现场总线控制系统工业以太网如何革新制药业应用
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，对于生物制药工程背景下的现场总线技术进行深入分析。
一、场景与挑战
在现代化的工业环境中，自动化控制系统已经成为企业竞争力的关键。然而，这些系统往往存在信息孤岛的问题，即不同设备间无法有效通信，从而限制了生产效率和数据共享。为了解决这一问题，现场总线技术应运而生，它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的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。
二、解决方案
现场总线分类
目前世界上流行的现场总线及通讯协议有很多种，其中PROFIBUS是欧洲标准，其产品已被普遍接受，在中国组建了专业委员会，是目前最成功的现场总线之一。在兽研所疫苗工程中，不涉及车间级通信任务，因此重点应用PROFIBUS-DP。
西门子S7-300系列PLC产品
西门子提供多种CP通讯功能模块，可以根据具体情况分区域或分功能选用。此次项目使用了7台PLC-300，并配备CPU315-ZDP，以及ET200M作为DP从站；CP342-5作为人机接口和PLC之间通讯处理器；CP5613用于连接到PG/PC系统接口。
三、本地网络与远程监控
本项目采用西门子SIMATICNET系列产品，为整个网络提供工业以太网（用于区域联网）和PROFIBUS（用于过程自动化）的支持。这两者共同构成了一个复杂联网体系，可完成工厂通讯、大数据传输以及过程/现场自动化等不同层次任务。网络结构分为三层：场景控制层（通过PROFIBUS实现分布式I/O配置）、过程监控层（通过独立操作站管理各个单元），以及生产管理与市场经营管理层。
四、高效实施案例分析
在52号建筑新风机组空调机组及其余相关设备方面，我们采用了8个独立但互联的PLC单元，每个单元负责特定范围内的事务监控或控制。此外，还有专用的能源监控单元来追踪空压站动力设施等动态参数。本项目展示了一种高效且灵活可扩展性的自动化策略，使得生物制药行业能够更好地适应快速变化的情况并提升整体性能。
