现场总线技术革新工业以太网如何助力制药业精准生产

本文旨在探讨西门子PLC在生物制药工程中的应用，以现场总线技术为例，阐述了该技术如何解决生物制药行业中的一些实际问题。现场总线技术自80年代末兴起，便出现了多种标准，如基金会LONWORKS、PROFIBUS、CAN、HART等，其中PROFIBUS因其广泛的应用和强大的市场推广力度而成为德国国家标准DIN19245和欧洲标准EU50170。在中国，成立了PROFIBUS现场总线专业委员会，本文以西门子的PLC为例，对于生物制药行业的实际应用进行了深入分析。

一、现场总线技术与工业以太网

现场总线是一种用于生产现场微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信系统，它被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。随着时间的推移，现场总线发展成为了新的控制系统——第五代控制系统（FCS），它克服了DCS系统封闭性的缺陷，将集中与分散相结合的集散结构变成了全分布式结构，使得生产过程中的智能设备能够直接通讯，并且可以通过网关连接到企业管理网络。

二、本项目自动化网络规划

本项目采用西门子SIMATICNET系列产品构建自动化网络，该网络基于工业以太网和PROFIBUS作为主要组成部分，实现工厂通讯、数据通讯及过程/现场自动化通讯等不同层次任务。整个网络分为三个层次：场控层（利用PROFIBUS）、监控层以及生产管理和市场经营管理层。本项目共有8个PLC单元，每个单元负责不同的区域或功能，如空调冷站工艺监控、中控动力站监控照明变配电等。

三、本地PLC与HMI/SCADA系统接口

对于悬浮培养灭活乳化分装等关键工艺过程，本项目选择将这些接口集成至PLC-7上，这样就能确保所有相关设备都符合对应协议要求，无论是通过 PROFIBUS-DP 还是 TCP/IP 协议。如果需要更高级别的人机界面或远程监控，则可以使用CP342-5进行数据传输至HMI/SCADA系统主机，同时CP-5613则作为HMI/SCADA与S7300 PLC 系统之间的桥梁，为用户提供更加直观易用的操作界面。

四、本地特色概述

由于我所位于偏远地区，因此必须考虑到信号传输距离的问题。在这种情况下，我们选择使用ET200M远程分布式I/O来减少布局成本并提高施工效率。此外，由于DP从站ET200M支持长距离通信，我们能够将CPU中央控制柜设置在北端，而DP站在南端车间，从而有效解决了信息孤岛的问题。这不仅节省了布线成本，还提升了整体可靠性和响应速度。