技术的飞速发展已经深刻影响了工控领域,其中工业现场总线技术和工业以太网技术是最显著的体现。特别是工业以太网的普及,为自动化带来了革命性的变化。
在生产现场,现场总线式应用构建了一个数字化、双向传输、多分支结构的通信网络,这种网络能够连接智能设备和自动化测量控制系统。软件方面,控制系统需要组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先要开发组态软件和人机接口操作程序(MMI)。通过组态工具,我们可以建立功能块之间的连接,并配置参数来进行网络设计。在运行过程中,系统实时采集数据,处理信息,并进行优化控制及逻辑报警与显示。
这种技术具有高性能多变量测量能力,使得仪表不仅拥有计算功能,而且具有高分辨率、高准确性,对抗干扰能力强,同时还能提供状态信息,以便对处理过程进行调整。此外,它还能提供诊断信息、管理信息以及设备运行状态。
客户端/服务器模式是目前流行的网络计算服务模式。服务器代表数据源,而客户端则代表数据使用者,从服务器获取数据并进一步处理。这使得数据存储变得更加组织有序,可以实现大量数据共享与交叉访问,有着高度独立性。在实际操作中,由于参数不断变化且操作要求极高,因此形成了一个分布式实时数据系统。
服务器操作包括Lenix、os/2、windowNT等,以及数据库管理系统和通信协议等。目前全球存在约四十种类型的地理总线,其中HART网络、中间总线/MODBUS是当前流行的一种工业组网方式,其特点为实施简单且支持广泛,但现在国内仍未真正利用其联网监控功能,最多只是用于手动设定参数。
FieldBus是一种新的自动化技术,被誉为现代自动化领域的一个新时代标志,它改变了传统控制系统结构,使自控系统向“智能化”、“数字化”、“信息化”、“网络化”、“分散化”的方向发展。但到目前为止,还没有形成统一标准,每个国家都有自己的标准,如ProfiBus、CANbus等,并各自有生存空间。
然而,在工业环境中,由于温度、高湿度、大气污染以及腐蚀性气体的问题,需要特殊适应;同时,由于振动大和电磁干扰问题,也必须具备机械环境适应性(耐振动)和电磁兼容性(EMC);供电通常采用低压直流电源;安装方便,是业界通用的要求。而工业以太网则是在此基础上发展出一种专门针对工业环境设计的解决方案,将TCP/IP应用到控制层,同时保留IT行业最新成果,以满足更高级别的需求,如DA规范就将实时WEB分布自动环境与集中安全体系结合起来,以创造基于TCP/IP的一种分散自动解决方案。