DEWETRON 测量系统接入 PROFINET 网络：测量与自动化无缝互联
DEWETRON PROFINET 集成方案，旨在打通工业测试与自动化系统之间的通信链路。在自动化测试环境中，测量设备与基于 PLC 的控制系统需要实现无缝通信：测量系统持续生成有价值的数据和计算结果，而要将这些信息提供给自动化环境，往往需要额外的接口或自定义通信方案。
借助 OXYGEN 中的 PROFINET 支持，DEWETRON 数据采集系统可直接集成到现有工业以太网网络中。这使得选定的测量值和计算结果能够传输至 PLC，在数据采集与自动化之间建立标准化的桥梁。本文将介绍 PROFINET 的基本原理，并演示如何在 OXYGEN 软件中配置 PROFINET 通信。
什么是 PROFINET？
PROFINET（Process Field Network，过程现场网络）是一种开放的工业以太网标准，专为自动化环境中的通信而设计。它由 PROFIBUS & PROFINET International（PI）开发和维护，可实现 PLC、控制器、I/O 设备、驱动器及测量系统等自动化组件之间快速、可靠的数据交换。
虽然 PROFINET 基于标准以太网技术，但它增加了专门针对工业应用时序要求而设计的机制。它支持循环过程数据的实时通信，同时允许标准以太网和 TCP/IP 通信在同一网络中并存。根据应用场景的不同，PROFINET 既可满足一般工厂自动化需求，也可支持对时序和同步要求极高的过程。
PROFINET 是如何工作的？
PROFINET 网络根据设备在自动化系统中的角色对不同设备类型加以区分：
- IO-Controller（IO 控制器）：通常为运行控制程序并与所连接设备交换过程数据的 PLC 或自动化控制器。
- IO-Device（IO 设备）：连接到 IO-Controller 的现场设备，如 I/O 模块、驱动器、传感器或测量系统。它向控制器提供输入数据，并从控制器接收输出数据。
- IO-Supervisor（IO 监控器）：通常是用于配置、调试和诊断的工程 PC、编程设备或人机界面（HMI）。
运行期间，IO-Controller 与 IO-Device 循环交换过程数据。此外，PROFINET 还支持非循环通信，用于参数化、配置、诊断及状态信息等任务。这种组合使得对时间要求严格的过程值和对时间要求较低的服务信息能够在同一网络中传输。
上述组件共同构成一个 PROFINET IO 系统。该系统至少包含一个 IO-Controller 和一个或多个 IO-Device，在需要调试、配置或诊断时可连接 IO-Supervisor。
图 1：PROFINET IO 系统示例
DEWETRON 测量系统为何接入 PROFINET 网络？
在自动化测试环境中，DEWETRON 测量系统和控制系统通常承担不同的任务。数据采集系统记录高精度信号并执行高级计算，而 PLC 通常控制测试流程、操作执行器并响应既定过程条件。
为协调这些任务，必须将相关测量信息提供给自动化系统。这些信息可包括直接采集的传感器数据、计算量或状态信息。如果没有合适的工业通信接口，此类数据交换可能需要额外的网关、专用硬件或自定义通信方案。
DEWETRON PROFINET 集成提供了一种连接测量与自动化的标准化方式。通过将测量系统直接集成到 PROFINET 网络中，选定的测量和计算结果可作为自动化测试流程的一部分提供给 PLC。
典型应用包括：
- 自动化生产与装配线——汽车装配线、机器人生产单元、自动化制造系统
- 能源与电力监测——发电机测试、变流器测试、变电站监测
- 设备验证与调试
- 下线测试（End-of-Line Testing）
- 硬件在环（HIL）系统
示例：电机测试台架
以自动化电机测试台架为例。PLC 控制测试流程和工作点，DEWETRON 测量系统采集电压、电流、扭矩和转速信号。OXYGEN 计算效率、功率因数、有效值（RMS）或其他导出量等参数。通过 PROFINET，选定的结果可直接传输至 PLC 并纳入自动化测试流程。这使得自动化系统能够响应测量结果、根据测试条件触发动作，并执行全自动验证流程。
DEWETRON OXYGEN 的 PROFINET 集成
配备 TRION-PROFINET-IO-DEVICE 模块的 DEWETRON 数据采集系统可通过 PROFINET 直接与 PLC 和自动化控制器通信。在此配置下，测量系统作为 PROFINET IO-Device 运行，向 IO-Controller（通常为 PLC）提供选定的测量数据。
在 OXYGEN 中，您可以选择最多 100 个同步和异步标量通道通过 PROFINET 传输。这些通道既可包含采集的测量信号，也可包含 OXYGEN 内生成的计算结果（如公式通道）。数据传输速率最高可达 500 S/s，传输内容包括最近采集或计算的值及其相对时间戳。
控制器侧的配置可通过专用的 GSDML 文件加以简化，该文件可直接从 OXYGEN 导出。此外，OXYGEN 还可生成包含补充通道信息的 TAG 文件，以进一步简化控制器环境中的配置。这些文件共同支持 DEWETRON 测量系统便捷地集成到现有 PROFINET 网络中。
快速指南：在 OXYGEN 中设置 PROFINET
- 确保 TRION-PROFINET-IO-DEVICE 模块已安装并被正确检测。
- 打开 Server 选项卡，新建一个 PROFINET 实例。
- 配置所需的更新速率，并选择要传输的测量通道。
- 导出 GSDML 文件（可选导出 TAG 文件），并将其导入控制器配置环境。
- 按下 Play 按钮开始数据传输。
为简化调试和诊断，OXYGEN 还提供 Application、Bus 和 Error 状态的实时状态信息，可随时刷新。
图 2：DEWETRON PROFINET 测量系统集成示意图
结论
DEWETRON PROFINET 为将测量系统集成到工业自动化环境提供了一种标准化且可靠的方式。凭借原生 PROFINET 支持，DEWETRON 的 OXYGEN 测量软件实现了数据采集系统与 PLC 之间的无缝通信，使工程师能够将测量数据直接传输到自动化流程中。这简化了系统集成，并有助于加快测试、验证和工业自动化工作流程。
