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融合为自动化带来了革命性的变革。随着这些技术的普及,现场总线式应用在生产环境中扮演了关键角色,连接智能设备和自动化测量控制系统,提供数字、双向传输以及多分支结构的通信网络。
软件是实现这些功能的一把钥匙,包括组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。开发者首先选择组态软件和人机界面(MMI)来完善功能块之间的连接,并设置参数。在运行过程中,它实时采集数据进行处理,以及优化控制和逻辑控制,同时提供报警、监视、显示以及生成报表等服务。
其特点是高性能多变量测量,使得仪表具备计算能力,并且采用数字信号具有高分辨率、高准确性、高抗干扰能力以及抗畸形能力强。此外,它还能提供仪表状态信息,对处理过程进行调整,并诊断设备自身及过程信息。
客户端/服务器模式是当前最流行的网络计算服务方式,其中服务器代表数据源,而客户端则表示数据使用者,从服务器获取数据并进一步处理。这一模式能够有组织地存储大量相关数据与应用程序,实现共享与交叉访问,同时具有高度独立性。工业设备在运行中参数不断变化,大数据量操作要求极高,因此形成了一种可以互访操作分布关系及实时性的数据系统。
服务器操作系统包括Linux, OS/2, Windows NT, 应用数据库, 通信协议和网络管理协议等。目前世界上存在约四十余种现场总线,每种都用于不同的领域,如过程自动化医药制造交通运输国防航天农业建筑业等。在工业总线网络HART网络FieldBUS/MODBUS成为当前流行的一种组网方式,其特点是实施简单方便,但RS485支持较广泛且价格低廉,在低端市场仍将占据主要位置。
HART虽然被认为是一项重要创新,但由于没有真正开放,其加入基金会需要一定费用,加之国内水平未达到国外公司水平,现在仅限于手动参数设定远未达到联网监控需求。而FieldBus作为当今自动化领域热点技术之一,被誉为“智能”的局域网,不同标准如ProfiBus CANbus CC-Link并存,有各自生存空间但缺乏统一标准何时形成难言而知。
然而,由于传统控制系统原有的确定性受到破坏,比如传输延迟错误丢失顺序不一致,这些都会使分析综合变得复杂影响性能,因此需要新的解决方案。在这种背景下,工业以太网逐渐成为了继现场总林之后又一个发展前景广阔的工业通信网络类型,其适应性耐腐蚀耐振动电磁兼容性符合工业环境要求,而且采用标准导轨安装方便易更换。
DA是一种基于TCP/IP建立在以太网基础上的完全规范,将WEB分布式安全体系结合,以创立分散自动化解决方案其链路层采用快速协议减少栈所需时间缩短刷新时间保证5~10MS同时加入管理WEB直接集成I/O设备美国FF高速以太开发FCS主干网以下仍用H1FF去规范规定21能块供基本先进批处理混合应用使用柔性功能块支持监控子接口事件顺序多采集可用PLC其他协议通信此结论:HSE为连续过程断续制造提供各种解决方案它为连续MESERP企业信息集成提供一种相当成熟标准
因此,我们可以看出尽管商业以太网与Industrial 以太网共享相同底层基础设施,但是在产品设计上对实时性可靠性的要求更高,更适应严酷的工业环境条件。