現場控制網絡技術計算機工程應用技術

覃智

隨著社會時代的發展，在現如今的計算機工程應用中出現了各種控制系統，其中現場控制系統受到廣泛關注與快速發展。本文將結合筆者工作實踐，對現場控制網絡技術與工廠底層網絡測控的發展進程進行分析，認為現場控制網絡為多種現場總線共存以及多種系統集成，通過本文分析以期能夠為相關從業者帶來參考。

現場控制;網絡技術;OPC技術

大量不同類型的控制系統得以發展，也促使現場控制系統的發展進步，同時在發展中也與工業控制系統、網絡智能化現場總線技術相融合，形成一種集成化控制技術，不僅能夠應用在工廠，也能夠在其他領域得到應用。利用現場控制網絡技術在構建完整控制體系與信息網絡的同時，也能夠實現所有領域的信息共享，大大推動了生產效率的提升。

一、現場控制網絡

1.現場設備互連

現場總線控制系統能夠依托通信線路將各種設備進行連接，同時也可結合具體的需求對通信線路實行針對性改變，如電纜、電線以及光纖等等，都可成為連接設備的通信線路。此外，現場設備之間的信息傳遞并不只有現場設備和控制器這兩種渠道，還能夠基于廣播型可變通信展開連接，構建為可控性網絡。

2.現場同通信互連

站點總線能夠將不同的通信線路向生產站點延伸，所以整體結構中的現場設備可以有多點共享總線，而且現場數據也能夠往兩個方向展開相互傳輸。部分總線還能夠基于協議做到物理與數據的應用，通過網絡所有層的實現帶來現場設備的網絡尋址功能。

3.開放式網絡互連

FCS現場總線屬于典型的開放型互連網絡，不管是相同層或是不同層，都能夠實現網絡互連，而且整個連接過程中不需要對軟硬件問題操心。同時，這種開放型的互連網絡還能夠保證基于網絡去促使現場設備與功能的一致性。

4.組態與任務下載

FCS技術當中的現場設備具有功能區域理論，一定要用到專門接口去進行控制才能夠實現現場總線設備的功能，不僅僅能夠讓FCS現場設備具備多樣功能，同時也能實現成本降低和減少標準數字電路耦合情況的出現。現場微處理器具備明顯的可實時性與網絡功能特點，能夠將一些簡單控制人物下載進現場設備當中。

二、多種技術集成

1.OPC技術

控制軟件制造商需要面向市面上所有程序，OPC開發的主要目的在于為監控、管理軟件和現場設備之間的連接提供標準化接口，從而保證了數據訪問的規范化特點。這一專用結合不僅可用在單臺計算機上，同時也能夠支持計算機網絡上不同程序之間的通信服務，當然也包含了不同平臺中的程序通信。

2.設備相互操作性技術

互操作性技術主要有兩點要求，一點是不會對現場設備功能產生干擾，另一點是不會損害到控制系統的集成度。同時，這里所指的互操作性也意味著來自不同供應商的設備可以無障礙的實現通信與數據交換，并且能夠在差異環境下執行自身的功能。

設備的互操作性也能給用戶帶來一定的良性影響，具體來講主要有以下幾點：①用戶的可選擇的范圍更廣，可以從更多的供應商中去結合自身需求選擇產品，雖然新設備可能會對舊設備使用形成一定的影響，但是對整體系統不會形成干擾，所以能夠明顯縮減用戶對設備的維護成本;②軟件均相同且可以被設備運用，現場總線設備都可以進行操作且實現人機功能統一，大幅節省了培訓時間與成本，凸顯出了設備的實用性;③過去用戶要構建不同且多個系統，而不同級別的安全系統存在不一樣的故障模式，所以主機與備份之間無法依存，一定要單獨對其進行操作，而互操作技術的則能夠規避這一點。

3.現場總線設備管理技術

現場總線自動化儀器設備的實時管理屬于新興概念，由于模擬儀表只能夠為過程參數提供測量信號而無法提供其他的信號，所以對設備管理方面無能為力。而現場總線設備不僅能夠在過程當中提供變量與測量值，還能夠帶來設備操作狀態信息以及設備供應商提供的設備制造信息等等，可見現場總線設備管理技術為生產提供了“窗口”，可以利用現場總線去提供管理信息，進而直接呈現出現場設備的實際情況。

三、統一標準

技術的不斷發展都會形成屬于自己的標準，而且一般都會經歷一段標準的演變過程，其中ISO、OSI、RM均為網絡發展中的信標，然而TCP與IP屬于開發當中所提出的問題。在現場總線標準統一的過程中，FF技術規范是目前最全面且最先進的總線技術，能夠實現現場總線技術功能，不過該項技術存在技術含量過高的問題，所以實現難度較高。而隨著研發的逐步推進，IEC采用了8個現場總線而成為國際標準，但是由于實際生產與管理受到了市場方面的競爭，所以目前現場設備仍然需要統一的標準。

四、現場總線技術發展

基于自動化領域角度來看，現場總線技術的發展既迎來機遇，也面臨著挑戰。目前國內大量制造商與企業集團都十分關注現場總線技術的發展，許多現場總線產品也不斷涌入國內市場，得到了眾多企業的使用。同時，現場總線技術與產品的研發也實現了明顯的進步，集計算機、通信、控制于一體的集成技術得到顯著發展，當然要想發展成為自己的系統還需要投入更多的時間和精力，同時也離不開資金的支持。正因為國內對這一領域的技術投入偏少，因此許多企業依舊采取人工控制模式，啟用先進控制系統的企業并不多，很大原因在于現場總線設備與系統的造價偏高。目前，我國針對現場總線技術的發展也正在摸索發展道路，通過應用如今成熟技術不僅能夠縮減成本，也能在此基礎上去獲得更快發展。在今后的發展中，還需要做好如下工作：①加強基礎研究，重視對現場總線管理全新設備的研發;②重視對現場總線控制系統的研發，充分結合國內實情去研發現場總線系統軟件。

結束語

綜上所述，現階段我國的現場總線技術仍然處在發展初期，還需要全力發展，力求能夠追趕世界先進水平。現如今中國早已是全球工業控制的主要國家，現場總線技術作為一項控制技術，將其與網絡及其他技術融合極為必要，尤其是我國目前正處在快速發展建設階段，對該項技術的需求較大，所以要重視現場總線管理系統的發展。

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