一种基于PROFINET的钻井地面数据采集系统

针对钻井现场地面数据种类多样化的特点，设计一种基于最新的工业以太网标准PROFINET的地面数据采集系统，采用西门子PLC1200做为数据采集核心处理单元，可兼容常规总线如PROFIBUS总线和以太

过去的十几年间，现场总线是过程自动化领域中现场级通信的主流解决方案。随着技术的不断进步和发展，传统现场总线表现出了越来越多的局限性。一方面，随着现场设备智能程度的不断提高，控制变得越来越分散， 分布在各处的智能设备之间以及智能设备和工厂控制层之间需要连续地交换控制数据， 这使得现场设备之间数据的交换量飞速增长；另一方面，随着计算机技术的发展，企业的信息管理系统需要读取现场的生产数据，并通过工业通信网络实现远程服务和维护。如果管理层和现场级能够使用统一的、与办公自动化技术兼容的通信方案， 可以大大简化控制系统结构， 节约系统实施和维护的成本[1]。

基于上述需求，以太网技术开始逐渐从工厂和企业的信息管理层向底层渗透，广泛地应用于工厂的控制级通信。在自动化世界中使用以太网解决方案有几方面显著的优势：统一的架构、集成的通信以及强大的服务和诊断功能。从目前工业自动化控制领域的情况来看，以太网技术取代现场总线是工业控制网络发展的必然趋势。

本文所设计的一种基于工业以太网标准PROFINET 的地面数据采集系统， 采用西门子PLC1200 作为数据采集核心处理单元，可兼容常规总线如PROFIBUS 总线和以太网设备，克服传统数据采集装置硬件设计单一，不易于扩展，兼容性差等缺点，实现从管理级到现场IO 设备的以太网解决方案，有利于系统实施及升级扩展，节约维护成本。

2. 正文 2.1. PROFINET 概述 钻井现场地面数据采集系统是用于配合井下随钻测量设备应用的地面系统，一般具有数据采集、初步处理、传输三大主要功能，实现多种传感器及控制设备信息采集及传输至服务器。随着钻井信息自动化程度的提高，传统的基于RS232、485 等总线等方式的传输，已很难满足高速、网络化、自动控制的要求。表1 列出了常用总线及以太网标准速率及优缺点： 综上所述，各种标准各有优势，代表了不同时代应用的特点，相比较而言，PROFINET 工业以太网具有兼容性更强、传输速率高的优点，是目前研究与应用的热点。

PROFINET 的全称是Process Field Net，是一种用于工业自动化领域的创新、开放式以太网标准(IEC 61158)，由西门子公司和PROFIBUS 用户协会开发。PROFINET 是唯一使用已有的IT 标准，没有定义其专用工业应用协议的总线。它的对象模式是基于微软公司组件对象模式(COM)技术。对于网络上所有分