覃智

隨著社會時代的發(fā)展，在現(xiàn)如今的計算機(jī)工程應(yīng)用中出現(xiàn)了各種控制系統(tǒng)，其中現(xiàn)場控制系統(tǒng)受到廣泛關(guān)注與快速發(fā)展。本文將結(jié)合筆者工作實踐，對現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與工廠底層網(wǎng)絡(luò)測控的發(fā)展進(jìn)程進(jìn)行分析，認(rèn)為現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)為多種現(xiàn)場總線共存以及多種系統(tǒng)集成，通過本文分析以期能夠為相關(guān)從業(yè)者帶來參考。

現(xiàn)場控制;網(wǎng)絡(luò)技術(shù);OPC技術(shù)

大量不同類型的控制系統(tǒng)得以發(fā)展，也促使現(xiàn)場控制系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)步，同時在發(fā)展中也與工業(yè)控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)智能化現(xiàn)場總線技術(shù)相融合，形成一種集成化控制技術(shù)，不僅能夠應(yīng)用在工廠，也能夠在其他領(lǐng)域得到應(yīng)用。利用現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在構(gòu)建完整控制體系與信息網(wǎng)絡(luò)的同時，也能夠?qū)崿F(xiàn)所有領(lǐng)域的信息共享，大大推動了生產(chǎn)效率的提升。

一、現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)

1.現(xiàn)場設(shè)備互連

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)能夠依托通信線路將各種設(shè)備進(jìn)行連接，同時也可結(jié)合具體的需求對通信線路實行針對性改變，如電纜、電線以及光纖等等，都可成為連接設(shè)備的通信線路。此外，現(xiàn)場設(shè)備之間的信息傳遞并不只有現(xiàn)場設(shè)備和控制器這兩種渠道，還能夠基于廣播型可變通信展開連接，構(gòu)建為可控性網(wǎng)絡(luò)。

2.現(xiàn)場同通信互連

站點總線能夠?qū)⒉煌耐ㄐ啪€路向生產(chǎn)站點延伸，所以整體結(jié)構(gòu)中的現(xiàn)場設(shè)備可以有多點共享總線，而且現(xiàn)場數(shù)據(jù)也能夠往兩個方向展開相互傳輸。部分總線還能夠基于協(xié)議做到物理與數(shù)據(jù)的應(yīng)用，通過網(wǎng)絡(luò)所有層的實現(xiàn)帶來現(xiàn)場設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)尋址功能。

3.開放式網(wǎng)絡(luò)互連

FCS現(xiàn)場總線屬于典型的開放型互連網(wǎng)絡(luò)，不管是相同層或是不同層，都能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，而且整個連接過程中不需要對軟硬件問題操心。同時，這種開放型的互連網(wǎng)絡(luò)還能夠保證基于網(wǎng)絡(luò)去促使現(xiàn)場設(shè)備與功能的一致性。

4.組態(tài)與任務(wù)下載

FCS技術(shù)當(dāng)中的現(xiàn)場設(shè)備具有功能區(qū)域理論，一定要用到專門接口去進(jìn)行控制才能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場總線設(shè)備的功能，不僅僅能夠讓FCS現(xiàn)場設(shè)備具備多樣功能，同時也能實現(xiàn)成本降低和減少標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電路耦合情況的出現(xiàn)?，F(xiàn)場微處理器具備明顯的可實時性與網(wǎng)絡(luò)功能特點，能夠?qū)⒁恍┖唵慰刂迫宋锵螺d進(jìn)現(xiàn)場設(shè)備當(dāng)中。

二、多種技術(shù)集成

1.OPC技術(shù)

控制軟件制造商需要面向市面上所有程序，OPC開發(fā)的主要目的在于為監(jiān)控、管理軟件和現(xiàn)場設(shè)備之間的連接提供標(biāo)準(zhǔn)化接口，從而保證了數(shù)據(jù)訪問的規(guī)范化特點。這一專用結(jié)合不僅可用在單臺計算機(jī)上，同時也能夠支持計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上不同程序之間的通信服務(wù)，當(dāng)然也包含了不同平臺中的程序通信。

2.設(shè)備相互操作性技術(shù)

互操作性技術(shù)主要有兩點要求，一點是不會對現(xiàn)場設(shè)備功能產(chǎn)生干擾，另一點是不會損害到控制系統(tǒng)的集成度。同時，這里所指的互操作性也意味著來自不同供應(yīng)商的設(shè)備可以無障礙的實現(xiàn)通信與數(shù)據(jù)交換，并且能夠在差異環(huán)境下執(zhí)行自身的功能。

設(shè)備的互操作性也能給用戶帶來一定的良性影響，具體來講主要有以下幾點：①用戶的可選擇的范圍更廣，可以從更多的供應(yīng)商中去結(jié)合自身需求選擇產(chǎn)品，雖然新設(shè)備可能會對舊設(shè)備使用形成一定的影響，但是對整體系統(tǒng)不會形成干擾，所以能夠明顯縮減用戶對設(shè)備的維護(hù)成本;②軟件均相同且可以被設(shè)備運(yùn)用，現(xiàn)場總線設(shè)備都可以進(jìn)行操作且實現(xiàn)人機(jī)功能統(tǒng)一，大幅節(jié)省了培訓(xùn)時間與成本，凸顯出了設(shè)備的實用性;③過去用戶要構(gòu)建不同且多個系統(tǒng)，而不同級別的安全系統(tǒng)存在不一樣的故障模式，所以主機(jī)與備份之間無法依存，一定要單獨對其進(jìn)行操作，而互操作技術(shù)的則能夠規(guī)避這一點。

3.現(xiàn)場總線設(shè)備管理技術(shù)

現(xiàn)場總線自動化儀器設(shè)備的實時管理屬于新興概念，由于模擬儀表只能夠為過程參數(shù)提供測量信號而無法提供其他的信號，所以對設(shè)備管理方面無能為力。而現(xiàn)場總線設(shè)備不僅能夠在過程當(dāng)中提供變量與測量值，還能夠帶來設(shè)備操作狀態(tài)信息以及設(shè)備供應(yīng)商提供的設(shè)備制造信息等等，可見現(xiàn)場總線設(shè)備管理技術(shù)為生產(chǎn)提供了“窗口”，可以利用現(xiàn)場總線去提供管理信息，進(jìn)而直接呈現(xiàn)出現(xiàn)場設(shè)備的實際情況。

三、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)的不斷發(fā)展都會形成屬于自己的標(biāo)準(zhǔn)，而且一般都會經(jīng)歷一段標(biāo)準(zhǔn)的演變過程，其中ISO、OSI、RM均為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中的信標(biāo)，然而TCP與IP屬于開發(fā)當(dāng)中所提出的問題。在現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的過程中，F(xiàn)F技術(shù)規(guī)范是目前最全面且最先進(jìn)的總線技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)功能，不過該項技術(shù)存在技術(shù)含量過高的問題，所以實現(xiàn)難度較高。而隨著研發(fā)的逐步推進(jìn)，IEC采用了8個現(xiàn)場總線而成為國際標(biāo)準(zhǔn)，但是由于實際生產(chǎn)與管理受到了市場方面的競爭，所以目前現(xiàn)場設(shè)備仍然需要統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。

四、現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展

基于自動化領(lǐng)域角度來看，現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展既迎來機(jī)遇，也面臨著挑戰(zhàn)。目前國內(nèi)大量制造商與企業(yè)集團(tuán)都十分關(guān)注現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展，許多現(xiàn)場總線產(chǎn)品也不斷涌入國內(nèi)市場，得到了眾多企業(yè)的使用。同時，現(xiàn)場總線技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)也實現(xiàn)了明顯的進(jìn)步，集計算機(jī)、通信、控制于一體的集成技術(shù)得到顯著發(fā)展，當(dāng)然要想發(fā)展成為自己的系統(tǒng)還需要投入更多的時間和精力，同時也離不開資金的支持。正因為國內(nèi)對這一領(lǐng)域的技術(shù)投入偏少，因此許多企業(yè)依舊采取人工控制模式，啟用先進(jìn)控制系統(tǒng)的企業(yè)并不多，很大原因在于現(xiàn)場總線設(shè)備與系統(tǒng)的造價偏高。目前，我國針對現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展也正在摸索發(fā)展道路，通過應(yīng)用如今成熟技術(shù)不僅能夠縮減成本，也能在此基礎(chǔ)上去獲得更快發(fā)展。在今后的發(fā)展中，還需要做好如下工作：①加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，重視對現(xiàn)場總線管理全新設(shè)備的研發(fā);②重視對現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的研發(fā)，充分結(jié)合國內(nèi)實情去研發(fā)現(xiàn)場總線系統(tǒng)軟件。

結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段我國的現(xiàn)場總線技術(shù)仍然處在發(fā)展初期，還需要全力發(fā)展，力求能夠追趕世界先進(jìn)水平。現(xiàn)如今中國早已是全球工業(yè)控制的主要國家，現(xiàn)場總線技術(shù)作為一項控制技術(shù)，將其與網(wǎng)絡(luò)及其他技術(shù)融合極為必要，尤其是我國目前正處在快速發(fā)展建設(shè)階段，對該項技術(shù)的需求較大，所以要重視現(xiàn)場總線管理系統(tǒng)的發(fā)展。

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