在工业自动化领域,技术、通信和信息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动力。其中,工业以太网的普及,为自动化带来了深刻的变革。
现场总线式应用广泛用于生产现场,连接智能设备和自动化测量控制系统,它构建了数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。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。通过组态软件,我们可以完成功能块之间的连接,并进行网络组态。在运行过程中,系统实时采集数据,并进行数据处理与计算,以优化控制及逻辑控制。
其特点是高性能多变量测量,使得仪表具有更丰富的功能,如计算能力、高分辨率、高准确性以及抗干扰能力。此外,还能够提供设备状态信息,对处理过程进行调整。
客户机/服务器模式是当前流行的网络计算服务模式,其中服务器代表数据源,而客户机则表示数据使用者,它从服务器获取数据并进一步处理。这种模式在PC机或工作站上运行,而服务器通常运行在小型机或大型机上。
目前世界上有四十余种现场总线标准,这些标准分别应用于不同行业,如工厂制造、医疗保健等领域。HART网络是一种特殊类型,但由于未真正开放且成本较高,其应用范围有限。而FieldBus则是一个热门趋势,被誉为现代自动化领域中的“计算机局域网”。
然而,在实际应用中,由于环境因素如温度、高湿度以及电磁干扰,大部分工业场景并不支持这些先进协议,因此仍然依赖于RS485/MODBUS等老旧但稳定可靠的解决方案。
随着对实时性要求越来越高,以及对数据共享需求增加,工业以太网作为一种兼容商用以太网但满足工业环境要求的地缘通讯方式逐渐成为焦点。这不仅需要考虑到气候适应性(耐腐蚀)、机械环境适应性(耐振动)以及电磁兼容性,还需采用标准导轨安装,便于安装与更换。
DA是一种基于TCP/IP协议栈实现分布式自动化环境,与集中安全体系结构结合,以实现快速响应时间而不牺牲安全性的目标。而FF(Foundation Fieldbus)则采用高速以太网开发FCS系统,将信息集成开放体系架构,并规定了21个基本功能块供各类过程控制使用。此外,还有柔性功能块支持复杂批处理和混合控制应用,为连续过程控制与断续制造提供了一系列解决方案。