揭秘工业以太网现场总线技术如何治愈制药业的七大痛点
本文旨在探讨西门子PLC在生物制药工程中的应用，特别是如何通过现场总线技术解决了该行业面临的一些问题。随着工业以太网的兴起，这一领域的发展也得到了进一步的推动。
现场总线技术自80年代末以来，就已经开始形成多个标准，如基金会LONWOKS、PROFIBUS、CAN、HART等。在这其中，PROFIBUS作为德国西门子公司提出的标准，并获得了广泛的认可和应用，成为欧洲标准EU50170，并在中国也有所建立。
现场总线系统可以被看作是第五代控制系统，它不仅克服了前三代控制系统（PCS、DCS）的局限，还实现了工程自动化、制造自动化和信息采集自动化之间的无缝通信。此外，它还能够与更高层次的管理网络连接，为决策提供第一手资料。
目前市场上流行的现场总线有很多种，其中PROFIBUS是最成功的一种。它主要用于车间级通信任务，不涉及本安型过程自动化。在兽研所疫苗工程中，我们采用PROFIBUS-DP进行区域划分和功能分配，以提高效率降低成本。
西门子的S7-300系列PLC为PROFIBUS通信提供了多种CP通讯功能模块，我们根据具体需求选用了7台PLC-300，以及相关的通讯处理器如ET200M、CP342-5和CP-5613。这些设备分别用于远程分布式I/O配置、高性能数据传输以及HMI/SCADA系统主机与PLC系统之间的通讯处理。
生物制药行业对实时性要求极高，因此我们选择工业以太网作为区域和单元联网国际标准，与PROFIBUS一起构成了整个网络体系。这两个技术结合，可以完成工厂通讯、数据通讯以及过程/现场自动化通讯等不同层次不同的复杂联网任务。我们的网络结构包括三个层次：现场控制层，过程监控层，以及生产管理和市场经营管理层。
在现场控制层，我们采用PROFIBUS-DP进行I/O分布式配置，每个PLC单元负责特定的区域或设备，而这些单元都挂接于同一个PROFIBUS总线上，以实现彼此之间及上位操作站之间的无缝通信。此外，我们还可以将一些工艺处理控制设备集成到工业以太网上，以满足TCP/IP协议，从而扩展网络能力并提升整体运行效率。
