技术的飞速发展已经深刻影响了工控领域,其中工业以太网与现场总线技术的应用尤为显著。工业现场总线技术,特别是以太网技术的普及,对自动化带来了革命性的变革。
在生产现场,现场总线式通信网络通过数字式、双向传输和多分支结构连接智能设备和自动化测量控制系统。软件是系统不可或缺的一部分,包括组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先,我们需要开发组态软件并设计人机界面(MMI)。通过组态工具,我们可以配置功能块参数,并进行网络规划。在运行过程中,系统实时采集数据,进行处理和计算,以实现优化控制和逻辑控制。此外,还包括报警、监视、显示以及报表等功能。
现场总线具有多变量、高性能测量能力,使得仪表具备计算功能等更多特性。由于采用数字信号,它们具有高分辨率、高准确性,以及抗干扰和抗畸形能力强。此外,这些仪表还能提供状态信息,便于对处理过程进行调整。
目前最流行的网络计算机服务模式是客户机/服务器模式。在这种模式下,服务器充当数据源,而客户端则作为数据使用者,它从服务器获取数据并进一步处理。通常情况下,服务器运行在小型机或大型机上,而客户端运行在PC机或工作站上。
工业以太网能够有组织地存储大量有关数据与应用程序,并实现数据共享与交叉访问,有着高度独立性的分布式关系及实时性需求高的操作与控制系统。在这种环境下,我们需要运用服务器操作软件,如Lenix、os/2、windowNT,以及数据库管理协议、新颖通信协议以及网络管理协议等。
目前全球存在四十余种不同类型的现场总线,其中ProfiBus、CANbus和CC-Link等标准并行存在,每种标准都有自己的生存空间。但截至目前,由于支持程度有限且价格昂贵,用途较小,因此它们尚未形成统一标准何时会统一仍然遥远。
工业以太网是一种兼容商用以太网但满足工业环境要求的通信解决方案,它要求产品具有良好的气候适应性(耐高温、高湿)、机械环境适应性(耐振动)以及电磁环境适应性(EMC)。此外,还需考虑到低压直流电源供应、大型安装方便度以及安全防护措施等因素。
DA是一种基于TCP/IP协议栈建立在以太网基础上的分布式自动化规范,将WEB浏览器引入到传统自动化环境中,同时结合集中安全体系结构,以实现分散而安全的自动化解决方案。这项规范采用了一种旨在减少通信栈所需时间的一种传输协议,从而极大缩短刷新时间,为实时通道提供了循环传输非循环传输两者的可能性,并加入了网络管理功能以及直接集成I/O设备等特点。
最后,不同于商业场景下的以太网,在工业场景中,以太网被用于连续过程控制中的批处理制造业所需,以及断续制造中的连续实时控制,为企业信息管理系统如MES, ERP提供了一套成熟且可靠的事业级标准协议。