一,、發(fā)展歷程 過程控制技術(shù)、自動(dòng)化儀表工業(yè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這三大領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展歷程。 1、70年代初,，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開始應(yīng)用于過程控制,。 2,、集散型(TDC)、分散型(DCS)相繼進(jìn)入工控領(lǐng)域,，解決了工控機(jī)集中控制所帶來的潛在危險(xiǎn)。 DCS的優(yōu)點(diǎn)：能夠解決一些復(fù)雜的控制,，組態(tài)比較方便，通信網(wǎng)絡(luò)可以連接到各個(gè)操作站,、控制站，可以交換數(shù)據(jù),，給一些大工廠的生產(chǎn)帶來了許多方便,。 DCS的缺點(diǎn)：DCS系統(tǒng)的總體價(jià)格偏高,。原因：DCS經(jīng)常采用自行開發(fā)的操作站，其量小,、維修困難， 而且軟件不開放,。 3,、80年代，明確了工控機(jī)的系列,，其中包括：DJK工控機(jī)、DJK/F分散型控制系統(tǒng),、DJK/M工業(yè)控制功能模板、DJK/S數(shù)控和可編程系列以及DJK/C工業(yè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)。 （1）中,、小企業(yè)原先采用的是模擬儀表，其中部分企業(yè)在技術(shù)改造中選用了小型DCS,。 （2）基于PCI總線的工控機(jī)功能很強(qiáng)，軟件豐富,、界面友好,、聯(lián)網(wǎng)容易,，既降低了成本，又方便了用戶,，*可以取代那些專用操作站。 （3）新一代的PLC具有PID的調(diào)節(jié)功能,，它就不僅僅應(yīng)用于開關(guān)量控制方面，同時(shí)進(jìn)入流程工業(yè)的模擬量領(lǐng)域,，在某些產(chǎn)業(yè)，如冶金,、建材,、造紙業(yè)很有市場(chǎng),。但PLC只是作為現(xiàn)場(chǎng)控制用部件，而工控機(jī)則比較方便地成為這一系統(tǒng)的顯示操作部分,。 （4）EIC(或CIE)是電氣、儀表,、計(jì)算機(jī)(更多的是工控機(jī))的集成化。在這三者中,，發(fā)展最快的是工控機(jī)。EIC是90年代初興起的,，有的企業(yè)已將電氣,、儀表和工控機(jī)統(tǒng)一調(diào)度管理了。從大的方面來說,，是發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，從小方面分析,，則是CPU向電氣,、儀表的滲透。所以,，在EIC的集成中，工控機(jī)的作用也是顯而易見的,。 過程控制技術(shù)的發(fā)展：由分立設(shè)備發(fā)展到共享設(shè)備 過程控制技術(shù)從控制手段(工具)來分,，經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段,。 人工控制階段； 模擬儀表控制系統(tǒng)階段(50年代開始),； 計(jì)算機(jī)集中監(jiān)督控制系統(tǒng)階段(60年代開始)； 分散控制系統(tǒng)(DCS)階段(70年代中期開始),。
過程控制技術(shù)發(fā)展到DCS這一階段，是一次革命,，但存在一些問題有待解決， 如： 系統(tǒng)的開放性：要解決不同廠家軟,、硬件產(chǎn)品可集成為一個(gè)DCS系統(tǒng)的問題,，關(guān)鍵是采用通用的軟,、硬件產(chǎn)品。 系統(tǒng)向上與企業(yè)管理信息系統(tǒng)的連接：要采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通用技術(shù)開發(fā)接口,。 系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)儀表的通信：要*解決設(shè)備共享問題。現(xiàn)場(chǎng)儀表仍然是分立設(shè)備,，它的信息仍未與其他設(shè)備共享,。這大大制約了DCS功能的進(jìn)一步發(fā)揮,，影響到綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的完整性與可靠性。
自動(dòng)化儀表工業(yè)技術(shù)的發(fā)展：由模擬儀表發(fā)展到智能儀表 模擬儀表,，傳輸信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)。之后在控制室儀表上應(yīng)用了微處理器,，誕生了應(yīng)用可編程單,、多回路調(diào)節(jié)器等數(shù)字/模擬技術(shù)的儀表,。這些儀表功能強(qiáng)，使用靈活,，使用串行數(shù)字通信接口與計(jì)算機(jī)通信，但它與其他儀表的接口仍然是標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào),，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)儀表還是使用模擬信號(hào)傳輸。 1983年,，美國霍尼威爾公司*推出智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表——Smart變送器。
智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表,，或叫“微機(jī)化的儀表",，能適應(yīng)被測(cè)參數(shù)的變化,，在線聯(lián)機(jī)改變量程， 自動(dòng)檢測(cè)自身工作狀態(tài)并傳遞信息,，以進(jìn)行異常處理，自動(dòng)進(jìn)行指標(biāo)判斷與分選以及進(jìn)行邏輯操作,、定量控制與程序控制，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)測(cè)量,，進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理等,。 為解決當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)智能儀表與DCS的通信問題,，使用了折衷的辦法,，即在4～20mA模擬通信線路上,，疊加上雙向數(shù)字通信信號(hào)，實(shí)現(xiàn)混合式通信,。4～20mA信號(hào)表征參數(shù)值，而量程及零點(diǎn)調(diào)整,、工程量轉(zhuǎn)換、運(yùn)行方式的改變以及故障診斷則通過數(shù)字通信完成,。但它沒有解決一對(duì)一的布線問題,，傳輸速率低,，也不能使智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表的*功能充分發(fā)揮,，更無法實(shí)現(xiàn)智能化儀表之間的信息交換與運(yùn)作。因此,，智能化儀表的出現(xiàn)，迫使人們必須解決它的通信問題,。 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展：管理與控制信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，人們靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),，把企業(yè)中分散、獨(dú)立的部門,、機(jī)構(gòu)、各種設(shè)備,、自動(dòng)化孤島連接在一起。 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的典型模式是三層結(jié)構(gòu),。 高層是工廠級(jí)網(wǎng)絡(luò) 連接財(cái)會(huì)、管理部門計(jì)算機(jī)和終端以及CAD/CAM工作站,，實(shí)現(xiàn)工廠級(jí)全面管理以及工程設(shè)計(jì)的信息交換,。 中間層是車間級(jí)網(wǎng)絡(luò) 實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的監(jiān)控、管理,、故障診斷以及過程控制。 底層網(wǎng)絡(luò) 是把現(xiàn)場(chǎng)變送器,、傳感器,、執(zhí)行器,、閥門等聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)底層設(shè)備之間信息的交換和向上傳達(dá),，以及接受上層的指令，還要承擔(dān)向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備供電以及防爆功能,。這一層網(wǎng)絡(luò)的建立將實(shí)現(xiàn)基本控制任務(wù)自中間層向下遷移，也即控制任務(wù)下載,，實(shí)現(xiàn)就地控制,。由于這一層網(wǎng)絡(luò)連接的設(shè)備及其任務(wù)有別于高層與中層,，又是在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)連接，因此,，它的通信協(xié)議與上兩層應(yīng)有很大的不同，不能套用上兩層已較成熟的協(xié)議,，而應(yīng)要結(jié)合它的特點(diǎn),，制定新的標(biāo)準(zhǔn),，使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)向現(xiàn)場(chǎng)底層儀表及執(zhí)行器延伸，為實(shí)現(xiàn)完整的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)打下基礎(chǔ),。
三大技術(shù)的結(jié)合出現(xiàn)了：現(xiàn)場(chǎng)總線－控制網(wǎng)絡(luò) 二、工控軟件 1,、實(shí)時(shí)、多任務(wù)操作系統(tǒng)：QNX的聯(lián)網(wǎng)功能非常突出,；Intel的RFW,，它可以在PC機(jī)上運(yùn)行，有實(shí)時(shí)功能,，與Windows之間十分友好； 2,、工控軟件要重視四點(diǎn)：實(shí)時(shí)性、可靠性,；基于Windows,；盡可能漢化,、易學(xué)好懂；模塊化,、標(biāo)準(zhǔn)化。 3,、SoftPLC SoftPLC是運(yùn)行在工業(yè)PC上的一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)控制內(nèi)核，它既有所有“硬"PLC的特性,， 又具有自己的特性,，即開放結(jié)構(gòu)系統(tǒng),。 SoftPLC是SoftPLC公司的產(chǎn)品，該公司原名Tele-Denken,。 SoftPLC就是“軟"PLC，是一種基于PC的開放結(jié)構(gòu)的控制軟件,，它能將工業(yè)PC轉(zhuǎn)化為像PLC一樣的處理控制器。SoftPLC將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理,、數(shù)據(jù)計(jì)算和聯(lián)網(wǎng)能力與PID控制、離散控制和模擬控制等有機(jī)地結(jié)合起來,，通過一個(gè)多任務(wù)控制內(nèi)核,，提供強(qiáng)大的指令集,、快速而確定的掃描周期,、可靠的操作和一個(gè)開放的結(jié)構(gòu),，以連接各種I/O系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)。 SoftPLC從DOS裝入,，然后在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中轉(zhuǎn)入多任務(wù)控制內(nèi)核運(yùn)行。它可以固化在EPROM或Flash電子盤上,，也可以裝在硬/軟盤或網(wǎng)絡(luò)上,。SoftPLC除了傳統(tǒng)的梯形圖編程外,，還可以用C/C++和Java編程，它也是最先將Internet技術(shù)用于工業(yè)應(yīng)用的,。可以將其建成一個(gè)FTP服務(wù)器,，這樣用戶就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷、編程,、糾錯(cuò),、下載,、上行等功能。 SoftPLC的要點(diǎn)如下： 可運(yùn)行在大多數(shù)計(jì)算機(jī)平臺(tái)上(386,、486、奔騰),， 獨(dú)立于硬件總線(如ISA、PCI ,、VME,、PC104,、STD),。 支持I/O點(diǎn)多達(dá)8192點(diǎn)，包括數(shù)字,、模擬和特殊I/O點(diǎn)， 可選擇的I/O硬件商有All en-Bradley,、GE Fanuc、DeviceNet,、Profibus,、MTL8000等,。 超過1M的用戶邏輯/數(shù)據(jù)表容量。 支持梯形邏輯,、C/C++和Java編程。 支持在線運(yùn)行模式,，可在線程序修改和I/O強(qiáng)制。 32個(gè)通信通道,，可連接32個(gè)不同的PLC或設(shè)備,。 控制和可靠的操作,。用TOPDOC編程、文檔生成和在線調(diào)試,。 可輸入/轉(zhuǎn)換A-B PLC、PLC 2,、PLC 5或SLC-500的程序,。
為什么要用PC來替代PLC作控制,？ 可以自己選擇控制器,、I/O和網(wǎng)絡(luò)； 可以用PC技術(shù)來提高控制系統(tǒng)的性價(jià)比,； 可以擴(kuò)充指令集； 可以很容易也很便宜地集成到強(qiáng)大的PC網(wǎng)絡(luò)中去,。
由于采用了電子盤代替硬/軟盤,，PC的平均*時(shí)間達(dá)到甚至超過了PLC,；由于采用了開放硬件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)成本大大降低,；由于采用了與PLC一樣的梯形圖編程，不需要重新培訓(xùn)工廠的技術(shù)人員及其系統(tǒng)集成工程師,。SoftPLC有確定的掃描周期、實(shí)時(shí)控制和可靠的操作,。 SoftPLC并不是一個(gè)DOS應(yīng)用,，它是一個(gè)32位的,、實(shí)時(shí)多任務(wù)的操作系統(tǒng)或核心。一旦SoftPLC被裝入內(nèi)存,，它就始終控制著CPU。這就決定了SoftPLC非?？煽浚⑶揖哂兴杏睵LC一樣的特征,，如有確定的掃描周期,，能保護(hù)出錯(cuò)等。 SoftPLC最小的軟硬件要求： 486或更好的CPU,； 4M內(nèi)存； 2M固定盤(硬盤/軟盤/Flash或其它EPROM電子盤等),； 并行接口,； DOS 3.3或以上版本,；I/O接口； 通信接口(如串口,、以太網(wǎng)卡等),。 TOPDOC運(yùn)行在裝有Windows 95/NT的計(jì)算機(jī)上，并需5M的硬盤可用空間,。 SoftPLC主要的工具和產(chǎn)品： TOPDOC 是SoftPLC和A-B PLC程序開發(fā)/監(jiān)控的程序包。 SoftWIRES 提供梯形邏輯程序仿真和過程仿真,，以便對(duì)SoftPLC進(jìn)行測(cè)試和糾錯(cuò),。 VIEWpoint 是過程監(jiān)控,、數(shù)據(jù)采集和控制程序包。 PORTFOLIO 是一個(gè)PLC程序管理工具,。它可以管理多種版本的PLC程序,。 三、總線 1,、工控機(jī)要求能承受工業(yè)生產(chǎn)的“惡劣"環(huán)境干擾，可靠性要高,，維護(hù)要容易,，模塊化更能適應(yīng)不同對(duì)象的不同配置,。 2、PCI(Peripheral Component Interconnect)總線 1991年Intel公司聯(lián)合多家公司成立的PCISIG協(xié)會(huì)是國際上微機(jī)的行業(yè)協(xié)會(huì),，它致力于促進(jìn)PCI局部總線工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,，并制定了PCI局部總線規(guī)范1.0和2.0,，1995年又發(fā)布了2.1版，于同年6月開始實(shí)施,。 PCI局部總線是具有地址,、數(shù)據(jù)多路復(fù)用的高性能32位和64位總線,，是微型機(jī)系統(tǒng)中處理器/存儲(chǔ)器與外圍控制部件、外圍附加板之間的互連機(jī)構(gòu),，它規(guī)定了互連機(jī)構(gòu)的協(xié)議,、電氣,、機(jī)械以及配置空間規(guī)范,，以保證全系統(tǒng)的自動(dòng)配置，在電氣方面還專門定義了5V 和3.3V信號(hào),、環(huán)境,，特別是2.1版本定義了64位總線擴(kuò)展和66MHz總線時(shí)鐘的技術(shù)規(guī)范。 PCI局部總線解決了處理器和顯示設(shè)備的瓶頸問題,，滿足了面向圖形的操作系統(tǒng)(如W indows)和應(yīng)用的要求，已經(jīng)成為微型機(jī)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn),，它不僅滿足了高,、中,、低檔臺(tái)式機(jī)的應(yīng)用需要，而且還適應(yīng)于從移動(dòng)計(jì)算機(jī)到服務(wù)器整個(gè)領(lǐng)域的需要,。 但用其開發(fā)的工控機(jī)屬有源底板,，MTTR較高,。PCI總線只能支持CPU和另外4塊I/O模板，這對(duì)大多數(shù)工業(yè)應(yīng)用來說都不夠,。 3,、Compact PCI 1994年,，成立了PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造協(xié)會(huì)(PICMG)，提出了Compact PCI的新概念,。在無源底板上提供PCI能力,。
Compact PCI能利用其他已有的總線產(chǎn)品,，如STD、VME,、ISA等來擴(kuò)充其功能,，做到共存并降低系統(tǒng)的造價(jià),；可以在芯片,、軟件和開發(fā)工具方面借助于大規(guī)模生產(chǎn)的PC機(jī)的資源。 Compact PCI是PCI總線的電氣和軟件標(biāo)準(zhǔn)加歐式卡的工業(yè)組裝標(biāo)準(zhǔn),，不是重新設(shè)計(jì)PCI規(guī)范，而是從機(jī)箱前面插入系統(tǒng),，前面板上可以安裝指示燈,、I/O連接器、插拔模板用的頂推器,，模板垂直安裝，有利于通風(fēng)散熱,。熱切換標(biāo)準(zhǔn),，即在不關(guān)閉系統(tǒng)的情況下取出和替換部件的能力。 Compact PCI使用高密度屏蔽型針孔式連接器,，這種連接器符合IEC-1076國際標(biāo)準(zhǔn)。 可能會(huì)有3種流行的工業(yè)總線并存,。即無源底板PCI-ISA,、Compact PCI和VME總線。無論是哪種總線,，它都是PCI總線的一種變形。 四,、控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)總線 控制網(wǎng)絡(luò)Infranet與Internet,、Intranet的連接,，使控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)融為一體， 讓控制信息匯入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),，從而進(jìn)一步拓寬了控制系統(tǒng)的范圍與視野,，豐富了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息內(nèi)容與應(yīng)用領(lǐng)域。 控制網(wǎng)絡(luò)是指用于完成自動(dòng)化任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),，它的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)除了普通計(jì)算機(jī)、工作站之外,，更大量的是具有計(jì)算與通信能力的測(cè)控儀表,。這些自控設(shè)備分布在工廠,、建筑物和家庭中,，用于生產(chǎn)和生活的各方面。 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)是已在辦公和通信等領(lǐng)域廣為采用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),，通過它人們可以直接獲取信息,。特點(diǎn)是：數(shù)據(jù)通信量較大,，需要經(jīng)常傳送文檔、報(bào)表,、圖形以及信息量更大的音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù),。數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)從最初的局域網(wǎng)(LAN),、局域網(wǎng)與局域網(wǎng)互連而逐步發(fā)展為Internet，將局域網(wǎng)與Internet結(jié)合為Intranet,，使數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)入到一個(gè)嶄新的階段。Intranet既保留了Internet的開放性,，又具有企業(yè)網(wǎng)抵抗外部信息侵襲的安全性和可靠性,。 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)采用可進(jìn)行簡單連接的雙絞線等作為傳輸介質(zhì),，把具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力的多個(gè)測(cè)量控制儀表連接成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按公開,、規(guī)范的通信協(xié)議,，在位于現(xiàn)場(chǎng)的多個(gè)微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間,、現(xiàn)場(chǎng)儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換,，形成自動(dòng)控制系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)基本控制,、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改,、報(bào)警,、顯示、監(jiān)控,、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動(dòng)化功能,。簡而言之，它以單個(gè)的分散的測(cè)量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),，以現(xiàn)場(chǎng)總線為紐帶，把它們連接成可以相互溝通信息,、共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng),。 控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)之分： 控制網(wǎng)絡(luò)主要用于對(duì)生產(chǎn),、生活設(shè)備的控制，對(duì)生產(chǎn)過程的狀態(tài)檢測(cè),、監(jiān)視與控制,，或?qū)崿F(xiàn)“家庭自動(dòng)化"等；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)則主要用于通信,、辦公，提供如文字,、聲音和圖像等數(shù)據(jù)信息,。 技術(shù)特點(diǎn)：控制網(wǎng)絡(luò)要求具備高度的實(shí)時(shí)性,、安全性和可靠性，而數(shù)據(jù)傳輸量一般較??；數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)則需要適應(yīng)大批量數(shù)據(jù)的傳輸與處理,。
集散控制系統(tǒng)(DCS)和現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)都屬于控制網(wǎng)絡(luò)。DCS大多為模擬數(shù)字混合系統(tǒng),，并未形成從測(cè)控設(shè)備到操作控制計(jì)算機(jī)的完整網(wǎng)絡(luò)。其主機(jī)部分的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)由于封閉的通信協(xié)議,，給用戶的系統(tǒng)集成與應(yīng)用帶來諸多不便,，其技術(shù)發(fā)展受到較大束縛。 現(xiàn)場(chǎng)總線之所以成為控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì),，其原因之一是它改變了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，形成了新型的網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng),。這是繼基地式儀表控制系統(tǒng),、電動(dòng)單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng),、集散控制系統(tǒng)后的新一代控制系統(tǒng)。現(xiàn)場(chǎng)總線采用全數(shù)字式通信,，具有開放式、全分布,、可互操作性(Interoperability)等特點(diǎn),，形成了從測(cè)控設(shè)備到操作控制計(jì)算機(jī)的全數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò),，具備了與數(shù)字網(wǎng)絡(luò)連接溝通的條件，滿足了控制網(wǎng)絡(luò)的要求,。 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)除了采用開放的通信協(xié)議之外,，它簡化了DCS所采用的多級(jí)分層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),，且便于與Internet ,、Intranet連接與融合,。 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)使自控設(shè)備具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力。這一方面提高了信號(hào)的測(cè)量,、控制和傳輸精度,，同時(shí)為豐富控制信息的內(nèi)容,，實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程傳送創(chuàng)造了條件。在現(xiàn)場(chǎng)總線環(huán)境下,，借助設(shè)備的計(jì)算,、通信能力，在現(xiàn)場(chǎng)就可進(jìn)行許多復(fù)雜計(jì)算,，形成真正分散在現(xiàn)場(chǎng)的完整的控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,。還可借助現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段以及與之有通信連接的其他網(wǎng)段,，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)把控制算法集成在智能儀表中,。在FCS中,，無論是計(jì)算機(jī)工作站還是現(xiàn)場(chǎng)智能儀表，都被看成是系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn),，不同的節(jié)點(diǎn)執(zhí)行不同的功能。FCS的控制功能*分散到現(xiàn)場(chǎng)的智能儀表中,，智能儀表可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行對(duì)生產(chǎn)過程的控制,。因此，一方面即使計(jì)算機(jī)發(fā)生故障,，控制系統(tǒng)也不會(huì)“癱瘓"；另一方面,，工作站和智能儀表之間通過控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)字化通信,，除了能夠完成組態(tài)與管理功能外，還可以在必要的時(shí)候?qū)ιa(chǎn)過程按復(fù)雜的高等控制計(jì)算結(jié)果進(jìn)行控制,。 控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的應(yīng)用：遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 遠(yuǎn)程監(jiān)控是指本地計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(主要是Internet)，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端生產(chǎn)過程的監(jiān)視和控制,。能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)稱為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),。 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)接入Internet,，在一定條件下，便可通過Internet監(jiān)視并控制這些生產(chǎn)系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況及各種參數(shù),，即不必親臨現(xiàn)場(chǎng),，就可通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程被控對(duì)象的監(jiān)視控制,，以節(jié)省大量的交通費(fèi)用和人力。 要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),，第一,，要有一個(gè)能夠穩(wěn)定運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)程監(jiān)控的操作對(duì)象就是該現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng),。第二，要有一個(gè)能夠通過Internet進(jìn)行遠(yuǎn)程訪問的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),。遠(yuǎn)程信息只有被本地訪問到,，才有可能在本地實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的監(jiān)視和控制。第三,，要有遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部分之間建立的虛擬通信關(guān)系， 通過Internet接通遠(yuǎn)程異地的控制網(wǎng)絡(luò),，并利用公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中豐富的軟硬件資源,，通過Internet來監(jiān)視和控制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。 五,、控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò) 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)集成將為實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化與綜合自動(dòng)化開路。 1,、控制網(wǎng)絡(luò)是控制系統(tǒng)的發(fā)展方向 開放系統(tǒng)應(yīng)具備以下特征：標(biāo)準(zhǔn)化,、可移植性,、可伸縮性和可操作性。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的推動(dòng)下,，控制系統(tǒng)要滿足開放系統(tǒng)的要求,，必然走網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展道路，因而控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運(yùn)而生?？刂凭W(wǎng)絡(luò)一般指以對(duì)象控制為特征的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),，簡稱為Infranet(Infrastructure Network s)。 控制網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)要求與特點(diǎn)是： 要求有高實(shí)時(shí)性與良好的時(shí)間確定性,； 傳送信息多為短幀信息，且信息交換頻繁,； 容錯(cuò)能力強(qiáng),，可靠性、安全性好,； 控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議實(shí)用簡單，工作效率高,； 控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高度分散性,； 控制設(shè)備的智能化與控制功能的自治性,； 與信息網(wǎng)絡(luò)有高通信效率，易于實(shí)現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成； 性能價(jià)格比高,。
2,、Intranet是信息網(wǎng)絡(luò)的主流 (1) Intranet為企業(yè)開辟一個(gè)全新的電子商務(wù)模式,。 Intranet極大地降低了企業(yè)內(nèi)部信息發(fā)布和信息傳播的成本。 Intranet完善了企業(yè)與客戶的交流方式,，企業(yè)可通過Intranet調(diào)節(jié)和優(yōu)化其內(nèi)部的各種資源,，重新定義銷售渠道，定義企業(yè)與客戶的交流方式,，為客戶提供內(nèi)容豐富的企業(yè)信息，接受客戶的訂單,，獲取客戶的詳細(xì)資料,，聽取客戶的反饋信息，既可減少產(chǎn)品銷售和售后服務(wù)的成本,，也可提高銷售額和產(chǎn)品售后服務(wù)的質(zhì)量。 Intranet低廉的訪問價(jià)格使企業(yè)可在全球范圍內(nèi)低成本地獲取各種信息,、資源以及專家的建議等,。
(2) 從信息的利用來看，企業(yè)已不滿足于基于局域網(wǎng)的內(nèi)部信息管理系統(tǒng),、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)的信息服務(wù)。面向經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的企業(yè)渴望能方便,、生動(dòng)地發(fā)布企業(yè)各種動(dòng)態(tài)信息,，同時(shí)，管理人員,、市場(chǎng)營銷人員、技術(shù)人員和客戶無論在企業(yè)內(nèi)部,、家里還是走到世界各地,，都希望與企業(yè)內(nèi)部信息網(wǎng)交流信息?？傊髽I(yè)內(nèi)部網(wǎng)必然要從封閉的信息孤島走向開放的信息世界,。 (3) 從單一的軟件開發(fā)人員“造車",、用戶“開車"，到軟件開發(fā)人員和用戶共同“造車"、“開車",。Intranet為用戶參與信息系統(tǒng)建設(shè)創(chuàng)造了良好的條件。用戶不僅能利用系統(tǒng)信息,，而且能加入新的有用信息,。 (4) Intranet的全動(dòng)態(tài)交互式雙向信息傳送能力為將人機(jī)交互系統(tǒng)、監(jiān)控信息,、生產(chǎn)調(diào)度信息、管理信息組成管理一體化信息系統(tǒng)創(chuàng)造了有利的條件,。 3,、網(wǎng)絡(luò)集成為企業(yè)綜合自動(dòng)化創(chuàng)造條件 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成將為企業(yè)綜合自動(dòng)化CIPA(Computer Integrated Plant Automation)與企業(yè)信息化創(chuàng)造有利的條件,。 (1) 實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的信息集成，建立綜合實(shí)時(shí)信息庫,，為企業(yè)優(yōu)化控制,、生產(chǎn)調(diào)度、計(jì)劃決策提供依據(jù),，創(chuàng)造良機(jī)。 (2) 建立分布式數(shù)據(jù)庫管理功能,，保證數(shù)據(jù)的一致性、完整性和互操作性,。 (3) 將現(xiàn)場(chǎng)控制信息、生產(chǎn)情況實(shí)時(shí)與Intranet通信,，有關(guān)人員可在任何地方通過標(biāo)準(zhǔn)化的、友好的,、統(tǒng)一的圖形界面了解企業(yè)的生產(chǎn)情況,。 (4) 能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控,，優(yōu)化調(diào)度，也能實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程診斷等,。 (5) 可進(jìn)行控制網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程軟件維護(hù)與下載新版本軟件。 4、網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù) 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成主要是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間信息交換與信息共享,。 （1）網(wǎng)絡(luò)互連與擴(kuò)展技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)互連既是不同結(jié)構(gòu),、不同操作系統(tǒng)異構(gòu)網(wǎng)互連的需要,，也是擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)地域、規(guī)模,、功能的需要。網(wǎng)絡(luò)互連與擴(kuò)展需要一個(gè)中繼系統(tǒng),，根據(jù)所在不同網(wǎng)絡(luò)的層次,，有4種中繼系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)層以上中繼系統(tǒng)即網(wǎng)關(guān)(Gateway),，網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)即路由器(Router)，數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)即網(wǎng)橋(Bridge),，物理層中繼系統(tǒng)即中繼器(Repeater)。一般來說,，高層的中繼系統(tǒng)要比低層中繼系統(tǒng)復(fù)雜,，網(wǎng)關(guān)連接兩個(gè)不同的異構(gòu)網(wǎng)，不但要連接網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)傳送的通道,，而且還需要進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換，是最復(fù)雜的一種中繼設(shè)備,。 網(wǎng)絡(luò)互連要解決物理互連和邏輯互連(即互連軟件)兩個(gè)問題,。網(wǎng)關(guān)和路由器是網(wǎng)絡(luò)間互連的兩種主要部件,，它們的作用是： 構(gòu)建網(wǎng)間數(shù)據(jù)傳送通道。 終止每個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部協(xié)議,，并實(shí)現(xiàn)不同通信協(xié)議間的轉(zhuǎn)換。 必須有一互連網(wǎng)絡(luò)雙方都能識(shí)別的統(tǒng)一的尋址方式,。 必須具有一致的信息幀長度等,。
由于控制網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)在特點(diǎn)，控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)互連的網(wǎng)關(guān)/路由器與一般信息網(wǎng)絡(luò)間互連的網(wǎng)關(guān)/路由器有所不同,。對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)間互連網(wǎng)關(guān)/路由器的要求是： 容易實(shí)現(xiàn)IP地址編址,，從而使控制網(wǎng)絡(luò)容易成為Intranet上帶有自己IP地址的接入網(wǎng),。 能方便地實(shí)現(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)網(wǎng)之間數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。 要求控制網(wǎng)絡(luò)接入的網(wǎng)關(guān)/路由器體積更小,，使用更方便,，工作更可靠,，價(jià)格更便宜。
目前,，市場(chǎng)上出現(xiàn)的一些網(wǎng)關(guān)/路由器產(chǎn)品正在朝這一目標(biāo)努力。不同的控制網(wǎng)絡(luò)廠商已開發(fā)出不同的網(wǎng)關(guān)路由器產(chǎn)品,。如：美國Echeron公司的Lonworks Network控制網(wǎng)絡(luò)、World FIP Network,、德國BOSCH公司的控制局域網(wǎng)CAN等。 （2）動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù) 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換(DDE)技術(shù)在控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)集成中應(yīng)用較為廣泛,，其原因,，一是這種方法實(shí)時(shí)性較好,，另一是作為連接控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的通信處理機(jī)其實(shí)現(xiàn)比較方便。 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換是一種Windows系統(tǒng)中進(jìn)程之間的通信機(jī)制,，建立在Windows內(nèi)部的消息處理機(jī)制之上,，其實(shí)質(zhì)是各應(yīng)用程序間通過共享內(nèi)存來交換信息,。它總是在Windows DDE 客戶應(yīng)用程序與DDE服務(wù)器應(yīng)用程序之間進(jìn)行。其過程是：首先,，DDE客戶應(yīng)用程序向DDE服務(wù)器應(yīng)用程序發(fā)出請(qǐng)求，DDE服務(wù)器應(yīng)用程序響應(yīng)請(qǐng)求,，雙方建立連接，開始對(duì)話,。然后,，D DE服務(wù)器應(yīng)用可以和DDE客戶應(yīng)用進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，DDE客戶應(yīng)用可以訪問DDE服務(wù)器應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫,。 基于DDE方法實(shí)現(xiàn)Infranet與Intranet集成的關(guān)鍵是： 中間系統(tǒng)的通信處理機(jī)起溝通Infranet與Intranet的橋梁作用,。通信處理機(jī)一方面是信息網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)工作站，同時(shí)又是控制網(wǎng)絡(luò)中的上位機(jī),。在通信處理機(jī)上運(yùn)行兩個(gè)應(yīng)用程序，一個(gè)是實(shí)時(shí)通信程序,，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)信息的接收,、檢錯(cuò),、信息格式轉(zhuǎn)換等功能，為信息網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息,。另一個(gè)是數(shù)據(jù)庫訪問應(yīng)用程序接口,，它接收DDE服務(wù)器送來的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并寫到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中,，供信息網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息處理、統(tǒng)計(jì),、分析,、管理等功能,。 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)必須支持Windows的DDE功能。 為了通過內(nèi)存實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換,，要求控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)必須支持Windows的DDE功能,，這一點(diǎn)在選擇控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的工作平臺(tái)及操作系統(tǒng),、編程語言時(shí)必須給予考慮。不過這個(gè)要求比較容易實(shí)現(xiàn),，許多操作系統(tǒng)和編程語言均支持Windows的DDE功能,。
DDE方法的不足之處是：受到地理位置的限制；必須根據(jù)不同要求進(jìn)行應(yīng)用程序編程,。 （3）ODBC調(diào)用技術(shù) 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理是信息網(wǎng)絡(luò)的核心?？刂凭W(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)工作站,、一臺(tái)設(shè)備或一個(gè)用戶查詢、瀏覽,、增刪,、訪問數(shù)據(jù)庫,，實(shí)現(xiàn)信息共享，意味著控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成,。 訪問數(shù)據(jù)常用兩種方式：固有調(diào)用和ODBC調(diào)用,。 ODBC調(diào)用的顯著優(yōu)點(diǎn)是用它生成的程序與數(shù)據(jù)庫無關(guān),。 控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)集成必然走開放互連和產(chǎn)品化道路，控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化與信息網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化為集成創(chuàng)造了十分有利的條件,。各種網(wǎng)關(guān),、路由器、收發(fā)器產(chǎn)品的出現(xiàn)為實(shí)現(xiàn)集成提供了良好的技術(shù)支持和物質(zhì)基礎(chǔ),。 六、現(xiàn)場(chǎng)總線及其作用和地位 現(xiàn)場(chǎng)總線(Fieldbus)這一名詞產(chǎn)生于80年代初期,，但應(yīng)該說,，自70年代中期分散型控制系統(tǒng)(DCS)誕生后,，現(xiàn)場(chǎng)總線的概念就開始出現(xiàn)了。在DCS中,，監(jiān)控站與分散在(或靠近) 現(xiàn)場(chǎng)的各控制站之間的高速數(shù)據(jù)公路可看作是現(xiàn)場(chǎng)總線,；在一些計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)產(chǎn)品中,， 計(jì)算機(jī)與分布在現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程I/O之間的串行數(shù)字通信總線也可看作是現(xiàn)場(chǎng)總線。但這些總線都還是建立在計(jì)算機(jī)通信協(xié)議的基礎(chǔ)上,，既無法延伸到現(xiàn)場(chǎng)智能儀表,，也滿足不了自控系統(tǒng)對(duì)數(shù)字通信的特殊要求,，而且都是非開放性企業(yè)專有的。 80年代以來,，陸續(xù)出現(xiàn)了不少開放的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn),，有一些在國際上已得到一定程度的推廣應(yīng)用，個(gè)別的還成為某個(gè)自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)較*的標(biāo)準(zhǔn),，如LonWorks在建筑自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。但至今為止,，在自動(dòng)化領(lǐng)域中,，現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用還主要是在近20年來發(fā)展起來的PLC控制系統(tǒng)(離散控制為主的系統(tǒng))中得到推廣并獲得成功,。而在最早需求現(xiàn)場(chǎng)總線、其系統(tǒng)構(gòu)成和控制要求最復(fù)雜的過程(流程)控制系統(tǒng)中,，現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用卻還處于試點(diǎn)和起步階段,。 現(xiàn)場(chǎng)總線及其產(chǎn)生的必然性 現(xiàn)場(chǎng)總線是流程工業(yè)里用于現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制室系統(tǒng)之間的一種全數(shù)字化,、雙向、多站的通信系統(tǒng),。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線與現(xiàn)場(chǎng)儀表連接,，因此，它處于企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的最底層,，是企業(yè)信息系統(tǒng)向下(向現(xiàn)場(chǎng))的延伸，使變送器,、傳感器,、執(zhí)行機(jī)構(gòu),、控制裝置等工廠底層設(shè)備，通過它相互間或與監(jiān)控設(shè)備間進(jìn)行雙向多參數(shù)全數(shù)字通信,。 現(xiàn)場(chǎng)總線是過程控制技術(shù),、自動(dòng)化儀表工業(yè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)這三大領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展至今走向結(jié)合的必然產(chǎn)物。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)的優(yōu)點(diǎn) 消除了4～20mA信號(hào)傳輸?shù)钠款i現(xiàn)象,。 現(xiàn)場(chǎng)總線替代了現(xiàn)場(chǎng)儀表到控制室的一對(duì)一布線：減少了連線、I/O卡件和隔離器數(shù)量,，從而預(yù)計(jì)可減少至少66%以上的電纜配線,、安裝,、調(diào)試,、維修費(fèi)用。 提高了檢測(cè)精度和魯棒性,。 增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的可靠性與自治性：由于智能現(xiàn)場(chǎng)儀表具有很強(qiáng)的運(yùn)算處理功能，在有了現(xiàn)場(chǎng)總線這一通信手段后,，就可在現(xiàn)場(chǎng)裝置內(nèi)實(shí)現(xiàn)一般的控制策略,，實(shí)現(xiàn)就地控制。 為用戶提供更多的功能：用戶可在控制室定期標(biāo)定傳感器,，在故障情況下對(duì)其進(jìn)行診斷，他們可以“看"到主控系統(tǒng)及所有掛接的裝置及其相互作用等,。這樣,，就大大方便了對(duì)系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)裝置的標(biāo)定和在線診斷,。 用戶擁有產(chǎn)品選擇權(quán)：采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線后，產(chǎn)品匹配性解決了,，用戶可選擇不同廠家產(chǎn)品,，優(yōu)化組合，構(gòu)成自己系統(tǒng),。 產(chǎn)生*的新型現(xiàn)場(chǎng)儀表，賦于現(xiàn)場(chǎng)儀表許多新的*功能：如多變量變送器,、多變量氣動(dòng)執(zhí)行器,。 調(diào)試維護(hù)方便,，使用壽命長。
現(xiàn)場(chǎng)總線促使FCS的誕生 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)的最大影響主要來自數(shù)字多站雙向通信取代一對(duì)一模擬通信和控制功能的下載,。在當(dāng)前的DCS產(chǎn)品或單、多回路調(diào)節(jié)器構(gòu)成的控制系統(tǒng)中,，控制任務(wù)是在控制室設(shè)備中完成的,，而現(xiàn)場(chǎng)總線的誕生使控制功能由現(xiàn)場(chǎng)儀表來承擔(dān),，這意味著控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的一次大變革。最早的就地控制系統(tǒng)是由基地式儀表完成的，經(jīng)過幾十年的發(fā)展,，現(xiàn)在控制功能又回到了現(xiàn)場(chǎng)，但卻是以一個(gè)功能極為強(qiáng)大的開放控制系統(tǒng)FCS的面貌出現(xiàn)的,。DCS完成的控制功能下載后,，它將只完成目前由上位計(jì)算機(jī)完成的優(yōu)化、專家系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)過程等*控制策略運(yùn)算以及數(shù)據(jù)采集,、存儲(chǔ)等功能,，同時(shí)，DCS控制站中原有的龐大的I/O插件系統(tǒng)也將被極少量現(xiàn)場(chǎng)總線通信卡取代,，也就是說,，采用當(dāng)前結(jié)構(gòu)模式的DCS產(chǎn)品將會(huì)“消失"，而演化成一種新的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)FCS,。在FCS系統(tǒng)構(gòu)成中，除現(xiàn)場(chǎng)儀表外,，軟件所占的比重將大大增加,，系統(tǒng)將具有更靈活的組合性和更高的開放性，系統(tǒng)還將提供對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表工作狀況的監(jiān)視與維護(hù)功能,。 隨著FCS的出現(xiàn)，企業(yè)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)終于可以實(shí)現(xiàn)從最高決策層到最底設(shè)備層的綜合管理與控制,，形成一個(gè)完整的系統(tǒng),。 現(xiàn)場(chǎng)總線出現(xiàn)的意義可概括為： 將開辟過程控制新紀(jì)元； 將對(duì)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來革命,； 目前所做出的有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)總線的決策將在今后幾十年中影響控制領(lǐng)域； 將大大改變我們現(xiàn)有的實(shí)現(xiàn)控制和設(shè)備維護(hù)的全部方法,。
在以PLC為基礎(chǔ)的離散控制系統(tǒng)中,，現(xiàn)場(chǎng)總線一般僅延伸到現(xiàn)場(chǎng)I/O裝置，而無需直接連接以開關(guān)(數(shù)字)信號(hào)為主的現(xiàn)場(chǎng)傳感或執(zhí)行器件,。但在過程控制系統(tǒng)中,，由于連接的對(duì)象為現(xiàn)場(chǎng)智能儀表,，并且在一個(gè)系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)儀表往往由不止一家生產(chǎn)制造商提供，因此，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一及不同廠商的產(chǎn)品間可互操作的能力,，提出了較嚴(yán)格的要求,。這也就是為何現(xiàn)場(chǎng)總線在此領(lǐng)域的應(yīng)用遠(yuǎn)落后于離散控制系統(tǒng)的原因。目前,，現(xiàn)場(chǎng)總線尚沒有國際標(biāo)準(zhǔn)，但隨著通信技術(shù)的發(fā)展,，隨著過程控制系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用的開展,，總會(huì)形成統(tǒng)一的總線標(biāo)準(zhǔn)，只是還需要一定的時(shí)間罷了,。
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