PROFINET在物流高架庫中的應用研究

廖文宇

具有全面的TCP/IP能力，能夠為用戶提供故障安全通信以及集成診斷，為整個企業范圍內所有層級的數據傳輸提供可靠的支持，這些能力顯著的提高了用戶系統的性能。PROFINET在物流高架庫中的應用，很大程度上提高了系統維護的輕便性、數據傳輸的穩定性以及系統架構的合理性。

關鍵詞：PROFINET；物流高架庫；應用

1.前言

隨著經濟與技術的發展，現場總線技術被廣泛的應用在物流領域中，其實現了物流系統由集中式控制向自動化分布式控制的轉變。PROFINET是一種開放、創新的工業以太網標準，隨著信息技術以及以太網技術的發展，將PROFINET集成到物流高架庫中，能夠使物流高架庫的擴展配置、通信選擇、遠程服務功能以及診斷能力變的更好，值得廣泛的推廣和應用。

2.PROFINET的概述及特點

PROFINET是由PI提出的開放、創新的標準，通過使用PROFINET，能夠將基于組件的分布式以及簡單的分布式I/O與對響應時間要求嚴格的應用集成到以太網中。PROFINET的特點表現為以下幾個方面：其一，PROFINET技術能夠將TCP/UDP、以太網以及IP當做通信的基礎，然后對通信進行相應的更改，對于響應時間要求相對較高的應用；其二，使用PROFINET能夠實現操作者以及構造者對成套設備的系統的設計，不需要制造商提供的硬件和軟件；其三，PROFINET網絡具有更多的拓撲結構，在應用時具有更加靈活的方式，并且靈活的多種傳輸介質能夠適用于更多的應用場合；其四，基于IP的通信中，實現了分布式I/O和以太網的直接連接，對于IP地址的選擇，PROFINET通過使用組態協議，對每一個PROFINET現場的設備進行分配；其五，和傳統的現場總線相比，PROFINET技具有更多的容納節點，構成了更大的系統；其六，具有實時能力以及信息安全能力，通過信息安全分割將并對對系統造成的影響降到最小。

3.PROFINET在物流高架庫中的應用

文章以某物流高架庫為例，該物流高架庫配置了1套出入庫輸送機系統、1套往復式穿梭車、4臺單貨叉式行到堆垛機以及1臺用于堆垛機更換巷道的換軌車。由于物流高架庫控制對系統的可維護性、靈活性、可靠性以及安全性的要求很高，因此，該物流高架庫系統采用了MP370操作員終端、ET200S分布式I/O、Oracle9i數據庫、S7-300系列PLC處理器等硬件。PROFINET在物流高架庫中的應用，主要包括物流監控系統、出入庫控制系統、換軌車控制系統、堆垛機控制系統四個方面：

（1）物流監控系統的設計方案。整個物流高架庫系統是以生產服務為中心，集合了倉庫管理、物料管理、生產管理的在線物料管理系統，然后通過自動化物流系統的分析功能，對整個物流高架庫系統進行監控，其監控系統通常分為設備執行層、調度控制層、信息管理層，其一，調度控制層是設備控制層與信息管理層的紐帶，其主要的功能是動態中定義系統的功能點，并且執行系統的物流指令，然后將該信息指令進行分解，傳輸給其他的執行設備；實時的監控執行設備的運行狀況，記錄和報告設備的故障問題；其二，信息管理層主要是由物流計算機系統組成，軟件的先進性、可用性以及技術性直接關系到信息管理層的運行，主要執行物流高架庫的管理功能，并且也是連接企業ERP系統和自動化物流系統的接口層；其三，設備執行層集成了各種執行設備的專用控制系統或者控制網，其中包含有堆垛機控制系統、出入庫輸送系統等。由于PROFINET能夠實現對現場設備的實時監控和信息交換，能夠建立物流高架庫的實時監控系統，并且能夠自動化的監控物流高架庫系統，顯著的提高監控效率，保證物流高架庫系統更高效的運行。

（2）出入庫控制系統的設計方案。出入庫控制系統由垂直于巷道的鏈式輸送機、三排鏈式輸送機、平行于巷道的輥道輸送機、往復式穿梭車以及轉擺鏈式輸送機等部分組成。該物流高架庫采用了PROFINET現場總線控制，將其接口作為主站控制器，再結合其他分布式I/O，實現對數字信息的采集和處理，并且配以合適的通信模塊，從而把出入庫控制系統通過工業以太網和上位的調度系統以及監控系統連接起來，以太網和上位的調度系統能夠將正確的信息上傳給PLC，PLC在通過PROFINET網絡將動作指令下達到相應的設備，然后驅動各個巷口的出入庫設備運行。

（3）換軌車控制系統的設計方案。該物流高架庫的換軌車控制系統主要應用機載PLC根據邏輯計算對各種傳感信號進行處理，并且將經過處理的信息傳輸到相應的執行設備中，執行設備以激光條碼測距器、光電開關等檢測器通過ET200S分布式I/O，以PROFINET總線協議，完成和PLC的通信連接，以此完成對設備的安全保護以及邏輯控制。由于經過PROFINET的診斷功能能夠實現快速定位，并且能夠快速的將診斷傳輸到PROFINET系統中，顯著的提高了換軌車控制系統的可靠性和安全性。

（4）堆垛機控制系統的設計方案。該物流高架庫的堆垛機控制系統主要采用機載PLC控制，然后通過PROFINET總線網絡，實現機載PLC對貨叉運動、載貨臺、行走電機等的控制，其控制流程表現為：堆垛機的紅外通信器接受上位計算機發出的信息后，立刻運行至原點位置，和平行托輥輸送機的對射式光電管對接完成后，發出進行取貨的指令，然后PLC通過PROFINET將指令傳送到相應的設備，再更新PLC貨位的地質信息，最終將相應的指令傳遞給堆垛機，由堆垛機將貨物運送到正確的位置。由于PROFINET具有對現場堆垛過程進行診斷，并且具有處理簡單故障的能力，也就是說通過PROFINET系統的控制，能夠及時的解決物貨堆垛過程中出現的問題，保證堆垛控制系統能夠穩定的運行，并且還降低了維護成本。

4.結束語

通過具體的實踐應用，該物流高架庫系統采用的PROFINET現場總線網絡技術，具有抗干擾能力強、開放性好、可靠性高、系統速度快以及具備簡單的故障處理能力等方面的優點，顯著的提高了物流高架庫系統的管理水平和生產效率。文章簡單的介紹了PROFINET及其特點，然后以某物流高架庫為例，探析了PROFINET在物流高架庫中的應用，旨在為物流高架庫中的相關人員提供一定的參考。

5.參考文獻：

[1]姜素霞，孫俊峰，李春文，崔光照Profibus-DP在煙葉醇化物流高架庫中的應用[J].自動化儀表，2009（5）；33-35.

[2]許青.PROFINET技術在糧庫分散型作業中的應用[J].糧食與食品工業，2013（5）；65-67.