论文部分内容阅读
摘 要：随着社会时代的发展，在现如今的计算机工程应用中出现了各种控制系统，其中现场控制系统受到广泛关注与快速发展。本文将结合笔者工作实践，对现场控制网络技术与工厂底层网络测控的发展进程进行分析，认为现场控制网络为多种现场总线共存以及多种系统集成，通过本文分析以期能够为相关从业者带来参考。
关键词：现场控制;网络技术;OPC技术
大量不同类型的控制系统得以发展，也促使现场控制系统的发展进步，同时在发展中也与工业控制系统、网络智能化现场总线技术相融合，形成一种集成化控制技术，不仅能够应用在工厂，也能够在其他领域得到应用。利用现场控制网络技术在构建完整控制体系与信息网络的同时，也能够实现所有领域的信息共享，大大推动了生产效率的提升。
一、现场控制网络
（一）现场设备互连
现场总线控制系统能够依托通信线路将各种设备进行连接，同时也可结合具体的需求对通信线路实行针对性改变，如电缆、电线以及光纤等等，都可成为连接设备的通信线路。此外，现场设备之间的信息传递并不只有现场设备和控制器这两种渠道，还能够基于广播型可变通信展开连接，构建为可控性网络。
（二）现场同通信互连
站点总线能够将不同的通信线路向生产站点延伸，所以整体结构中的现场设备可以有多点共享总线，而且现场数据也能够往两个方向展开相互传输。部分总线还能够基于协议做到物理与数据的应用，通过网络所有层的实现带来现场设备的网络寻址功能。
1.开放式网络互连
FCS现场总线属于典型的开放型互连网络，不管是相同层或是不同层，都能够实现网络互连，而且整个连接过程中不需要对软硬件问题操心。同时，这种开放型的互连网络还能够保证基于网络去促使现场设备与功能的一致性。
2.组态与任务下载
FCS技术当中的现场设备具有功能区域理论，一定要用到专门接口去进行控制才能够实现现场总线设备的功能，不仅仅能够让FCS现场设备具备多样功能，同时也能实现成本降低和减少标准数字电路耦合情况的出现[1]。现场微处理器具备明显的可实时性与网络功能特点，能够将一些简单控制人物下载进现场设备当中。
二、多种技术集成
（一）OPC技术
控制软件制造商需要面向市面上所有程序，OPC开发的主要目的在于为监控、管理软件和现场设备之间的连接提供标准化接口，从而保证了数据访问的规范化特点[2]。这一专用结合不仅可用在单台计算机上，同时也能够支持计算机网络上不同程序之间的通信服务，当然也包含了不同平台中的程序通信。
（二）设备相互操作性技术
互操作性技术主要有两点要求，一点是不会对现场设备功能产生干扰，另一点是不会损害到控制系统的集成度。同时，这里所指的互操作性也意味着来自不同供应商的设备可以无障碍的实现通信与数据交换，并且能够在差异环境下执行自身的功能。
设备的互操作性也能给用户带来一定的良性影响，具体来讲主要有以下几点：①用户的可选择的范围更广，可以从更多的供应商中去结合自身需求选择产品，虽然新设备可能会对旧设备使用形成一定的影响，但是对整体系统不会形成干扰，所以能够明显缩减用户对设备的维护成本;②软件均相同且可以被设备运用，现场总线设备都可以进行操作且实现人机功能统一，大幅节省了培训时间与成本，凸显出了设备的实用性;③过去用户要构建不同且多个系统，而不同级别的安全系统存在不一样的故障模式，所以主机与备份之间无法依存，一定要单独对其进行操作，而互操作技术的则能够规避这一点。
（三）现场总线设备管理技术
现场总线自动化仪器设备的实时管理属于新兴概念，由于模拟仪表只能够为过程参数提供测量信号而无法提供其他的信号，所以对设备管理方面无能为力。而现场总线设备不仅能够在过程当中提供变量与测量值，还能够带来设备操作状态信息以及设备供应商提供的设备制造信息等等，可见现场总线设备管理技术为生产提供了“窗口”，可以利用现场总线去提供管理信息，进而直接呈现出现场设备的实际情况。
三、统一标准
技术的不断发展都会形成属于自己的标准，而且一般都会经历一段标准的演变过程，其中ISO、OSI、RM均为网络发展中的信标，然而TCP与IP属于开发当中所提出的问题。在现场总线标准统一的過程中，FF技术规范是目前最全面且最先进的总线技术，能够实现现场总线技术功能，不过该项技术存在技术含量过高的问题，所以实现难度较高。而随着研发的逐步推进，IEC采用了8个现场总线而成为国际标准，但是由于实际生产与管理受到了市场方面的竞争，所以目前现场设备仍然需要统一的标准。
四、现场总线技术发展
基于自动化领域角度来看，现场总线技术的发展既迎来机遇，也面临着挑战。目前国内大量制造商与企业集团都十分关注现场总线技术的发展，许多现场总线产品也不断涌入国内市场，得到了众多企业的使用。同时，现场总线技术与产品的研发也实现了明显的进步，集计算机、通信、控制于一体的集成技术得到显著发展，当然要想发展成为自己的系统还需要投入更多的时间和精力，同时也离不开资金的支持。正因为国内对这一领域的技术投入偏少，因此许多企业依旧采取人工控制模式，启用先进控制系统的企业并不多，很大原因在于现场总线设备与系统的造价偏高。目前，我国针对现场总线技术的发展也正在摸索发展道路，通过应用如今成熟技术不仅能够缩减成本，也能在此基础上去获得更快发展。在今后的发展中，还需要做好如下工作：①加强基础研究，重视对现场总线管理全新设备的研发;②重视对现场总线控制系统的研发，充分结合国内实情去研发现场总线系统软件[3]。
五、结束语
综上所述，现阶段我国的现场总线技术仍然处在发展初期，还需要全力发展，力求能够追赶世界先进水平。现如今中国早已是全球工业控制的主要国家，现场总线技术作为一项控制技术，将其与网络及其他技术融合极为必要，尤其是我国目前正处在快速发展建设阶段，对该项技术的需求较大，所以要重视现场总线管理系统的发展。
参考文献：
[1]陈尚春. 现场控制网络技术[J]. 信息与电脑（理论版）， 2018， 418（24）：16-17.
[2]冯骥. 现场总线工业控制网络技术初探[J]. 电子世界， 2018， 552（18）：183+185.
[3]张学辉. 基于以太网和现场总线的工业控制网络实训系统设计[J]. 自动化仪表， 2017， 38（3）：41-43.
基金项目：
2017年度广西职业教育教学改革研究项目桂教职成（2017）37号）
课题：网络技术“分段式”学习空间的研发与应用
项目编号：GXZZJG2017B148
关键词：现场控制;网络技术;OPC技术
大量不同类型的控制系统得以发展，也促使现场控制系统的发展进步，同时在发展中也与工业控制系统、网络智能化现场总线技术相融合，形成一种集成化控制技术，不仅能够应用在工厂，也能够在其他领域得到应用。利用现场控制网络技术在构建完整控制体系与信息网络的同时，也能够实现所有领域的信息共享，大大推动了生产效率的提升。
一、现场控制网络
（一）现场设备互连
现场总线控制系统能够依托通信线路将各种设备进行连接，同时也可结合具体的需求对通信线路实行针对性改变，如电缆、电线以及光纤等等，都可成为连接设备的通信线路。此外，现场设备之间的信息传递并不只有现场设备和控制器这两种渠道，还能够基于广播型可变通信展开连接，构建为可控性网络。
（二）现场同通信互连
站点总线能够将不同的通信线路向生产站点延伸，所以整体结构中的现场设备可以有多点共享总线，而且现场数据也能够往两个方向展开相互传输。部分总线还能够基于协议做到物理与数据的应用，通过网络所有层的实现带来现场设备的网络寻址功能。
1.开放式网络互连
FCS现场总线属于典型的开放型互连网络，不管是相同层或是不同层，都能够实现网络互连，而且整个连接过程中不需要对软硬件问题操心。同时，这种开放型的互连网络还能够保证基于网络去促使现场设备与功能的一致性。
2.组态与任务下载
FCS技术当中的现场设备具有功能区域理论，一定要用到专门接口去进行控制才能够实现现场总线设备的功能，不仅仅能够让FCS现场设备具备多样功能，同时也能实现成本降低和减少标准数字电路耦合情况的出现[1]。现场微处理器具备明显的可实时性与网络功能特点，能够将一些简单控制人物下载进现场设备当中。
二、多种技术集成
（一）OPC技术
控制软件制造商需要面向市面上所有程序，OPC开发的主要目的在于为监控、管理软件和现场设备之间的连接提供标准化接口，从而保证了数据访问的规范化特点[2]。这一专用结合不仅可用在单台计算机上，同时也能够支持计算机网络上不同程序之间的通信服务，当然也包含了不同平台中的程序通信。
（二）设备相互操作性技术
互操作性技术主要有两点要求，一点是不会对现场设备功能产生干扰，另一点是不会损害到控制系统的集成度。同时，这里所指的互操作性也意味着来自不同供应商的设备可以无障碍的实现通信与数据交换，并且能够在差异环境下执行自身的功能。
设备的互操作性也能给用户带来一定的良性影响，具体来讲主要有以下几点：①用户的可选择的范围更广，可以从更多的供应商中去结合自身需求选择产品，虽然新设备可能会对旧设备使用形成一定的影响，但是对整体系统不会形成干扰，所以能够明显缩减用户对设备的维护成本;②软件均相同且可以被设备运用，现场总线设备都可以进行操作且实现人机功能统一，大幅节省了培训时间与成本，凸显出了设备的实用性;③过去用户要构建不同且多个系统，而不同级别的安全系统存在不一样的故障模式，所以主机与备份之间无法依存，一定要单独对其进行操作，而互操作技术的则能够规避这一点。
（三）现场总线设备管理技术
现场总线自动化仪器设备的实时管理属于新兴概念，由于模拟仪表只能够为过程参数提供测量信号而无法提供其他的信号，所以对设备管理方面无能为力。而现场总线设备不仅能够在过程当中提供变量与测量值，还能够带来设备操作状态信息以及设备供应商提供的设备制造信息等等，可见现场总线设备管理技术为生产提供了“窗口”，可以利用现场总线去提供管理信息，进而直接呈现出现场设备的实际情况。
三、统一标准
技术的不断发展都会形成属于自己的标准，而且一般都会经历一段标准的演变过程，其中ISO、OSI、RM均为网络发展中的信标，然而TCP与IP属于开发当中所提出的问题。在现场总线标准统一的過程中，FF技术规范是目前最全面且最先进的总线技术，能够实现现场总线技术功能，不过该项技术存在技术含量过高的问题，所以实现难度较高。而随着研发的逐步推进，IEC采用了8个现场总线而成为国际标准，但是由于实际生产与管理受到了市场方面的竞争，所以目前现场设备仍然需要统一的标准。
四、现场总线技术发展
基于自动化领域角度来看，现场总线技术的发展既迎来机遇，也面临着挑战。目前国内大量制造商与企业集团都十分关注现场总线技术的发展，许多现场总线产品也不断涌入国内市场，得到了众多企业的使用。同时，现场总线技术与产品的研发也实现了明显的进步，集计算机、通信、控制于一体的集成技术得到显著发展，当然要想发展成为自己的系统还需要投入更多的时间和精力，同时也离不开资金的支持。正因为国内对这一领域的技术投入偏少，因此许多企业依旧采取人工控制模式，启用先进控制系统的企业并不多，很大原因在于现场总线设备与系统的造价偏高。目前，我国针对现场总线技术的发展也正在摸索发展道路，通过应用如今成熟技术不仅能够缩减成本，也能在此基础上去获得更快发展。在今后的发展中，还需要做好如下工作：①加强基础研究，重视对现场总线管理全新设备的研发;②重视对现场总线控制系统的研发，充分结合国内实情去研发现场总线系统软件[3]。
五、结束语
综上所述，现阶段我国的现场总线技术仍然处在发展初期，还需要全力发展，力求能够追赶世界先进水平。现如今中国早已是全球工业控制的主要国家，现场总线技术作为一项控制技术，将其与网络及其他技术融合极为必要，尤其是我国目前正处在快速发展建设阶段，对该项技术的需求较大，所以要重视现场总线管理系统的发展。
参考文献：
[1]陈尚春. 现场控制网络技术[J]. 信息与电脑（理论版）， 2018， 418（24）：16-17.
[2]冯骥. 现场总线工业控制网络技术初探[J]. 电子世界， 2018， 552（18）：183+185.
[3]张学辉. 基于以太网和现场总线的工业控制网络实训系统设计[J]. 自动化仪表， 2017， 38（3）：41-43.
基金项目：
2017年度广西职业教育教学改革研究项目桂教职成（2017）37号）
课题：网络技术“分段式”学习空间的研发与应用
项目编号：GXZZJG2017B148