通常我們考慮將控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化,主要將網(wǎng)絡(luò)化與現(xiàn)場(chǎng)總線聯(lián)系在一起。在控制領(lǐng)域較有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)有:FF、LonWorks、Profibus、CAN、HART,以及RS485的總線網(wǎng)絡(luò)等?,F(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)己經(jīng)制定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)((FF),其慢速總線標(biāo)準(zhǔn)Hl已得到通過成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),其高速總線標(biāo)準(zhǔn)H2還在制訂中。但是由于商業(yè)利潤(rùn)、技術(shù)壟斷等原因,現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品仍然是百花齊放的局面,這對(duì)降低系統(tǒng)成本,擴(kuò)大應(yīng)用范圍產(chǎn)生不利影響。
以太網(wǎng)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,主流產(chǎn)品的速度己經(jīng)達(dá)到100Mbps,千兆以太網(wǎng)也己經(jīng)投入使用,其網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品和軟件發(fā)展速度很快。以太網(wǎng)以成本低、組網(wǎng)方便、軟硬件豐富、可靠性高等特點(diǎn)得到了廣泛的認(rèn)可。
Internet飛速發(fā)展的主要原因在于以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議的廣泛應(yīng)用,TCP/IP協(xié)議是極其靈活的,幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)底層技術(shù)都可用于傳輸TCP/IP的通信。應(yīng)用TCP/IP的以太網(wǎng)已經(jīng)成為的分組交換局域網(wǎng)技術(shù),同時(shí)也是開放性的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
由此,我們考慮將Internet及其相關(guān)技術(shù)集成到現(xiàn)有控制系統(tǒng)中,利用Internet上開放的、并且己經(jīng)成熟的技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的控制系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造,加快工業(yè)企業(yè)的信息一控制一體化進(jìn)程,不失為一種較為可行的問題解決方案
控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,其基本趨勢(shì)是逐漸趨向于開放性、透明的通訊協(xié)議。上述出現(xiàn)的問題,根本原因在于現(xiàn)場(chǎng)總線的開放性是有條件的、不徹底的。以太網(wǎng)具有傳輸速度高、低耗、易于安裝和兼容性好等方面的優(yōu)勢(shì),由于它支持幾乎所有流行的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,所以在商業(yè)系統(tǒng)中被廣泛采用。近些年來,隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,以太網(wǎng)進(jìn)入了控制領(lǐng)域,形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。這主要是由于工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)向分布化、智能化控制方面發(fā)展,開放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求?,F(xiàn)場(chǎng)總線由于種類繁多,互不兼容,尚不能滿足這一要求。而以太網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議的開放性使得在工控領(lǐng)域通訊這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)
了克服DCS系統(tǒng)的技術(shù)瓶頸,進(jìn)一步滿足現(xiàn)場(chǎng)的需要,現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,它實(shí)際上是連接現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和自動(dòng)化控制設(shè)備的雙向串行、數(shù)字式、多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò),也被稱為現(xiàn)場(chǎng)底層設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)(INFRANET)。和Internet、Intranet等類型的信息網(wǎng)絡(luò)不同,控制網(wǎng)絡(luò)直接面向生產(chǎn)過程,因此要求很高的實(shí)時(shí)性、可靠性、資料完整性和可用性。為滿足這些特性,現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議作了簡(jiǎn)化,省略了一些中間層,只包括ISO/OSI7層模型中的3層:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。
現(xiàn)場(chǎng)總線在發(fā)展的初,各個(gè)公司都提出自己的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議。IEC組織于1999年12月31日投票,確定了8大總線作為國(guó)際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn),其中包括CANBus、ProfitBus、InterBus-S、ModBus、FOUNDA-TIONFieldbus等等。而在此基礎(chǔ)上形成了新的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FieldbusControlSystemFCS)。它綜合了數(shù)字通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能儀表等多種技術(shù)手段,從根本上突破了傳統(tǒng)的“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”式的模擬信號(hào)或數(shù)字———模擬信號(hào)控制的局限性,構(gòu)成一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互連、多變量、多接點(diǎn)的通信與控制系統(tǒng)。相應(yīng)的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較大的變化。FCS的典型結(jié)構(gòu)分為3層:設(shè)備層、控制層和信息層。
雖然現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展非常迅速,但也存在許多問題,制約其應(yīng)用范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大。
GE FANUC IC3606SPCC1D IC3606SPCC1D
FLUKE 720A 720A
FISHER ROSEMOUNT 01984-4164-00044
FESTO ELECTRIC DNC-63-192-PPV-A-K3-KP DNC63192PPVAK3KP
FANUC A350-0004-T012/01 A3500004T01201
FANUC A20B-0009-0930 A20B00090930
FANUC A06B6059C212 A06B6059C212
FANUC A06B-6058-H225 A06B6058H225
FANUC A06B-6050-H004 A06B6050H004
FANUC A06B-1003-B100 A06B1003B100
FANUC A06B-0651-B005 A06B0651B005
FANUC A06B-0641-B011 A06B0641B011
FANUC A06B-0502-B751 A06B0502B751
FANUC A06B-0368-B231 A06B0368B231
DYNASERV DR-1100A-115 DR1100A115
DYNAMATIC 15-867-13 1586713
CUTLER HAMMER P3BDK3400GN P3BDK3400GN
CUTLER HAMMER NS360900A NS360900A
CUTLER HAMMER DH363UWK316 DH363UWK316
CUTLER HAMMER DH363NWK DH363NWK
CUTLER HAMMER 92-01815-03
CONTROL TECHNIQUES UNI-3403 UNI3403
CONTROL TECHNIQUES FX-6120 FX6120
CONSULTRONICS DLS400 DLS400
COGNEX 800-5855-1B 80058551B
CISCO UCS-IOM-2208XP UCSIOM2208XP
CARRIER 06DS8246BC365ARP 06DS8246BC365ARP
BOSCH-102
BOSCH-100
BARDAC PLX115/270 PLX115270
BALDOR ZD18H440-EO-D ZD18H440EOD
BALDOR MB7-160-AB MB7160AB
BALDOR ID15H450-EO ID15H450EO
BAILEY CONTROLS INNPM-12 INNPM12
AVTRON AFS056-4CNO-C AFS0564CNOC
ATLAS COPCO ETD-S7-50-13-CTADS ETDS75013CTADS
ASEA BROWN BOVERI QK-190-0R6501 QK1900R6501
ASEA BROWN BOVERI 750191-001BB
ASEA BROWN BOVERI 671B157A11 671B157A11
ASEA BROWN BOVERI 57771224 57771224
ASEA BROWN BOVERI 57770163 57770163
ASEA BROWN BOVERI 57520001-EV/9 57520001EV9
ASEA BROWN BOVERI 57310255-AV 57310255AV
ASEA BROWN BOVERI 57310001-CX/5 57310001CX5
ASEA BROWN BOVERI 57310001-CX 57310001CX
ASEA BROWN BOVERI 57275847 57275847
ASEA BROWN BOVERI 57171847 57171847
ASEA BROWN BOVERI 52614759 52614759
APC ET41150 ET41150
ANN ARBOR 01940130 01940130
ALLEN BRADLEY MPL-B860D-SJ72AA MPLB860DSJ72AA
ALLEN BRADLEY HPK-B1310C-SA42AA HPKB1310CSA42AA
ALLEN BRADLEY 8520-DSP-EXEC1-L15S 8520DSPEXEC1L15S
ALLEN BRADLEY 8520-3S5A-BAT-EX4-S-1-2-3-5-7 85203S5ABATEX4S2
ALLEN BRADLEY 8520-3S5A-BAT-EX4-S-1-2-3 85203S5ABATEX4S1
ALLEN BRADLEY 6500-PS7DSP 6500PS7DSP
ALLEN BRADLEY 6153-NHBEFICBCDZ 6153NHBEFICBCDZ
ALLEN BRADLEY 2711-T9A2 2711T9A2
ALLEN BRADLEY 2711E-K10C15 2711EK10C15
ALLEN BRADLEY 1785-L80C15 1785L80C15
ALLEN BRADLEY 1775-S5 1775S5
ALLEN BRADLEY 1771-QI 1771QI
ALLEN BRADLEY 1771-NIS 1771NIS
ALLEN BRADLEY 1771-DMC 1771DMC
ALLEN BRADLEY 152873 152873
ALLEN BRADLEY 1395-B69-C1-P51-X1 1395B69C1P51X1
ALLEN BRADLEY 1394C-SJT10-D 1394CSJT10D
ALLEN BRADLEY 1391B-ESAA45-AQB 1391BESAA45AQB
ALLEN BRADLEY 1336VT-B050-EAS-FA2-L1 1336VTB050EASFA2
ALLEN BRAD