現(xiàn)場(chǎng)總線與工廠底層自動(dòng)化及信息集成技術(shù)

（2）系統(tǒng)不開(kāi)放、可集成性差、專業(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)總線技術(shù)的發(fā)展，新一代、基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的已初露端倪，未來(lái)基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間級(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)總線可從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備獲取大量豐富信息，能夠更好的滿足工廠自動(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)總線的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)采用總線連接方式替代一對(duì)一的I/O連線，對(duì)于大規(guī)模I/O系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，減少了由接線點(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，而是第三方廠家的產(chǎn)品；廉價(jià)的、專用的、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)I(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)一的介面風(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)化專家廠商將專業(yè)的控制算法、仿真、優(yōu)化、調(diào)度等專用自動(dòng)化軟件嵌入通用軟件平臺(tái)上，推出自己的面向行業(yè)的專業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)。

4．現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間級(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)--Compact Computer所取代。這是基于PC總線、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。