现场总线技术在制药业中的应用深度解析三大类工业以太网革命
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，成为德国国家标准DIN19245和欧洲标准EU50170。
现场总线系统，被称为第五代控制系统（FCS），它克服了DCS系统的局限性，并结合集中与分散控制的优势。通过采用开放化、标准化的解决方案，现场总线实现了生产过程中的智能设备之间互联通信，以及高层信息管理网络与生产现场之间的无缝对接。这不仅打破了自动化系统信息孤岛的问题，而且为企业提供了一手资料，为决策提供依据。
目前世界上流行的现场总线及相关标准众多，其中PROFIBUS作为欧洲标准，其产品在全球范围内得到普遍认可。在中国，也成立了PROFIBUS专业委员会。本文以西门子的PLC为例，详细介绍了其在生物制药工程中的应用情况。
首先，我们来看一下场景分类。当前国际上使用最广泛的是包括但不限于以下几类：工业以太网（Industrial Ethernet）、Profibus、DeviceNet、ControlNet等。在兽研所疫苗工程中，由于涉及到车间级通信任务和本安型过程自动化，因此主要应用的是Profibus-DP这一分类。
随后，本文深入分析西门子的S7-300系列PLC及其与Profibus相关产品。在此项目中，我们选用7台PLC-300作为核心控制器，每个CPU均配置有315-ZDP处理器；而用于通讯处理以及人机接口连接的是CP342-5模块；至于将Profibus-Pa转换成PG/PC系统接口，则是由CP5613负责。此外，还有ET200M作为远程分布式I/O站点，与中央CPU进行长距离通信，而不会影响实时性。
最后，本文进一步探讨了现场总线技术和工业以太网如何融合并在生物制药行业中发挥作用。整个网络结构被设计成三层架构，即现场控制层、过程监控层以及生产管理和市场经营管理层。在这之中，Profibus-DP通过其灵活性、高效率以及兼容不同制造商设备，使得整个自动化网络更加经济且功能丰富。而工业以太网则提供区域或单元联网能力，为数据传输提供更快速更稳定的通道，这两者共同构成了一个强大而灵活的大型自动化网络体系。
