无线网络技术的应用是未来工业网络技术发展的重要趋势

   2022-08-17 工业品商城90
核心提示:20世纪50年代,人类社会从机械时代进入自动化时代,过程控制技术成为这个时代的标志性技术之一。50年前,基于3 ~ 15 psi气动信号标准的PCS(PneumaticControlSystem)成为第一代过程控制架构。之后经历了ACS(模拟控制系统)时代、CCS(计算机控制系统)时代和80年代的DCS(分布式控制系统)。20世纪90年代,现场总线技术应运而生。

20世纪50年代,人类社会从机械时代进入自动化时代,过程控制技术成为这个时代的标志性技术之一。50年前,基于3 ~ 15 psi气动信号标准的PCS(PneumaticControlSystem)成为第一代过程控制架构。之后经历了ACS(模拟控制系统)时代、CCS(计算机控制系统)时代和80年代的DCS(分布式控制系统)。20世纪90年代,现场总线技术应运而生。并凭借分布式、开放性、互联性和高可靠性的特点,迅速取代了DCS单独逐个传输信号、模拟信号精度低、易受干扰、操作困难、易失控的主导地位。

虽然早在1984年,国际电工委员会/国际标准协会(IEC/ISA)就开始制定现场总线的标准,但由于各个国家和公司的利益之争,至今没有完成统一的标准,反而出现了各种总线和谐共存的局面。应该说现场总线的出现确实给工业自动化带来了一场深刻的革命,但是很多现场总线互不兼容,不同公司的控制器之间无法实现高速实时的数据传输,信息网络协议的差距导致了“自动化孤岛”的出现,促使人们开始寻找新的出路。

正是在这个时候,传统上用于办公室和企业的以太网悄然进入了控制领域。近年来,以太网发展迅速,引人注目。有人甚至预言工业以太网将逐渐取代现场总线技术。原因是工业以太网弥补了现场总线在通信方面的不足。现在,以西门子为先锋,工业自动化的制造商已经开始了无线网络传输的时代。

虽然几年前就有人判断DCS即将被FCS取代,但今天DCS仍然有相当的生命力。纵观过程控制系统的发展过程,任何新技术的出现都是对旧技术缺陷的解决,在用户需求、市场竞争等外部因素的驱动下占据主导地位。另一方面,原有技术并不会因此而退出舞台,而是会不断吸收新技术以求生存和发展。

以DCS为例,受网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线技术、各种组态软件技术、数据库技术等信息技术发展的影响,,以及用户对先进控制功能和管理功能需求的不断增加,各DCS厂商纷纷提升DCS系统的技术水平,不断丰富其内容。其中,以霍尼韦尔ExperionPKS、艾默生Plant Web、福克斯博罗A2、横河R3、and IndustrialIT为标志的新一代DCS已经形成。

如何将以太网技术应用于现场总线的研究也相当活跃,以太网技术的应用已经成为现场总线发展的必然趋势。可以说,以太网技术的引入为现场总线的发展注入了新的活力,将成为现场总线家族的新成员,从而丰富现场总线标准家族。根据美国权威调查机构AR的报告,未来,以太网不仅将继续垄断商用计算机网络通信和工业控制系统的上层网络通信市场,还将引领未来现场总线的发展。以太网和TCP/IP将成为设备总线和现场总线的基本协议。美国VDC的早期调查报告也指出,以太网在工业控制领域的应用将会越来越广泛,市场份额增长也会越来越快。

但是,并不是每一种现场总线都会被工业以太网总线取代,比如AS-i和CAN,应用于两位I/O传感器/执行器时无疑是最好的(AS-i传输4位数据,总线可以充电;CAN最多可以传输8个字节),还有一些特殊的总线,比如SERCOS(用于数控和运动轴控制,是IEC61491的国际标准)和Instabus(用于楼宇),都有其特殊的应用领域,不适合工业以太网。此外,在易燃易爆环境条件恶劣、可靠性要求高的应用中,现场总线也是最佳选择。

 
 
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