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的发展奠定了基础。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、仿真软件等。通过组态软件实现功能块间连接,配置参数,并进行网络设计。在运行过程中,它实时采集数据,处理信息,并进行优化控制及逻辑控制。
其特点是多变量、高性能测量,使得仪表具备计算能力等更多功能。由于采用数字信号,其具有高分辨率、高准确性,以及抗干扰和抗畸变能力强。此外,还能提供设备状态信息,对处理过程进行调整。
客户机/服务器模式目前较为流行,其中服务器表示数据源,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。这种模式支持组织存储大量有关数据与应用程序,便于交叉访问,同时具有高度独立性。
服务器操作系统如Lenix、os/2、windowNT以及数据库管理系统和通信协议等,是实现分布式操作的一系列工具。而全球有四十余种现场总线,每种都适用于不同的领域,如工控领域、医药行业等。
HART网络是一种由艾默生提出的混合信号标准,但它没有真正开放,只有加入基金会才能获得协议,而加入基金会需要一定费用。此外,由于HART通信速率低且组网困难,其未来应用可能呈下滑趋势。
FieldBus现场总线网络支持双向、高性能的全数字化通信,是当今自动化领域热点技术之一。但至今还没有形成统一标准,ProfiBus、CANbus和CC-Link等多种标准并行存在,而且价格偏高,用量较小。
在工业以太网中,要考虑到生产环境的特殊要求,如耐高温潮湿空气污浊以及电磁干扰大。这就需要Industrial-grade产品具有气候环境适应性(耐腐蚀防尘防水),机械环境适应性(耐振动)以及电磁兼容性(EMC)。
DA是一种建立在以太网基础上的Industrial Ethernet规范,将Web技术与安全体系结合,以创立基于TCP/IP的一个分散自动化解决方案。而FF(美国字段基金会)采用高速以太网开发FCS系统作为主干网,上层仍然使用H1场景总线构建一个信息集成开放体系结构,这样的架构既满足了连续过程控制,也适用于断续制造业所需的连续实时控制提供各种解决方案。