现场总线的发展现状及发展趋势
2017-09-30  来源:www.plc100.com

    1.现场总线的发展现状

1)多种总线共存  现场总线国际标准IEC61158中采用了8种协议类型,以及其它一些现场总线。每种总线都有其产生的背景和应用领域。不同领域的自动化需求各有其特点,因此在某个领域中产生的总线技术一般对本领域的满足度高一些,应用多一些,适用性好一些。据美国ARC公司的市场调查,世界市场对各种现场总线的需求为:过程自动化15%(FFPROFIBUS-PAWorldFIP),医药领域18%(FFPROFIBUS-PAWorldFIP),加工制造15%(PROFIBUS-DPDeviceNet),交通运输15%(PROFIBUS-DPDeviceNet),航空、国防34%(PROFIBUS-FMSLonWorksControlNetDeviceNet),农业未统计(P-NETCANPROFIBUS-PA/DPDeviceNetControlNet),楼宇未统计(LonWorksPROFIBUS-FMSDeviceNet)。由此可见,随着时间的推移,占有市场80%左右的总线将只有六七种,而且其应用领域比较明确,如 FFPROFIBUS-PA适用于冶金、石油、化工、医药等流程行业的过程控制,PROFIBUS-DP DeviceNet适用于加工制造业,LonWorksPROFIBUS-FMSDeviceNet适用于楼宇、交通运输、农业。但这种划分又不是绝对的,相互之间又互有渗透。

    2)总线应用领域不断拓展   每种总线都力图拓展其应用领域,以扩张其势力范围。在一定应用领域中已取得良好业绩的总线,往往会进一步根据需要向其它领域发展。如ProfibusDP的基础上又开发出PA,以适用于流程工业。

    3)不断成立总线国际组织  大多数总线都成立了相应的国际组织,力图在制造商和用户中创造影响,以取得更多方面的支持,同时也想显示出其技术是开放的。如WorldFIP国际用户组织、FF基金会、Profibus国际用户组织、P-Net国际用户组织及ControlNet国际用户组织等。

    4)每种总线都以企业为支撑   各种总线都以一个或几个大型跨国公司为背景,公司的利益与总线的发展息息相关,如 ProfibusSiemens公司为主要支持,ControlNet Rockwe11公司为主要背景,WorldFIPALSTOM公司为主要后台。

    5)一个设备制造商参加多个总线组织  大多数设备制造商都积极参加不止一个总线组织,有些公司甚至参加2 ~4个总线组织。道理很简单,装置是要挂在系统上的。

    6)各种总线相继成为自己国家或地区标准  每种总线大多将自己作为国家或地区标准,以加强自己的竞争地位。现在的情况是:P-Net已成为丹麦标准,Profibus已成为德国标准,WorldFIP已成为法国标准。上述3种总线于1994年成为并列的欧洲标准EN50170。其它总线也都成为各地区的技术规范。

    7)在竞争中协调共存  协调共存的现象在欧洲标准制定时就出现过,欧洲标准EN50170在制定时,将德、法、丹麦3个标准并列于一卷之中,形成了欧洲的多总线的标准体系,后又将ControlNetFF加入欧洲标准的体系。各重要企业,除了力推自己的总线产品之外,也都力图开发接口技术,将自己的总线产品与其它总线相连接,如施耐德公司开发的设备能与多种总线相连接。在国际标准中,也出现了协调共存的局面。

    8)以太网成为新热点  以太网正在工业自动化和过程控制市场上迅速增长,几乎所有远程I/O接口技术的供应商均提供一个支持TCP/IP协议的以太网接口,如SiemensRockwellGE-Fanuc等,他们除了销售各自PLC产品,同时提供与远程I/O和基于PC的控制系统相连接的接口。FF现场总线正在开发高速以太网,这无疑大大加强了以太网在工业领域的地位。

    2.现场总线的发展趋势

    虽然现场总线的标准统一还有种种问题,但现场总线控制系统的发展却已经是一个不争的事实。随着现场总线思想的日益深入人心,基于现场总线的产品和应用的不断增多,现场总线控制系统体系结构日益清晰,具体发展趋势表现在以下几个方面。

    (1) 网络结构趋向简单化  早期的MAP模型由7层组成,现在Rockwe11公司提出了3层结构自动化,Fisher Rosemount公司提出了2层自动化,还有的公司甚至提出1层结构,由以太网一通到底。目前比较达成共识的是3层设备、2层网络的32结构。3层设备是位于底层的现场设备,如传感器/执行器以及各种分布式I/O设备等,位于中间的控制设备,如PLC、工业在制计算机、专用控制器等;位于上层的是操作设备,如操作站、工程师站、数据服务器、-般工作站等;2层网络是现场设备与控制设备之间的控制网,以及控制设备与操作设备之间的管理网。

    2)大量采用成熟、开放和通用的技术  在管理网的通信协议上,越来越多的企业采用最流行的TCP/IP协议加以太网,操作设备一般采用工业PC甚至普通PC,控制设备一般采用标准的PLC或者是工业控制计算机等,而控制网络就是各种现场总线的应用领域。

    由此可见,新型的现场总线控制系统与传统的控制系统(如DCSPLC)之间并不是完全取而代之的关系,而是继承、融合、提高的关系。