現(xiàn)場總線與工廠底層自動化及信息集成技術

（2）系統(tǒng)不開放、可集成性差、專業(yè)性不強：除現(xiàn)場設備均靠標準4-20mA/24VDC連接，系統(tǒng)其它軟、硬件通常只能使用一家產品。不同廠家產品之間缺乏互操作性、互換性，因此可集成性差。這種系統(tǒng)很少留出接口，允許其它廠商將自己專長的控制技術，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中去，因此，面向行業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)很少。

（3）可靠性不易保證：對于大范圍的分布式系統(tǒng)，大量的I/O電纜及敷設施工，不僅增加成本，也增加了系統(tǒng)的不可靠性。

（4）可維護性不高：由于現(xiàn)場級設備信息不全，現(xiàn)場級設備的在線故障診斷、報警、記錄功能不強。另一方面也很難完成現(xiàn)場設備的遠程參數(shù)設定、修改等參數(shù)化功能，影響了系統(tǒng)的可維護性。

3.3 現(xiàn)場總線技術的發(fā)展促成新一代自動化監(jiān)控系統(tǒng)的產生
現(xiàn)場總線技術的發(fā)展，新一代、基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)的已初露端倪，未來基于現(xiàn)場總線技術的現(xiàn)場級與車間級自動化監(jiān)控系統(tǒng)如圖3所示：

3.4 基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)主要優(yōu)點
（1）基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)增強了現(xiàn)場級信息集成能力
現(xiàn)場總線可從現(xiàn)場設備獲取大量豐富信息，能夠更好的滿足工廠自動化及CIMS系統(tǒng)的信息集成要求。現(xiàn)場總線是數(shù)字化通信網絡，它不單純取代4-20mA信號，還可實現(xiàn)設備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送。系統(tǒng)除完成遠程控制，還可完成遠程參數(shù)化工作。

（2）開放式、互操作性、互換性、可集成性
不同廠家產品只要使用同一總線標準，就具有互操作性、互換性，因此設備具有很好的可集成性。系統(tǒng)為開放式，允許其它廠商將自己專長的控制技術，如控制算法、工藝流程、配方等集成到通用系統(tǒng)中去，因此，市場上將有許多面向行業(yè)特點的監(jiān)控系統(tǒng)。

（3）系統(tǒng)可靠性高、可維護性好
基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線連接方式替代一對一的I/O連線，對于大規(guī)模I/O系統(tǒng)來說，減少了由接線點造成的不可靠因素。同時，系統(tǒng)具有現(xiàn)場級設備的在線故障診斷、報警、記錄功能，可完成現(xiàn)場設備的遠程參數(shù)設定、修改等參數(shù)化工作，也增強了系統(tǒng)的可維護性。

（4）節(jié)省成本：
對大范圍、大規(guī)模I/O的分布式系統(tǒng)來說，省去了大量的電纜、I/O模塊及電纜敷設工程費用，降低了系統(tǒng)及工程成本。

3.5 基于現(xiàn)場總線的自動化監(jiān)控系統(tǒng)結構的變化
系統(tǒng)所有的軟、硬件均可由多家廠商提供，而且具有互操作性、互換性，可方便實現(xiàn)硬件及信息集成。系統(tǒng)的主要區(qū)別是具有面向不同行業(yè)的專業(yè)軟件，將會在市場上看到面向行業(yè)的各種系統(tǒng)，如發(fā)電、輸配電、制造、化工、樓宇等。
（1）控制器：由于控制器對現(xiàn)場設備的監(jiān)控是通過標準的現(xiàn)場總線通信完成，因此沒有必要使用與控制器捆綁的I/O模塊產品，可使用任何一家的具有現(xiàn)場總線接口的現(xiàn)場設備與控制器集成。因此控制器的主要指標是高速指令處理能力、大存儲容量及現(xiàn)場總線通信接口。所以控制器將被標準的、通用的硬件平臺Compact Computer所取代，如Intel/Windows類PC機。 （2）I/O模塊：插在控制器機架上的I/O模塊由連接到現(xiàn)場總線上的分散式I/O模塊所取代。分散式I/O不再是控制器廠家的捆綁產品，而是第三方廠家的產品；廉價的、專用的、具有特殊品質的I/O模塊（如高防護等級、本征安全、可接受RTD、mV、高壓、大電流信號等）將具有廣闊市場。

（3）現(xiàn)場設備：向專業(yè)化方向發(fā)展，具有程序及參數(shù)存儲、智能控制功能，具有現(xiàn)場總線接口。控制器將下放一定的控制工作由現(xiàn)場設備自身完成，控制器只作參數(shù)化及運行監(jiān)測工作。如驅動器、傳感器、變送器、具有專業(yè)控制算法的調節(jié)器、執(zhí)行機構、HMI、電機啟動及電流保護裝置、輸配電保護裝置、高、低壓開關設備，這些設備將由那些在本行業(yè)中具有優(yōu)勢的廠家制造并具有互操作性、互換性。

（4）軟件：一方面，軟件不再與控制器、I/O、現(xiàn)場設備等硬件捆綁，可運行在通用的標準控制器硬件平臺上。軟件將成為具有標準通信協(xié)議、標準的基本編程語言（如IEC1131）、統(tǒng)一的介面風格、標準數(shù)據格式與標準數(shù)據庫接口的通用自動化軟件平臺。另一方面軟件必須是開放式的，允許行業(yè)上有獨到經驗的自動化專家廠商將專業(yè)的控制算法、仿真、優(yōu)化、調度等專用自動化軟件嵌入通用軟件平臺上，推出自己的面向行業(yè)的專業(yè)自動化系統(tǒng)。

4．現(xiàn)場級與車間級自動化監(jiān)控系統(tǒng)自主開發(fā)及產業(yè)化的新機遇
4.1基于現(xiàn)場總線的自動化系統(tǒng)促使系統(tǒng)生產廠商產生新的分化
主要特征為控制器與系統(tǒng)軟件制造商分離，趨向于通用化產品。I/O、傳感器等現(xiàn)場設備及應用軟件的開發(fā)制造趨向于專業(yè)化。
（1）控制器：傳統(tǒng)意義上的PLC、過程控制站將逐漸被標準的、通用的控制器硬件平臺--Compact Computer所取代。這是基于PC總線、Intel/Windows兼容的工業(yè)級、堅固型PC機。通用型計算機廠家產品將占主導地位。