現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)與工廠底層自動(dòng)化

1、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)

1.1現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)概念

　　根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC1158定義，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)（Fieldbus）是“安裝在生產(chǎn)過(guò)程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備/儀表與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置/系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線(xiàn)”。或者說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是以單個(gè)分散的、數(shù)字化、智能化的測(cè)量和控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，用總線(xiàn)相連接，實(shí)現(xiàn)相互交換信息，共同完成自動(dòng)控制功能的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。其中，“生產(chǎn)過(guò)程”應(yīng)包括斷續(xù)生產(chǎn)過(guò)程和連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程兩類(lèi)�，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備/儀表指位于現(xiàn)場(chǎng)層的傳感器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是面向工廠底層自動(dòng)化及信息集成的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)�；�于這項(xiàng)技術(shù)的自動(dòng)化系統(tǒng)稱(chēng)為FCS（Fieldbus Control System）。

　　1.2現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的主要特點(diǎn)

　�。╨）數(shù)字化通信取代4~20mA模擬信號(hào)傳統(tǒng)技術(shù)，現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備與控制器之間的連接是一對(duì)一（一個(gè)I/O點(diǎn)對(duì)設(shè)備的一個(gè)測(cè)控點(diǎn)）所謂I/O接線(xiàn)方式，信號(hào)傳遞4~20mA（傳送模擬量信息）或24VDC（傳送開(kāi)關(guān)量信息）信號(hào)。應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)可用一條通信電纜將控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（智能化、帶有通信接口）連接，使用數(shù)字化通信完成底層設(shè)備通信及控制要求。

　�。�2）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，要求現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（傳感器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等設(shè)備）是帶有串行通信接口的智能化（可編程或可參數(shù)化）設(shè)備。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)以計(jì)算機(jī)大規(guī)模集成電路的發(fā)展為基礎(chǔ)。

　�。�3）集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、參數(shù)化及故障診斷為一體現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)連接智能化現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，因此，控制器可從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲取大量豐富信息，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送，可完成設(shè)備遠(yuǎn)程控制、參數(shù)化及故障診斷工作。

　�。�4）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信向現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的延伸傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備與控制器之間的通信采用一對(duì)一連線(xiàn)的方式，傳輸4~20mA/24VDC信號(hào)。這種通信技術(shù)信息量有限，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間及系統(tǒng)與外界之間的信息交換，使自控系統(tǒng)成為工廠中的“信息孤島”，嚴(yán)重制約了企業(yè)信息集成及企業(yè)綜合自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)�，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)采用計(jì)算機(jī)數(shù)字化通信技術(shù)，使自控系統(tǒng)與設(shè)備加入工廠信息網(wǎng)絡(luò)，成為企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)底層，使企業(yè)信息溝通的覆蓋范圍一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。

　�。�5）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工廠底層信息集成的關(guān)鍵技術(shù)要成功的實(shí)施CIMS，各層次的信息集成及支撐技術(shù)——計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題就必須得到解決�，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是工廠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備的延伸，是支撐現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)信息集成的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　1.3現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展及標(biāo)準(zhǔn)

　�。�1）國(guó)內(nèi)外現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、產(chǎn)品發(fā)展迅速?lài)?guó)際上現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及產(chǎn)品、系統(tǒng)發(fā)展迅速。以現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)PROFIBUS為例，目前支持PRomBUS標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品超過(guò)1500多種，分別來(lái)自國(guó)際上250多個(gè)生產(chǎn)廠家。在世界范圍內(nèi)已安裝運(yùn)行的PROFIBUS設(shè)備已超過(guò)200萬(wàn)臺(tái)，年增長(zhǎng)率25%。由CONSULTIC提供的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)FBS（FBSz由10個(gè)以上設(shè)備組成的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)）市場(chǎng)調(diào)查表明（在歐洲市場(chǎng)，1996年）：已安裝的FBS為427500套，新增FBS數(shù)量為146400�，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)占整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)市場(chǎng)份額平均為25%。目前國(guó)際著名自動(dòng)化、儀表、電器制造商均有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)產(chǎn)品及系統(tǒng)，如羅克威爾、西門(mén)子、施耐德、羅斯蒙特、霍尼威爾、橫河等。

　�。�2）現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)沒(méi)有形成統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，是要在行業(yè)中形成一個(gè)制造商們共同遵守的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際上著名自動(dòng)化產(chǎn)品及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)廠家，意識(shí)到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是未來(lái)發(fā)展方向，紛紛結(jié)成企業(yè)聯(lián)盟，推出自己的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)品，在市場(chǎng)上培養(yǎng)用戶(hù)、擴(kuò)大影響，并支持國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。各大國(guó)際公司在制定現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)際是技術(shù)、經(jīng)濟(jì)實(shí)力的較量，是對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的爭(zhēng)奪與瓜分，因此，由于利益所在，在短期達(dá)成協(xié)議是很困難的。目前，IEC還沒(méi)有達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

　�。�3）不可能用一種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)面對(duì)種類(lèi)繁多的自動(dòng)化行業(yè)和各種各樣的應(yīng)用需求自動(dòng)化技術(shù)對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求不同于計(jì)算機(jī)，沒(méi)有脫離行業(yè)的自動(dòng)化，不可能用一種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)面對(duì)種類(lèi)繁多的自動(dòng)化行業(yè)和各種各樣應(yīng)用需求。某一種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)在某些領(lǐng)域中是適用的、具有高性能價(jià)格比，超出這些領(lǐng)域可能就不是最優(yōu)的，甚至是不適用的。試圖用一種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)去覆蓋所有應(yīng)用領(lǐng)域范圍的想法和做法是不現(xiàn)實(shí)的。

　　（4）面對(duì)眾多的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)積極開(kāi)展適合中國(guó)國(guó)情的、面向制造業(yè)自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的研究面對(duì)國(guó)際上各種流派的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)及標(biāo)準(zhǔn)，中外專(zhuān)家普遍認(rèn)為：

　　·期望IEC能盡早按預(yù)期目標(biāo)完成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的制定。但按目前進(jìn)度估計(jì)，近年內(nèi)IEC很難完成預(yù)期目標(biāo)。

　　·目前IEC提出的建議方案只限于過(guò)程自動(dòng)化，難于滿(mǎn)足其它應(yīng)用領(lǐng)域要求，不可能成為唯一標(biāo)準(zhǔn)，很可能形成多種標(biāo)準(zhǔn)體系共存。在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)框架下做多種通信協(xié)議接口，可能是統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的一種適宜的解決方案。

　　針對(duì)我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展政策，我認(rèn)為，不能無(wú)限期等待IEC的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)結(jié)合我國(guó)國(guó)情，積極跟蹤、引進(jìn)、研究國(guó)際上已有成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展適合我國(guó)國(guó)情的、面向行業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的研究。

2、工廠底層自動(dòng)化系統(tǒng)及信息集成技術(shù)

　　2.1CIMS體系結(jié)構(gòu)及工業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的層次劃分根據(jù)工廠管理、生產(chǎn)過(guò)程及功能要求，簡(jiǎn)化的CIMS體系結(jié)構(gòu)可分為3層，即工廠級(jí)、車(chē)間級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。如圖1所示。

　　2.2現(xiàn)場(chǎng)級(jí)和車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控與信息集成是工廠自動(dòng)化及CIMS不可缺少的重要部分現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)主要完成底層設(shè)備單機(jī)控制、連線(xiàn)控制、通信連網(wǎng)、在線(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)、運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)等功能，保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備高質(zhì)量完成生產(chǎn)任務(wù)，并將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)及運(yùn)行數(shù)據(jù)信息傳送到工廠管理層，向工廠級(jí)MIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)提供數(shù)據(jù)。同時(shí)也可接受工廠管理層下達(dá)的生產(chǎn)管理及調(diào)度命令并執(zhí)行之。因此，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)監(jiān)控及信息集成系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化及CIMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

3、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展促使工廠底層自動(dòng)化系統(tǒng)及信息集成技術(shù)產(chǎn)生變革

　　3.1傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)

　　傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)多是基于PLC的分布式監(jiān)控系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)之一是：現(xiàn)場(chǎng)層設(shè)備與控制器之間的連接是一對(duì)一（一個(gè)I/O點(diǎn)對(duì)設(shè)備的一個(gè)測(cè)控點(diǎn)）所謂I/O接線(xiàn)方式，信號(hào)傳遞4-20mA（傳送模擬量信息）或24VDC（傳送開(kāi)關(guān)量信息）信號(hào)。如圖2所示。

　　3.2系統(tǒng)主要缺點(diǎn)

　�。�1）信息集成能力不強(qiáng) 控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間靠I/O連線(xiàn)連接，傳送4-20mA模擬量信號(hào)或24VDC等開(kāi)關(guān)量信號(hào)，并以此監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。這樣，控制器獲取信息量有限，大量的數(shù)據(jù)如設(shè)備參數(shù)、故障及故障記錄等數(shù)據(jù)很難得到。底層數(shù)據(jù)不全、信息集成能力不強(qiáng)，不能完全滿(mǎn)足CIMS系統(tǒng)對(duì)底層數(shù)據(jù)的要求。

　　（2）系統(tǒng)不開(kāi)放、可集成性差、專(zhuān)業(yè)性不強(qiáng) 除現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備均靠標(biāo)準(zhǔn)4-20mA/24VDC連接，系統(tǒng)其它軟、硬件通常只能使用一家產(chǎn)品。不同廠家產(chǎn)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(zhuān)長(zhǎng)的控制技術(shù)，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(duì)于大范圍的分布式系統(tǒng)，大量的I/O電纜及敷設(shè)施工，不僅增加成本，也增加了系統(tǒng)的不可靠性。

　�。�4）可維護(hù)性不高由于現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備信息不全，現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備的在線(xiàn)故障診斷、報(bào)警、記錄功能不強(qiáng)。另一方面也很難完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化功能，影響了系統(tǒng)的可維護(hù)性。

　　3.3現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展促成新一代自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)生

　　現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，新一代基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)已初露端倪，未來(lái)基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)如圖3所示�！�3。4基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)

　�。�1）基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)增強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)信息集成能力現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)可從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲取大量豐富信息，能夠更好的滿(mǎn)足工廠自動(dòng)化及CIMS系統(tǒng)的信息集成要求�，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)，它不單純?nèi)〈?~20mA信號(hào)，還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)、故障、參數(shù)信息傳送。系統(tǒng)除完成遠(yuǎn)程控制，還可完成遠(yuǎn)程參數(shù)化工作。

　�。�2）開(kāi)放式、互操作性、互換性、可集成性不同廠家產(chǎn)品只要使用同一總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)，就具有互操作性、互換性，因此設(shè)備具有很好的可集成性。系統(tǒng)為開(kāi)放式，允許其它廠商將自己專(zhuān)長(zhǎng)的控制技術(shù)，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(chǎng)上將有許多面向行業(yè)特點(diǎn)的監(jiān)控系統(tǒng)。

　�。�3）系統(tǒng)可靠性高、可維護(hù)性好基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線(xiàn)連接方式替代一對(duì)一的I/O連線(xiàn)，對(duì)于大規(guī)模I/O系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，減少了由接線(xiàn)點(diǎn)造成的不可靠因素。同時(shí)，系統(tǒng)具有現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備的在線(xiàn)故障診斷、報(bào)警、記錄功能，可完成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)定、修改等參數(shù)化工作，也增強(qiáng)了系統(tǒng)的可維護(hù)性。

　�。�4）節(jié)省成本對(duì)大范圍、大規(guī)模I/O的分布式系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，省去了大量的電纜、I/O模塊及電纜敷設(shè)工程費(fèi)用，降低了系統(tǒng)及工程成本。



　　3.5基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(shí)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(zhuān)業(yè)軟件，將會(huì)在市場(chǎng)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的監(jiān)控是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信完成，因此沒(méi)有必要使用與控制器捆綁的I/O模塊產(chǎn)品，可使用任何一家的具有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制器集成。因此控制器的主要指標(biāo)是高速指令處理能力、大存儲(chǔ)容量及現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信接口。所以控制器將被標(biāo)準(zhǔn)的、通用的硬件平臺(tái)Compact、Computer所取代，如Intel/Windows類(lèi)PC機(jī)。

　　（2）I/O模塊插在控制器機(jī)架上的I/O模塊由連接到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(chǎn)品，而是第3方廠家的產(chǎn)品；廉價(jià)的、專(zhuān)用的、具有特殊品質(zhì)的I/O模塊（如高防護(hù)等級(jí)、本征安全、可接受RTD、mV、高壓、大電流信號(hào)等）將具有廣闊市場(chǎng)。

　�。�3）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備向?qū)�業(yè)化方向發(fā)展，具有程序及參數(shù)存儲(chǔ)、智能控制功能，具有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口。控制器將下放一定的控制工作由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自身完成，控制器只作參數(shù)化及運(yùn)行監(jiān)測(cè)工作。如驅(qū)動(dòng)器、傳感器、變送器、具有專(zhuān)業(yè)控制算法的調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、HMI、電機(jī)啟動(dòng)及電流保護(hù)裝置、輸配電保護(hù)裝置、高、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備，這些設(shè)備將由那些在本行業(yè)中具有優(yōu)勢(shì)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(chǎng)設(shè)備等硬件捆綁，可運(yùn)行在通用的標(biāo)準(zhǔn)控制器硬件，平臺(tái)上。軟件將成為具有標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議、標(biāo)準(zhǔn)的基本編程語(yǔ)言（如IEC1131〉、統(tǒng)一的界面風(fēng)格、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)接口的通用自動(dòng)化軟件平臺(tái)。

　　另一方面軟件必須是開(kāi)放式的，允許行業(yè)上有獨(dú)到經(jīng)驗(yàn)的自動(dòng)化專(zhuān)家廠商將專(zhuān)業(yè)的控制算法、仿真、優(yōu)化、調(diào)度等專(zhuān)用自動(dòng)化軟件嵌入通用軟件平臺(tái)上，推出自己的面向行業(yè)的專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。



4、現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車(chē)間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)自主開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)化的新機(jī)遇



　　4.1基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的自動(dòng)化系統(tǒng)促使系統(tǒng)生產(chǎn)廠商產(chǎn)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(chǎn)品。I/O、傳感器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)制造趨向于專(zhuān)業(yè)化。

　�。�1）控制器傳統(tǒng)意義上的PLC、過(guò)程控制站將逐漸被標(biāo)準(zhǔn)的、通用的控制器硬件平臺(tái)一一Compact Computer所取代。這是基于PC總線(xiàn)、Intel/Windows兼容的工業(yè)級(jí)、堅(jiān)固型PC機(jī)。通用型計(jì)算機(jī)廠家產(chǎn)品將占主導(dǎo)地位。

　�。�2）系統(tǒng)軟件由專(zhuān)門(mén)監(jiān)控類(lèi)軟件公司開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，如：IntentHion（FIX）、Wonderware（IN-

TOUCH）、PcSoft（WIZCON）等將占主導(dǎo)地位，而不是控制器硬件廠商的捆綁軟件產(chǎn)品�；�于PC/WINDOWS平臺(tái)的、所謂“軟PLC（SoftPLC）”，與Intel/Windows兼容的工業(yè)級(jí)、堅(jiān)固型PC機(jī)“組合”，可能會(huì)成為控制器或現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)主站的主流。

　�。�3〉現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備傳感器、驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)程I/O等，由不同的、具有專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)的廠家制造，如E+H、ROSEMOUNT的儀表，SIEMENS、A-B、ABB、丹佛斯的驅(qū)動(dòng)器、施耐德、SIENMENS的輸配電保護(hù)裝置、高、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)施、施耐德、SIEMENS、A-B的I/O模塊等。

　　（4）系統(tǒng)將有更多的廠家，基于通用軟硬件平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)，在自己專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域推出面向行業(yè)的、具有專(zhuān)業(yè)軟、硬件控制功能的系統(tǒng)。

　　4.2自動(dòng)化系統(tǒng)自主開(kāi)發(fā)及應(yīng)用推廣的新機(jī)遇

　　無(wú)論是PLC還是DCS，系統(tǒng)的硬件、軟件甚至現(xiàn)場(chǎng)級(jí)設(shè)備都是捆綁銷(xiāo)售的。由于國(guó)際著名自動(dòng)化系統(tǒng)制造商在開(kāi)發(fā)投入、生產(chǎn)規(guī)模、銷(xiāo)售組織、品牌宣傳、應(yīng)用支持方面比國(guó)內(nèi)廠商具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，因此，國(guó)內(nèi)絕大部分產(chǎn)品市場(chǎng)份額被國(guó)外廠家占有。由于系統(tǒng)的封閉性，國(guó)內(nèi)廠家很難在國(guó)外系統(tǒng)產(chǎn)品上做面向行業(yè)的專(zhuān)業(yè)性技術(shù)開(kāi)發(fā)以期達(dá)到系統(tǒng)增值，多數(shù)國(guó)內(nèi)系統(tǒng)集成商所能做的只是系統(tǒng)成套。系統(tǒng)集成商之間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)成敗，其中技術(shù)因素不多，主要是在價(jià)格方面。

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，新型自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的產(chǎn)生，使系統(tǒng)趨于開(kāi)放，系統(tǒng)產(chǎn)品趨于通用型，具有互操作性、可互換性，總之，新型自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)提供了一個(gè)開(kāi)放的、通用標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件平臺(tái)。因此，這就為國(guó)內(nèi)廠家提供了進(jìn)入市場(chǎng)的機(jī)會(huì)。一方面對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)集成類(lèi)企業(yè)，可利用企業(yè)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，利用企業(yè)在某一領(lǐng)域自動(dòng)化方面具有技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)方面優(yōu)勢(shì)，在通用的系統(tǒng)平臺(tái)上，開(kāi)發(fā)出自己的，面向優(yōu)勢(shì)行業(yè)的、具有專(zhuān)家及智能控制功能的系統(tǒng)，這比單純的系統(tǒng)配套可為企業(yè)帶來(lái)更多的效益。另一方面，國(guó)內(nèi)大批現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備制造廣家（如驅(qū)動(dòng)器、傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、HMI、電機(jī)啟動(dòng)及電流保護(hù)裝置、輸配電保護(hù)裝置、高、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備等等），特別是那些生產(chǎn)特殊品質(zhì)產(chǎn)品的廠家（如具有專(zhuān)業(yè)控制算法的調(diào)節(jié)器、高防護(hù)等級(jí)、本征安全、可接受RTD、mV、高壓、大電流信號(hào)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)品〉，改造產(chǎn)品使之具有現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口，可為本企業(yè)產(chǎn)品開(kāi)拓更廣泛的市場(chǎng)。因?yàn)�，采用進(jìn)口控制器、國(guó)產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如驅(qū)動(dòng)器、傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、I/O）的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)，兼顧了可靠性、功能、價(jià)格3方面因素，會(huì)得到用戶(hù)青睞并具有廣闊市場(chǎng)的。

5、結(jié)束語(yǔ)

　�。�1）從工廠底層自動(dòng)化及信息集成技術(shù)角度看，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)不是一項(xiàng)單純的以芯片換電纜的技術(shù)，是計(jì)算機(jī)及其數(shù)字化通信技術(shù)向工廠底層，即設(shè)備層的延伸。如同其他領(lǐng)域發(fā)生的一樣，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是工廠底層通信技術(shù)的一次數(shù)字化革命。

　�。�2）工廠底層自動(dòng)化及信息集成技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全廠自動(dòng)化及CIMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)�，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，使其傳統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變革，并帶來(lái)傳統(tǒng)系統(tǒng)無(wú)法比擬的優(yōu)異特性，如豐富的現(xiàn)場(chǎng)信息資源、系統(tǒng)的開(kāi)放性、產(chǎn)品的可互換性。

　　（3）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變，最終將導(dǎo)致制造商們重新調(diào)整市場(chǎng)策略和格局。開(kāi)放性為中國(guó)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇。