在工业自动化领域,技术、通信技术和IT技术的融合为现场总线技术和工业以太网技术提供了强大的驱动力。其中,工业以太网尤其是其广泛应用,为自动化带来了深远的变革。
现场总线式应用主要用于生产现场中的智能设备与自动化测量控制系统之间的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。软件是系统重要组成部分,包括组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。通过组态软件连接功能块,并设置参数进行网络配置。在运行过程中,系统实时采集数据并进行处理,以优化控制及逻辑控制报警监视显示报表等。
其特点是高性能多变量测量,使得仪表具有计算能力等更多功能,由于采用数字信号具有高分辨率准确性高抗干扰抗畸变能力强,同时还能提供状态信息对处理过程进行调整。
客户机/服务器模式目前较为流行,它采用数据源(服务器)与数据使用者(客户机)的模式,其中服务器表示数据源而应用客户机则表示数据使用者。这一模式可以实现组织内大量有关数据与应用程序的有组织存储,并实现充分共享交叉访问,有高度独立性。
全球约有四十余种现场总线,这些总线主要用于各个领域如工厂制造交通运输国防航天农业楼宇管理等。目前流行的一种工业组网方式包括工业总线网络HART网络FieldBUS/MODBUS,它们实施简单且支持RS485的仪表价格便宜且种类繁多,因此在低端市场上仍将占据主导地位。
HART网络由艾默生提出的,但该协议未真正开放加入基金会需要一定费用,而国内企业尚未达到国外水平,现在许多智能仪表支持HART通讯功能,但由于通信速率低难度大因此预计未来将呈下滑趋势。
FieldBus现场总线网络作为当今自动化领域热点技术之一,其出现标志着自动化控制新时代开始,其关键标志是双向多节点全数字通信,但至今仍未形成统一标准,如ProfiBusCANbusCC-Link等并行存在,而且支持器件种类少价高用途小因此受限于选项有限而不易推广普及。
然而,在传统控制系统中因通信延迟错误丢失顺序不一致问题分析综合变得复杂影响了性能,因此发展出了一系列符合工业环境要求但兼容商用以太网标准的产品,如DA规范旨在基于TCP/IP建立分布式安全体系结构,目标创立基于TCP/IP分布自动化解决方案,其刷新时间缩短至5~10MS保证实时性同时具备WEB功能直接集成I/O设备等特点,为连续过程控制断续制造批量控制MESERP集成提供了标准协议。此外FF(现场总林基金会)开发FCS系统为信息集成开放体系结构规定21块供基本过程控制先进过程使用这些标准功能块驻留于HSE相连设备中可通过组态链接,可以得出结论:HSE工业以太网为各种需求提供解决方案。