎn)上來(lái)看，截止到去年底，PROFINET安裝節(jié)點(diǎn)在全球超過(guò)3000萬(wàn)，今年預(yù)計(jì)能達(dá)到5000萬(wàn)。

作為PROFINET開發(fā)，少不了一致性測(cè)試這個(gè)環(huán)節(jié)。PI-China在北京設(shè)立了PI測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，截止到今天，所有的本地的PROFINET產(chǎn)品，不管是IO還是伺服控制器，所有的測(cè)試都是在這里做，流程也很完善。另外，我們?cè)诔啥加幸粋€(gè)PROFINET的技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，可以幫助用戶去做一些預(yù)測(cè)試，極大地幫助用戶節(jié)省正式測(cè)試所需要的時(shí)間和費(fèi)用，

 這是截止到今天，在國(guó)內(nèi)開發(fā)PROFINET產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)廠商，包含了所有的，不光是伺服，還有I/O、交換機(jī)、編碼器。前幾年，我們給用戶介紹PROFINET時(shí)，大家不知道該怎么做，這兩年大家都認(rèn)可了。我們自己分析大概是有兩方面的因素：一個(gè)方面就是大家確實(shí)看到了由于國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，給所有人提供更多的機(jī)會(huì)；另一方面，還是要做利潤(rùn)率更高的產(chǎn)品，這是所有人的痛點(diǎn)，如果大家都把精力都放在打價(jià)格戰(zhàn)上面，是不好的。相對(duì)來(lái)說(shuō)有一點(diǎn)門檻的技術(shù)，雖然技術(shù)難度大一些，，但能給大家創(chuàng)造更多的利潤(rùn)空間，對(duì)市場(chǎng)未來(lái)市場(chǎng)健康發(fā)展也是有利的。