控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡化發(fā)展及現(xiàn)狀

　?。?）系統(tǒng)的集成問題。由于實際應用中一個系統(tǒng)很可能采用多種形式的現(xiàn)場總線,因此如何把工業(yè)控制網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡進行無縫的集成,從而使整個系統(tǒng)實現(xiàn)管控一體化,是關(guān)鍵環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)在設計網(wǎng)絡布局時,不僅要考慮各現(xiàn)場節(jié)點的距離,還要考慮現(xiàn)場節(jié)點之間的功能關(guān)系、信息在網(wǎng)絡上的流動情況等。由于智能化現(xiàn)場儀表的功能很強,因此許多儀表會有同樣的功能塊,組態(tài)時選哪個功能塊是要仔細考慮的;要使網(wǎng)絡上的信息流動最小化。同時通信參數(shù)的組態(tài)也很重要,要在系統(tǒng)的實時性與網(wǎng)絡效率之間做好平衡。

　?。?）存在技術(shù)瓶頸問題[2]。主要表現(xiàn)在：

　　a.當總線電纜截斷時,整個系統(tǒng)有可能癱瘓。

　　用戶希望這時系統(tǒng)的效能可以降低,但不能崩潰,這一點目前許多現(xiàn)場總線不能保證。

　　b.本安防爆理論的制約?，F(xiàn)有的防爆規(guī)定限制總線的長度和總線上負載的數(shù)量。這就是限制了現(xiàn)場總線節(jié)省線纜優(yōu)點的發(fā)揮。目前各國都在對現(xiàn)場總線本質(zhì)安全概念（FISCO）理論加強研究,爭取有所突破。

　　C.系統(tǒng)組態(tài)參數(shù)過分復雜。現(xiàn)場總線的組態(tài)

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

4 以太控制網(wǎng)絡

　　控制網(wǎng)絡的發(fā)展,其基本趨勢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,由于它支持幾乎所有流行的網(wǎng)絡協(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)絡技術(shù)的發(fā)展,以太網(wǎng)進入了控制領域,形成了新型的以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡技術(shù)。這主要是由于工業(yè)自動化系統(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。目前的現(xiàn)場總線由于種類繁多,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域通訊這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)具有無可比擬的優(yōu)勢。

5 目前存在的問題

　　通常我們考慮將控制系統(tǒng)網(wǎng)絡化，主要將網(wǎng)絡化與現(xiàn)場總線聯(lián)系在一起。目前在控制領域較有影響的現(xiàn)場總線系統(tǒng)有：FF、 LonWorks、 Profibus、 CAN 、 HART，以及RS485的總線網(wǎng)絡等?，F(xiàn)場總線基金會己經(jīng)制定的統(tǒng)一標準（（FF），其慢速總線標準Hl已得到通過成為國際標準，其高速總線標準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(xiàn)場總線產(chǎn)品仍然是百花齊放的局面，這對降低系統(tǒng)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)，同時也是最具開放性的網(wǎng)絡技術(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)對現(xiàn)有的控制系統(tǒng)進行升級改造，加快工業(yè)企業(yè)的信息一控制一體化進程，不失為一種較為可行的問題解決方案。

6 總結(jié)

　　從目前趨勢來看,工業(yè)以太網(wǎng)進入現(xiàn)場控制級毋庸置疑。但至少現(xiàn)在看來,它還難以完全取代現(xiàn)場總線,作為實時控制通信的單一標準。已有的現(xiàn)場總線仍將繼續(xù)存在,最有可能的是發(fā)展一種混合式控制系統(tǒng)[6]。