PROFINET和OPC UA是自动化和过程工业中两种常见的协议，它们在某些方面有所重叠，理解在网络的特定部分使用哪种协议可能会令人困惑。
新工厂应该使用PROFINET还是OPC UA来实现本地控制回路？对于自动化单元的性能数据呢？哪种协议最适合将实时生产状态传输到公司办公室？
要回答这些问题，您需要了解这两种协议之间的一些底层差异。PROFINET和OPC UA交换相同类型的数据，但它们的方式截然不同。PROFINET以严格控制的格式交换时间关键数据，旨在促进快速处理，最小化处理器开销，并允许具有相对较小时间常数（约1ms）的控制回路在网络中运行。然而，OPC UA几乎可以交换任何类型的信息。它从一开始就被设计为实现灵活的通信，代价是处理速度较慢，延迟更高，处理器开销更大。
从历史上看，这两种协议扮演了两个截然不同的角色。PROFINET通常用于现场设备和本地控制器之间的实时数据通信。相反，OPC UA通常用于控制器和更高层次的历史记录器、MES和SCADA系统之间的通信。
OPC UA网络层次结构
PROFINET网络由控制器和设备组成。类似地，OPC UA网络由客户端和服务器组成。服务器提供一些数据，客户端消费这些数据。通常，这意味着PROFINET控制器也可能实现一个OPC UA服务器，将数据传递给OPC UA客户端，如HMIs、工程系统，甚至云。
然而，当PROFINET设备实现自己的OPC UA服务器，PROFINET控制器除了服务器外还实现OPC UA客户端时，这种明确的区分开始变得模糊。从HMI或工程系统直接连接到现场设备变得可能，自动化系统的明确层次结构开始变得更加混乱：
性能差异
上述这种混乱是关于OPC UA问题的症结所在。它是一个自动化协议吗？它是一个SCADA协议吗？它可以交换实时数据和信息吗？它会取代PROFINET、Ethernet/IP、SERCOS、EtherCAT或任何其他基于以太网的自动化协议吗？这些问题的答案都是“也许”，但在某些情况下，“不太可能”是一个更好的答案。让我们来看看OPC UA和PROFINET各自擅长做什么，以在它们的用例之间划清界限：
从数据上看，OPC UA不符合真正的实时控制协议的标准。它对于大多数运动应用来说太慢了，无法实现控制回路。所以，虽然您可能会在IO设备的资料表上看到OPC UA和PROFINET一起出现，但这是一个填充明显不同角色的功能。OPC UA非常适合将信息传输到更高层次的系统，但PROFINET构成了分布式I/O和控制的骨干。
结论
OPC UA和PROFINET在工业通信生态系统中满足了两种不同的需求。OPC UA用于系统监控和诊断，而PROFINET用于实现本地控制回路和处理。两者可以融合使用，充分利用各自的优点实现整厂的自动化和数字化。
关于OPC UA，后期我们会专题来说明。它作为一个各自不同系统厂商来说，可以做很好的沟通互联的作用，扮演一个“桥梁”的重要角色。
参考链接：
- https://blog.siemens.com/2022/02/simatic-s7-1200-and-opc-ua-the-top-5-features-you-should-know-about/
- https://profinetuniversity.com/industrial-automation-ethernet/opc-ua-profinet/
