控制系統的網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展及現狀

　?。?）系統的集成問(wèn)題。由于實(shí)際應用中一個(gè)系統很可能采用多種形式的現場(chǎng)總線(xiàn),因此如何把工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )與數據網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行無(wú)縫的集成,從而使整個(gè)系統實(shí)現管控一體化,是關(guān)鍵環(huán)節?，F場(chǎng)總線(xiàn)系統在設計網(wǎng)絡(luò )布局時(shí),不僅要考慮各現場(chǎng)節點(diǎn)的距離,還要考慮現場(chǎng)節點(diǎn)之間的功能關(guān)系、信息在網(wǎng)絡(luò )上的流動(dòng)情況等。由于智能化現場(chǎng)儀表的功能很強,因此許多儀表會(huì )有同樣的功能塊,組態(tài)時(shí)選哪個(gè)功能塊是要仔細考慮的;要使網(wǎng)絡(luò )上的信息流動(dòng)最小化。同時(shí)通信參數的組態(tài)也很重要,要在系統的實(shí)時(shí)性與網(wǎng)絡(luò )效率之間做好平衡。

　?。?）存在技術(shù)瓶頸問(wèn)題[2]。主要表現在：

　　a.當總線(xiàn)電纜截斷時(shí),整個(gè)系統有可能癱瘓。

　　用戶(hù)希望這時(shí)系統的效能可以降低,但不能崩潰,這一點(diǎn)目前許多現場(chǎng)總線(xiàn)不能保證。

　　b.本安防爆理論的制約?，F有的防爆規定限制總線(xiàn)的長(cháng)度和總線(xiàn)上負載的數量。這就是限制了現場(chǎng)總線(xiàn)節省線(xiàn)纜優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮。目前各國都在對現場(chǎng)總線(xiàn)本質(zhì)安全概念（FISCO）理論加強研究,爭取有所突破。

　　C.系統組態(tài)參數過(guò)分復雜?，F場(chǎng)總線(xiàn)的組態(tài)

　　參數很多,不容易掌握,但組態(tài)參數設定得好壞,對系統性能影響很大。

4 以太控制網(wǎng)絡(luò )

　　控制網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展,其基本趨勢是逐漸趨向于開(kāi)放性、透明的通訊協(xié)議。上述出現的問(wèn)題,根本原因在于現場(chǎng)總線(xiàn)的開(kāi)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,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)系統中被廣泛采用。近些年來(lái),隨著(zhù)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)化系統向分布化、智能化控制方面發(fā)展,開(kāi)放的、透明的通訊協(xié)議是必然的要求。目前的現場(chǎng)總線(xiàn)由于種類(lèi)繁多,互不兼容,尚不能滿(mǎn)足這一要求。而以太網(wǎng)的TCP/IP協(xié)議的開(kāi)放性使得在工控領(lǐng)域通訊這一關(guān)鍵環(huán)節具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢。

5 目前存在的問(wèn)題

　　通常我們考慮將控制系統網(wǎng)絡(luò )化，主要將網(wǎng)絡(luò )化與現場(chǎng)總線(xiàn)聯(lián)系在一起。目前在控制領(lǐng)域較有影響的現場(chǎng)總線(xiàn)系統有：FF、 LonWorks、 Profibus、 CAN 、 HART，以及RS485的總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )等?，F場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )己經(jīng)制定的統一標準（（FF），其慢速總線(xiàn)標準Hl已得到通過(guò)成為國際標準，其高速總線(xiàn)標準H2還在制訂中。但是由于商業(yè)利潤、技術(shù)壟斷等原因，目前現場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品仍然是百花齊放的局面，這對降低系統成本，擴大應用范圍產(chǎn)生不利影響。

　　以太網(wǎng)已經(jīng)得到廣泛應用，目前主流產(chǎn)品的速度己經(jīng)達到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。應用TCP/IP的以太網(wǎng)已經(jīng)成為最流行的分組交換局域網(wǎng)技術(shù)，同時(shí)也是最具開(kāi)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)集成到現有控制系統中，利用Internet上開(kāi)放的、并且己經(jīng)成熟的技術(shù)對現有的控制系統進(jìn)行升級改造，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(wèn)題解決方案。

6 總結

　　從目前趨勢來(lái)看,工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)入現場(chǎng)控制級毋庸置疑。但至少現在看來(lái),它還難以完全取代現場(chǎng)總線(xiàn),作為實(shí)時(shí)控制通信的單一標準。已有的現場(chǎng)總線(xiàn)仍將繼續存在,最有可能的是發(fā)展一種混合式控制系統[6]。