12月17日，“2021年中國運動控制/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。在分論壇運動控制技術(shù)應(yīng)用篇上，西門子（中國）有限公司數(shù)字化工廠集團-信息安全主管許斌以“運動控制&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上作介紹。今天我們是運動控制的會，客觀地講，在運動控制圈，PROFINET好象是比較神秘的，大家都說用得挺多，但到底在哪呢？只能說以前的這些印象可能都是過去了，現(xiàn)在是另外一番景象，現(xiàn)在想利用這個時間來分享PROFINET的內(nèi)容。

 大概來看一下，因為各家的總線技術(shù)各有各的優(yōu)點，PROFINET在技術(shù)上有很多獨到之處，可以看到它實際上作為一個重量級的以太網(wǎng)通信技術(shù)，在通信層面有獨到的東西。PROFINET把通信分成三個通道，以通道的模式來適應(yīng)各種各樣不同的場景應(yīng)用，包括標準通道、實時通道和IRT等時實時通道，這個是根據(jù)應(yīng)用場景來定的，其中實時通道是針對工廠自動化的一些傳統(tǒng)應(yīng)用，IRT等時實時通道主要時針對運動控制應(yīng)用。從整體來看，既兼顧到商業(yè)應(yīng)用，也兼顧到高端的應(yīng)用。

PROFINET也會采用最新的以太網(wǎng)技術(shù)，將來的發(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不一樣，作為西門子來講，我們專注于PROFINET與TSN技術(shù)的融合，將來PROFINET還會繼續(xù)存在很長時間。

TSN本身不是單一一個通訊協(xié)議，它是當前以太網(wǎng)技術(shù)的一個增強，這是一個協(xié)議族，從定位來看，也很清楚，它是七層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的第二層，我們今天所說的PROFINET更多是指它的應(yīng)用層，在第二層會多一個通道，會通過TSN來做橋梁，使下面的通信速度、帶寬會更寬，這是一個定位。條條大路通羅馬，最終會怎么樣還是由市場來決定。

 剛剛介紹了PROFINET將來堅持走和TSN結(jié)合的道路，往上怎么辦呢？即往上到工廠級，再往上，到企業(yè)層，再往上到云端，針對這些場景，我們都是最終會歸到OPC  UA。在這個方向上，我們未來的方向就是走OPC UA。

 由于今天的內(nèi)容是和運動控制相關(guān)，我想后面的時間更多是把重點放在運動控制相關(guān)方面來。大家知道PROFINET可能和其他的通信方式不太一樣，它是走一個基礎(chǔ)技術(shù)和行規(guī)結(jié)合的路，我們常常說PROFINET本身是一個底層的通信技術(shù)，它是一個通道技術(shù)，相當于是修路，上面跑什么車，這是由行規(guī)來定的。針對運動控制，PROFINET定了相關(guān)行規(guī)，對于一個驅(qū)動器來講，它的需求有很多，我們可以把它分成幾種，當然最重要的是完成運動控制。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)成了一個驅(qū)動器的市場需求。

 PROFINET通過FROFIdrive可以適用于所有的運動控制行業(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一樣在運動控制器里實現(xiàn)。下面更多介紹一下PROFIdrive的內(nèi)容，各位都是本土企業(yè)，將來在開發(fā)基于PROFINET的伺服驅(qū)動器、變頻器的時候，除了完成基本的通信通道外，最核心的就是要實現(xiàn)PROFIDrive行規(guī)。所以今天花一點時間，把這個地方和大家作一個匯報。

 在過去大家都知道，作為一個標準的驅(qū)動器，運動控制器對這個驅(qū)動器做配置，可以通過很多不同的參數(shù)通道，對這個驅(qū)動器做參數(shù)設(shè)定?，F(xiàn)在通過PROFIdrive，可以通過唯一的參數(shù)通道，進行參數(shù)配置，完成所有的參數(shù)配置，這是它的一個技術(shù)特點。

還要再強調(diào)一下，作為運動控制，PROFIdrive是很重要的內(nèi)容，作為一個行規(guī)來講，PROFIdrive行規(guī)根據(jù)應(yīng)用場景定義了六大類應(yīng)用場景，或者叫應(yīng)用類，從AC1到AC6，比如對標準變頻器器，相對應(yīng)的PROFIdrive類是AC1對于點對點的位置控制應(yīng)用，對應(yīng)的類是AC3。對于更高端更復(fù)雜的應(yīng)用，像路徑插補、多軸同步，專門有對應(yīng)AC4、AC6。

過去在市場上，可能有一些客戶對PROFINET在運動控制領(lǐng)域的應(yīng)用是否適合，會有方方面面的疑問。我們現(xiàn)身說法一下，在伺服這個圈里，S120是標竿性的產(chǎn)品，在產(chǎn)品性能和功能方面都是一個代表，這個產(chǎn)品就用到PROFINET和PROFIDrive，所以我想從性能和效果上來講，S120的在伺服高性能應(yīng)用場景中的成功應(yīng)用，有力地證明了PROFINET和PROFIDrive完全可以勝任各種運動控制領(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)該是一個比較有說服力的場景。

 從運動控制器的角度來說，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只不過由于產(chǎn)品定位不一樣，所實現(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，用來實現(xiàn)高性能的主站運動控制器；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，即把這個參考代碼分別配置到這兩個不同的硬件芯片里即可。值得一提的是，現(xiàn)在國內(nèi)通過PROFIdrive參考代碼做出來的伺服驅(qū)動器和變頻器已經(jīng)很多了。

 我們在做伺服運動控制的時候性能很重要，它強調(diào)響應(yīng)的實時性?，F(xiàn)在PROFIdrive的基礎(chǔ)上推出了DSC，動態(tài)伺服補償技術(shù)，解決了伺服控制的高性能的應(yīng)用需求。過去大家會有印象，帶有總線通信的運動控制系統(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，這是最直觀的認識。這有一定的道理，，因為大家可以看到總線循環(huán)有一個延時，不管是哪家總線系統(tǒng)，這是避免不了的，總會有延時，就是因為時間延時會影響伺服控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，怎么辦呢？有一個很巧妙的方法，DSC把整個位置閉環(huán)控制做到伺服控制器里面，它在伺服控制器里面實現(xiàn)了軟的總線延時補償，從這個補償可以看到，這個補償和實際的補償正好抵消了，因此系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)是很快的，因為這個地方的時間延時被抵銷了。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，就可以實現(xiàn)很高的動態(tài)性能。

S120這個產(chǎn)品在動態(tài)補償和高性能應(yīng)用上用的就是DSC技術(shù)，我們現(xiàn)在國內(nèi)也有廠家做了。和其他總線技術(shù)類似，PROFINET也有一個朋友圈叫PI(PROFIBUS & PROFINET International)，截止到2019年底它在全球有1700多家會員。從安裝節(jié)點上來看，截止到去年底，PROFINET安裝節(jié)點在全球超過3000萬，今年預(yù)計能達到5000萬。

作為PROFINET開發(fā)，少不了一致性測試這個環(huán)節(jié)。PI-China在北京設(shè)立了PI測試實驗室，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，所有的測試都是在這里做，流程也很完善。另外，我們在成都有一個PROFINET的技術(shù)支持團隊，可以幫助用戶去做一些預(yù)測試，極大地幫助用戶節(jié)省正式測試所需要的時間和費用，

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