【知識】長文！工控機與PLC比較
一、概述
在工(gong)(gong)業(ye)自(zi)動化領(ling)域，PLC和工(gong)(gong)控(kong)(kong)機是人們(men)不(bu)得不(bu)提的兩類控(kong)(kong)制設(she)備，它們(men)是大多數(shu)自(zi)動化系統的基(ji)礎設(she)備。PLC和工(gong)(gong)控(kong)(kong)機的最新技術發展是工(gong)(gong)程師對(dui)設(she)備應用(yong)性能要(yao)求的完美體現：控(kong)(kong)制器的硬件標準化，以及用(yong)戶(hu)的各種控(kong)(kong)制要(yao)求通過軟件來(lai)進行改(gai)變。
PLC就是(shi)一種(zhong)利用(yong)(yong)計算機原理為(wei)順序控(kong)制專門設(she)計的、通用(yong)(yong)的、使用(yong)(yong)方便的裝置。它采(cai)用(yong)(yong)了(le)專用(yong)(yong)設(she)計的硬件，而使用(yong)(yong)性能都是(shi)通過控(kong)制程序來確定(ding)的。
工(gong)控(kong)機(ji)則(ze)是利用(yong)了(le)個人計(ji)算機(ji)的PCI總(zong)線和PC/104總(zong)線、采用(yong)功能板卡擴展(zhan)控(kong)制(zhi)(zhi)I/O點來實現計(ji)算機(ji)控(kong)制(zhi)(zhi)的一種方便(bian)的控(kong)制(zhi)(zhi)設備。它(ta)具有工(gong)業現場應用(yong)特性，同時又極大(da)地利用(yong)了(le)PC機(ji)的軟件環境，用(yong)戶(hu)可以方便(bian)地選擇(ze)各制(zhi)(zhi)造商提供的產品。
PLC和(he)工(gong)(gong)控(kong)(kong)機(ji)目前的(de)(de)(de)技(ji)術發展水(shui)平(ping)已大(da)大(da)超過其(qi)出現時技(ji)術水(shui)平(ping)，并(bing)各(ge)自(zi)定位在(zai)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)層(ceng)面。PLC適(shi)合低成本(ben)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)項目和(he)作為(wei)大(da)型(xing)DCS系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)I/O站，工(gong)(gong)控(kong)(kong)機(ji)在(zai)中(zhong)規(gui)模小范圍自(zi)動(dong)(dong)化(hua)工(gong)(gong)程中(zhong)有很好的(de)(de)(de)性能價格(ge)比，當然這種(zhong)定位也不(bu)是絕(jue)對的(de)(de)(de)。據預測，2000年我國工(gong)(gong)業自(zi)動(dong)(dong)化(hua)的(de)(de)(de)市(shi)場規(gui)模達170億(yi)至(zhi)207億(yi)人民幣，其(qi)中(zhong)工(gong)(gong)控(kong)(kong)機(ji)占40億(yi)左右、PLC占30億(yi)左右，再(zai)加(jia)上DCS系(xi)(xi)統(tong)、FCS系(xi)(xi)統(tong)和(he)NCC系(xi)(xi)統(tong)（占60億(yi)）中(zhong)使用(yong)的(de)(de)(de)PLC和(he)工(gong)(gong)控(kong)(kong)機(ji)，可以看出其(qi)在(zai)工(gong)(gong)業自(zi)動(dong)(dong)化(hua)領域中(zhong)舉足輕(qing)重的(de)(de)(de)作用(yong)。這兩(liang)類控(kong)(kong)制(zhi)設(she)備(bei)在(zai)各(ge)領域的(de)(de)(de)自(zi)動(dong)(dong)化(hua)中(zhong)扮演了(le)不(bu)可缺少的(de)(de)(de)角色。圖1給出了(le)某(mou)自(zi)來(lai)水(shui)廠工(gong)(gong)業控(kong)(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)典型(xing)結構圖，其(qi)中(zhong)采用(yong)了(le)PLC作為(wei)I/O控(kong)(kong)制(zhi)站、工(gong)(gong)控(kong)(kong)機(ji)作為(wei)監控(kong)(kong)機(ji)。
圖(tu)1 工業(ye)控制系統的典型結(jie)構圖(tu)
目(mu)前，PLC的(de)主流廠(chang)(chang)商(shang)有A-B、Siemens和Modicon等。工控機的(de)主流廠(chang)(chang)商(shang)有上(shang)海康(kang)泰克、北京康(kang)拓(tuo)和研華、艾訊等。
PLC和工(gong)控機(ji)在其技(ji)術(shu)(shu)發(fa)展(zhan)的(de)歷程(cheng)中，為(wei)了適合工(gong)業現(xian)場應用(yong)的(de)需要(yao)(yao)和用(yong)戶二次開發(fa)的(de)需要(yao)(yao)，都(dou)積極地發(fa)展(zhan)高(gao)可靠(kao)性、網絡(luo)(luo)化和高(gao)性能的(de)用(yong)戶開發(fa)軟件方面(mian)的(de)技(ji)術(shu)(shu)性能。以下將重(zhong)點(dian)介紹PLC和工(gong)控機(ji)在硬(ying)件、軟件和網絡(luo)(luo)方面(mian)技(ji)術(shu)(shu)應用(yong)現(xian)狀和發(fa)展(zhan)趨(qu)勢。
二、PLC和工控機的硬件技術現狀和發展
PLC和工(gong)控機的最(zui)終用(yong)戶為冶金、采礦、水泥、石(shi)油、化工(gong)、電力、機械制造、汽車、裝(zhuang)卸、造紙、紡織、環保(bao)等行業(ye)，其主要的用(yong)途為：
1、順序控制
順序控制是應用最廣泛的(de)領域，它包括單機(ji)控制、多機(ji)群控制、自動生產(chan)線控制，如注塑機(ji)、印刷機(ji)械、訂書機(ji)械、切紙機(ji)械、組合機(ji)床、磨床、裝(zhuang)配機(ji)械、包裝(zhuang)生產(chan)、電鍍流水線和電梯控制等。
2、運動控制
應(ying)用在(zai)電力拖動系統(tong)或(huo)伺服(fu)電機的(de)單軸(zhou)或(huo)多軸(zhou)位置控制(zhi)。
3、過程控制
采(cai)用模擬(ni)量模塊能(neng)控制物(wu)理參(can)數，例(li)如(ru)溫度、壓力、速(su)度和流量等(deng)，并提供PID等(deng)閉環控制的功(gong)能(neng)。
4、數據處理
可(ke)以支(zhi)持數控機(ji)床的控制和管理、多軸控制等。
由于自動(dong)化系統(tong)(tong)的(de)要求日益(yi)提(ti)高(gao)，傳(chuan)統(tong)(tong)的(de)提(ti)供I/O點服務的(de)PLC和工控機(ji)已經(jing)無法滿足(zu)復雜(za)的(de)工藝要求。因此，PLC和工控機(ji)在(zai)硬件系統(tong)(tong)上有了根本(ben)的(de)變化。
PLC系(xi)統在模塊上的技(ji)術發展(zhan)有：
1、處理器模塊
配(pei)備大容量(liang)內存，為滿足實時控制(zhi)(zhi)的(de)要(yao)求而優(you)化設(she)計，除(chu)了一般的(de)I/O掃(sao)描(miao)和(he)控制(zhi)(zhi)、遠程數據交換外，支持(chi)大型的(de)集成控制(zhi)(zhi)、通訊、并行運算、處(chu)理器(qi)(qi)獨立后臺程序和(he)處(chu)理器(qi)(qi)輸入中(zhong)斷等功能。如A-B公(gong)司的(de)ControlLogix處(chu)理器(qi)(qi)模塊在它的(de)內核中(zhong)設(she)計有通信功能，借助于它的(de)無源數據總(zong)線，系統的(de)瓶頸得以(yi)消除(chu)。這種靈活(huo)的(de)結構允許多個處(chu)理器(qi)(qi)、網絡以(yi)及I/O在一個機架中(zhong)搭配(pei)使用而沒有限制(zhi)(zhi)。
2、信息協處理器模塊(kuai)
讀取主處理(li)器(qi)的數(shu)據(ju)表和狀態文件，或(huo)通(tong)過高(gao)級(ji)語(yu)言程序(xu)將數(shu)據(ju)寫入(ru)主處理(li)器(qi)，程序(xu)可以在實時多任務環(huan)境下以及獨立于PLC處理(li)器(qi)的方法(fa)，單獨在協處理(li)器(qi)中運(yun)行。
3、高級語(yu)言協處理器
通過C和Basic的接(jie)口來(lai)進行復(fu)雜的計算和算法實(shi)現。
4、網絡適配模塊
在現(xian)場總線與處(chu)理器之間提(ti)供通訊接(jie)口，以便PLC處(chu)理器和I/O模(mo)塊進行遠程的數據(ju)交換。
5、具有特殊功能(neng)的I/O模塊
如A-B公(gong)司(si)在(zai)其產品中提供了智(zhi)能(neng)(neng)變(bian)送器模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)、溫度控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)、稱重模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)、開環(huan)速度控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)、塑(su)料(liao)制(zhi)(zhi)(zhi)造模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)、力矩控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)、絕(jue)對編(bian)碼(ma)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)、可組態流量計模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)、電(dian)流同步(bu)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)等。這些模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)的設計考慮了特殊(shu)行業的需(xu)要，使(shi)得復雜的控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)功能(neng)(neng)以(yi)模(mo)(mo)塊(kuai)(kuai)(kuai)化的方式得以(yi)解(jie)決，提高了可靠性和專業水平。
同樣，工(gong)(gong)控(kong)機(ji)(ji)(ji)也從(cong)I/O板卡的(de)(de)(de)基礎上飛速(su)向前發展，大規模集(ji)成電路和(he)計算機(ji)(ji)(ji)本身的(de)(de)(de)革命性發展給(gei)工(gong)(gong)控(kong)機(ji)(ji)(ji)提供了(le)舞(wu)臺。工(gong)(gong)控(kong)機(ji)(ji)(ji)系(xi)列產品除了(le)全系(xi)列的(de)(de)(de)I/O板卡外(wai)，還發展了(le)一體(ti)化工(gong)(gong)作(zuo)站、帶電子(zi)盤的(de)(de)(de)工(gong)(gong)控(kong)機(ji)(ji)(ji)、遠程RTU、適(shi)用(yong)于(yu)儀(yi)表行業(ye)的(de)(de)(de)微型工(gong)(gong)控(kong)機(ji)(ji)(ji)、適(shi)用(yong)于(yu)視(shi)頻和(he)多媒體(ti)行業(ye)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)控(kong)機(ji)(ji)(ji)、適(shi)用(yong)于(yu)通訊行業(ye)的(de)(de)(de)帶監控(kong)液晶屏的(de)(de)(de)工(gong)(gong)控(kong)機(ji)(ji)(ji)、與PLC合一的(de)(de)(de)特殊工(gong)(gong)控(kong)機(ji)(ji)(ji)以及防(fang)爆型工(gong)(gong)控(kong)機(ji)(ji)(ji)。
工業現場(chang)的(de)(de)(de)應用環境要求(qiu)(qiu)PLC和(he)(he)工控機具有(you)很高的(de)(de)(de)可靠(kao)性，而可靠(kao)性是(shi)靠(kao)電磁(ci)兼容(rong)特(te)性（EMC）和(he)(he)容(rong)錯技(ji)術來(lai)保(bao)(bao)證的(de)(de)(de)。PLC和(he)(he)工控機要經過嚴(yan)格(ge)的(de)(de)(de)電磁(ci)兼容(rong)檢(jian)(jian)測(ce)，如輻射敏感度檢(jian)(jian)測(ce)、諧波(bo)/電壓波(bo)動/電壓驟降檢(jian)(jian)測(ce)、靜電/快(kuai)速脈沖/雷擊檢(jian)(jian)測(ce)、電磁(ci)干(gan)擾檢(jian)(jian)測(ce)等。EMC保(bao)(bao)證了(le)設(she)備(bei)在本(ben)質上的(de)(de)(de)抗干(gan)擾特(te)性。但是(shi)，要保(bao)(bao)證控制設(she)備(bei)不(bu)(bu)出(chu)故障是(shi)不(bu)(bu)可能的(de)(de)(de)。因此(ci)，采用容(rong)錯設(she)計(ji)的(de)(de)(de)系統(tong)(tong)對要求(qiu)(qiu)不(bu)(bu)能停機、不(bu)(bu)能失控的(de)(de)(de)高可靠(kao)系統(tong)(tong)是(shi)十分重要的(de)(de)(de)。目前(qian)重要的(de)(de)(de)容(rong)錯設(she)計(ji)技(ji)術有(you)Watchdog和(he)(he)雙機熱(re)備(bei)（包(bao)(bao)括主機、模塊和(he)(he)通訊介(jie)質的(de)(de)(de)熱(re)備(bei)）。熱(re)備(bei)系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)工作對用戶來(lai)說(shuo)是(shi)透明的(de)(de)(de)：即當故障發生時，所有(you)對故障點的(de)(de)(de)切除和(he)(he)數據的(de)(de)(de)備(bei)份都是(shi)在最短的(de)(de)(de)控制周期內自(zi)動完成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)。此(ci)項(xiang)技(ji)術的(de)(de)(de)完成(cheng)(cheng)包(bao)(bao)括了(le)設(she)備(bei)硬件(jian)(jian)和(he)(he)軟件(jian)(jian)二個方(fang)面。圖(tu)2給出(chu)了(le)PLC雙機冗余系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)結構(gou)。
圖2 PLC雙機冗余(yu)系統結構
三、PLC和工控機的軟件特性
PLC、工(gong)控(kong)機(ji)(ji)和(he)(he)現場總線為工(gong)業(ye)自動化提供了很好的(de)(de)(de)(de)底(di)層控(kong)制(zhi)(zhi)硬(ying)件(jian)(jian)基(ji)礎。隨著軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)技術的(de)(de)(de)(de)迅猛發展，控(kong)制(zhi)(zhi)軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)不再是單調的(de)(de)(de)(de)數字和(he)(he)菜單操作界(jie)面(mian)(mian)，而(er)是圖形化的(de)(de)(de)(de)人(ren)機(ji)(ji)交互(hu)工(gong)具。好的(de)(de)(de)(de)工(gong)控(kong)軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)包括了從底(di)層的(de)(de)(de)(de)數據(ju)采集(ji)、數據(ju)庫(ku)、控(kong)制(zhi)(zhi)邏(luo)輯運算到高層的(de)(de)(de)(de)人(ren)機(ji)(ji)圖形界(jie)面(mian)(mian)(MMI)。這(zhe)里，我(wo)們(men)從工(gong)控(kong)軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)體系結構(gou)而(er)不是個別軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)功能的(de)(de)(de)(de)角度介紹(shao)PLC和(he)(he)工(gong)控(kong)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)應用軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)應該具備(bei)的(de)(de)(de)(de)特性(xing)。
微軟為制(zhi)造(zao)業的分布式(shi)網絡結構(gou)提(ti)出(chu)了(le)一(yi)個功能(neng)強大的概念，它(ta)包括(kuo)了(le)企業資(zi)源(yuan)(yuan)規劃（ERP）和(he)制(zhi)造(zao)資(zi)源(yuan)(yuan)規劃（MRP）的主要(yao)功能(neng)、控(kong)制(zhi)、人機界(jie)面與數據采集和(he)監控(kong)（SCADA）、制(zhi)造(zao)執行(xing)系統（MES）、批量控(kong)制(zhi)與設備界(jie)面等，但它(ta)們同(tong)時增加了(le)用(yong)戶成(cheng)本(ben)以(yi)及(ji)共享(xiang)數據的難度。
因此，在(zai)1998年(nian)，微軟公司引入了Windows分布式互連網絡(luo)應用(yong)的(de)(de)概念，簡(jian)稱Windows DNA。它是在(zai)企業內將各(ge)種商業應用(yong)軟件(jian)進(jin)行無縫連接的(de)(de)一種結構。這種結構可以使(shi)制造業的(de)(de)軟件(jian)開發商開發出強壯的(de)(de)、具(ju)有多種特性的(de)(de)產品，并(bing)使(shi)最終用(yong)戶(hu)將其各(ge)自獨立(li)的(de)(de)制造和(he)商業軟件(jian)應用(yong)集成到一個數(shu)字神經系統中(zhong)去。
各個(ge)控制設備生產廠家如羅克韋(wei)爾自(zi)動化(hua)公(gong)司，通過(guo)其產品和與微軟(ruan)(ruan)的(de)(de)合作(zuo)，正在(zai)將Windows DNA結構引入制造業(ye)。這些(xie)公(gong)司在(zai)制造業(ye)軟(ruan)(ruan)件開發過(guo)程中具有自(zi)己的(de)(de)策略框(kuang)架，如羅克韋(wei)爾互聯(lian)網應(ying)用結構，或稱RNA，就(jiu)是與微軟(ruan)(ruan)提出的(de)(de)為企業(ye)定義(yi)的(de)(de)DNA結構緊(jin)密平(ping)行的(de)(de)一種。
建立(li)在微軟(ruan)的Windows NT和(he)Windows 9X操(cao)作系統和(he)用戶接受的微軟(ruan)Office套件、微軟(ruan)BackOffice工(gong)具的基礎上，微軟(ruan)公司于1998年引入了DNA結構。Windows DNA立(li)刻被采納(na)為連接在一個單獨的企業分布式大系統中多種(zhong)產品的策略結構。
DNA包含了傳統(tong)(tong)的(de)計算機(ji)系(xi)統(tong)(tong)并允許組(zu)成可變結構的(de)Client/Sever系(xi)統(tong)(tong)，該系(xi)統(tong)(tong)可以(yi)提高技術等級以(yi)及進(jin)行應用革新。Windows DNA的(de)關鍵(jian)元素包括工具、集(ji)成存(cun)儲、商務(wu)過(guo)程、用戶界面(mian)和導航(hang)。更詳(xiang)細地(di)說(shuo)，DNA具有(you)如下特(te)征：
公共的(de)操作系統(tong)和網絡；
公共數據訪問；
BackOffice工具和服務；
公共的應用底層結構；
與微軟(ruan)的Office應用(yong)集成(cheng)；
強有力的開發工具；
可遺傳(chuan)的系統集(ji)成(cheng)工具；
正如微軟定義的(de)那樣，制造(zao)業的(de)Windows DNA包含了企(qi)業資(zi)源規劃(hua)/制造(zao)資(zi)源規劃(hua)，控制(不論其為分布式、基于(yu)(yu)PC的(de)或PLC)、人機接口和(he)SCADA，制造(zao)執行系統、批處理和(he)設備接口。沒(mei)有制造(zao)業的(de)DNA，那么在這些應用功(gong)能(neng)之間的(de)鴻(hong)溝(gou)只能(neng)由(you)用戶(hu)界面和(he)驅(qu)動(dong)設備來填(tian)補。這將會使業主(zhu)系統的(de)成本增加，并(bing)且由(you)于(yu)(yu)數據(ju)格式問題而很難(nan)共(gong)享數據(ju)。
早在(zai)(zai)80年(nian)代中期(qi)，羅(luo)克(ke)韋爾(er)自動(dong)化在(zai)(zai)其(qi)CIM版本中首(shou)先確定了將工廠底層(ceng)與上(shang)(shang)位(wei)計算機(ji)系統連(lian)接(jie)的需求。但是，直到現(xian)在(zai)(zai)實現(xian)以(yi)上(shang)(shang)概念的軟件和(he)硬件的核心(xin)技術才成熟，它們包括商業方面的應用如(ru)數據采集和(he)監控(kong)、人(ren)機(ji)界面（HMI）、批(pi)量控(kong)制（Batch）、MES、ERP接(jie)口、基于(yu)PC總線(xian)的控(kong)制和(he)通訊。
以RNA結(jie)構為(wei)例，它(ta)包括(kuo)了：
1、操作系統平臺
包(bao)括(kuo)了從(cong)最早的Win3.1環境的人(ren)機(ji)界面和編(bian)程(cheng)軟(ruan)(ruan)件(jian)到Windows NT開發全功能人(ren)機(ji)界面。隨(sui)著Windows CE的到來(lai)，一些公司正計(ji)劃提供基于(yu)CE的全套的PLC編(bian)程(cheng)、人(ren)機(ji)界面和控制軟(ruan)(ruan)件(jian)。
2、COM和DCOM
建立(li)COM（組(zu)件(jian)(jian)對象(xiang)模型）和(he)(he)DCOM（分布式組(zu)件(jian)(jian)對象(xiang)模型）使得產(chan)品具有互操作性、擴展性和(he)(he)靈活(huo)性。COM與(yu)其(qi)(qi)它(ta)工控(kong)軟(ruan)件(jian)(jian)產(chan)品的結合增加(jia)了(le)提供(gong)集成套裝軟(ruan)件(jian)(jian)（ProcessPak和(he)(he)ControlPak）的能力(li)，還增加(jia)了(le)各獨立(li)軟(ruan)件(jian)(jian)的模塊化程度(du)和(he)(he)促進某公司產(chan)品與(yu)其(qi)(qi)它(ta)廠家產(chan)品的集成能力(li)。例如，羅克韋爾軟(ruan)件(jian)(jian)RS SQL是(shi)一個數據(ju)登入和(he)(he)傳送處(chu)理(li)的系(xi)統，采用(yong)COM技術提供(gong)連接控(kong)制系(xi)統和(he)(he)企業數據(ju)庫系(xi)統的雙向聯系(xi)，是(shi)支持制造(zao)業DNA數據(ju)庫環境的版本。
3、Visual Basic的(de)應用
微軟(ruan)(ruan)認為VB是(shi)在DNA框架內實(shi)現內部(bu)集(ji)成的(de)(de)(de)關鍵技術。VBA為DNA結(jie)構(gou)提(ti)(ti)供了(le)三大益處，首(shou)先，它為最(zui)終用(yong)(yong)戶提(ti)(ti)供不(bu)需要學習特定語言而(er)能編制自己的(de)(de)(de)實(shi)際應用(yong)(yong)程序的(de)(de)(de)標準方法；其(qi)(qi)次(ci)，VBA提(ti)(ti)供了(le)多(duo)個應用(yong)(yong)間共享(xiang)數據或集(ji)成功能的(de)(de)(de)方法，例(li)如(ru)，它允許(xu)人機界面軟(ruan)(ruan)件(jian)可以利用(yong)(yong)微軟(ruan)(ruan)的(de)(de)(de)Excel表格的(de)(de)(de)功能，這(zhe)是(shi)一個系(xi)(xi)統模型公司的(de)(de)(de)產(chan)(chan)品(pin)(pin)，具(ju)有(you)計(ji)算功能和生產(chan)(chan)計(ji)劃功能；最(zui)后，最(zui)終用(yong)(yong)戶如(ru)將(jiang)內嵌VBA產(chan)(chan)品(pin)(pin)集(ji)成到基于DNA的(de)(de)(de)制造信息系(xi)(xi)統，它能夠(gou)使(shi)目前(qian)工業界眾多(duo)使(shi)用(yong)(yong)VB作(zuo)為系(xi)(xi)統快速開發工具(ju)的(de)(de)(de)工程師們提(ti)(ti)升其(qi)(qi)軟(ruan)(ruan)件(jian)產(chan)(chan)品(pin)(pin)。
4、ActiveX
ActiveX技(ji)術(shu)的應(ying)用(yong)日益廣泛，許(xu)多廠商推出的產(chan)品都支持ActiveX。羅(luo)克(ke)韋爾軟(ruan)件(jian)公司首先為制(zhi)造(zao)工(gong)業的應(ying)用(yong)軟(ruan)件(jian)引入了(le)ActiveX技(ji)術(shu)，并且是(shi)第一個授(shou)權(quan)的軟(ruan)件(jian)開發商，同時(shi)能將VBA嵌入到核心產(chan)品中去。
5、OPC－過程控制OLE
DDE是微軟(ruan)為(wei)front-office應(ying)(ying)用開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)共享小量相(xiang)對不(bu)變的(de)(de)(de)數據的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)。與DDE不(bu)同，過(guo)程(cheng)控制(zhi)OLE技(ji)術(shu)面向制(zhi)造環境的(de)(de)(de)控制(zhi)性(xing)能、結構和(he)可靠性(xing)而(er)設(she)計(ji)。微軟(ruan)的(de)(de)(de)制(zhi)造業DNA確(que)定了設(she)備、控制(zhi)應(ying)(ying)用和(he)商業應(ying)(ying)用間應(ying)(ying)該具(ju)有(you)開(kai)放性(xing)和(he)互(hu)操作性(xing)接口特征（OPC）。羅克(ke)韋爾是OPC組(zu)織制(zhi)定者和(he)主(zhu)要開(kai)發(fa)者。OPC負責建立基(ji)于(yu)(yu)COM技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用規范(fan)，它允許所有(you)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用程(cheng)序(xu)采用同樣的(de)(de)(de)基(ji)于(yu)(yu)COM技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)接口去訪問數據，簡化了數據的(de)(de)(de)采集和(he)共享方法。
根據以上要(yao)求采用(yong)了制(zhi)造業DNA的(de)許(xu)多(duo)技術后，羅(luo)克韋爾還(huan)提(ti)供(gong)面向企業和工(gong)業的(de)集成軟(ruan)(ruan)件包，如用(yong)于批量控(kong)(kong)制(zhi)的(de)RSBatch、RSView32、RSLogix等(deng)可用(yong)于對功能框圖進行(xing)編程。它們(men)也利用(yong)COM集成、VBA和OPC為應(ying)用(yong)間提(ti)供(gong)互(hu)操作性和與企業的(de)其它層連接。控(kong)(kong)制(zhi)軟(ruan)(ruan)件包還(huan)為連接I/O、PC總線的(de)控(kong)(kong)制(zhi)、編程、VBA和COM對象提(ti)供(gong)相(xiang)同的(de)互(hu)操作性。
制造業(ye)信(xin)(xin)息技術的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)高境界(jie)是采用(yong)(yong)無縫連接、投資有(you)(you)效、規模(mo)靈(ling)活和兼顧未來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)發展的(de)(de)(de)(de)(de)思(si)想(xiang)并(bing)在(zai)企業(ye)內共(gong)享從工廠(chang)底(di)層采集的(de)(de)(de)(de)(de)數據。RNA的(de)(de)(de)(de)(de)技術保(bao)證了其用(yong)(yong)戶用(yong)(yong)他們的(de)(de)(de)(de)(de)現有(you)(you)軟件(jian)去(qu)實(shi)現基于(yu)DNA的(de)(de)(de)(de)(de)環境。只有(you)(you)當企業(ye)能夠(gou)得到足夠(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)息以制定更好的(de)(de)(de)(de)(de)決策、將(jiang)其供應渠道和運作(zuo)(zuo)結合起來(lai)，才(cai)能使其整(zheng)個(ge)系統(tong)更接近用(yong)(yong)戶。雖然(ran)計算(suan)機硬件(jian)和網絡技術已有(you)(you)很大發展，在(zai)軟件(jian)領域仍還有(you)(you)很多的(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)要(yao)做。
四、PLC和工控機的網絡特性
現(xian)(xian)場總(zong)線技(ji)術(shu)是工(gong)業自動化最深(shen)刻(ke)變革(ge)之一(yi)。PLC和(he)工(gong)控(kong)機采用(yong)現(xian)(xian)場總(zong)線后(hou)可方便地(di)作(zuo)為I/O站和(he)監(jian)控(kong)站連(lian)接在(zai)DCS系(xi)統中(zhong)。現(xian)(xian)場總(zong)線是一(yi)種取(qu)代4～20mA標準，用(yong)于連(lian)接智(zhi)能現(xian)(xian)場設(she)備(bei)和(he)控(kong)制設(she)備(bei)的雙向數字通訊技(ji)術(shu)，現(xian)(xian)場總(zong)線具有開(kai)放性和(he)互操作(zuo)性，它使得一(yi)些(xie)控(kong)制功能下(xia)移到現(xian)(xian)場設(she)備(bei)中(zhong)。
現場(chang)總(zong)線還可以(yi)處理復雜(za)的(de)(de)事情：本質安(an)全、危險場(chang)合、多變量的(de)(de)過(guo)程以(yi)及法規要求嚴(yan)格的(de)(de)環境。PLC和(he)工控機采用現場(chang)總(zong)線有以(yi)下益處：
1、互操作性
互(hu)操作(zuo)性(xing)定義(yi)為在沒有任何功能損失的(de)(de)(de)條(tiao)件下，不同廠(chang)家的(de)(de)(de)多(duo)個(ge)設備可以(yi)工作(zuo)在一個(ge)系統中(zhong)，互(hu)操作(zuo)性(xing)允(yun)許工廠(chang)工程(cheng)師(shi)可在相(xiang)同的(de)(de)(de)現場總線(xian)(xian)中(zhong)集成不同廠(chang)家的(de)(de)(de)設備，也(ye)允(yun)許工程(cheng)師(shi)用別的(de)(de)(de)廠(chang)家的(de)(de)(de)設備來替換一臺(tai)現場總線(xian)(xian)設備。
2、更低的安裝費用
現(xian)場(chang)總線(xian)(xian)(xian)將極大地(di)降(jiang)低工(gong)廠(chang)最初(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)費(fei)(fei)用(yong)，包括簡(jian)化接(jie)線(xian)(xian)(xian)、更(geng)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)線(xian)(xian)(xian)端(duan)子排和(he)簡(jian)化了(le)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)儀(yi)表選型(xing)。此外(wai)，減(jian)少(shao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)費(fei)(fei)用(yong)還有：簡(jian)化了(le)圖紙(zhi)、簡(jian)化了(le)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)程實施、減(jian)少(shao)了(le)用(yong)于(yu)連線(xian)(xian)(xian)、接(jie)線(xian)(xian)(xian)柜和(he)接(jie)線(xian)(xian)(xian)盒的(de)(de)(de)(de)(de)(de)費(fei)(fei)用(yong)。通過把控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)功能轉移到現(xian)場(chang)，控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)費(fei)(fei)用(yong)也降(jiang)低了(le)：減(jian)少(shao)了(le)DCS所需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空間(jian)，減(jian)少(shao)了(le)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)I/O點(dian)數(shu)，減(jian)少(shao)了(le)機柜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)空間(jian)和(he)I/O接(jie)線(xian)(xian)(xian)端(duan)子排。現(xian)場(chang)總線(xian)(xian)(xian)將能提供在(zai)線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)遠方數(shu)字通訊(xun)，可用(yong)來實現(xian)更(geng)快的(de)(de)(de)(de)(de)(de)調(diao)試(shi)、更(geng)快的(de)(de)(de)(de)(de)(de)診斷，降(jiang)低安裝和(he)調(diao)試(shi)設備的(de)(de)(de)(de)(de)(de)人工(gong)費(fei)(fei)用(yong)。
3、更低的維護費用
現(xian)場總(zong)線(xian)將擴大操作人員觀(guan)察整個過程的視角，這樣，可以(yi)方便(bian)和有效地進行維(wei)護和過程管理，加快查找(zhao)和消(xiao)除(chu)故障的速度。現(xian)場總(zong)線(xian)可以(yi)實(shi)現(xian)在線(xian)診斷(duan)，更方便(bian)的標定(ding)和預測維(wei)護性。
4、改進性能
隨著(zhu)控制功(gong)能從(cong)DCS轉(zhuan)移到(dao)單獨的(de)控制回路，由于就(jiu)地控制更(geng)快，更(geng)準確，系統的(de)集成(cheng)度和可靠性也(ye)增加了(le)。現場(chang)總線還能充(chong)分利用(yong)具有多傳(chuan)感器設備的(de)優(you)點，因(yin)為在一對導(dao)線上允許多個信(xin)息流動(dong)。
由于現(xian)場總線使(shi)得更(geng)容易從(cong)現(xian)場獲取設備信息，工廠操作員和(he)(he)管(guan)理(li)人(ren)員能夠(gou)對其過程進行更(geng)嚴格(ge)的(de)控制(zhi)，從(cong)而(er)改進性(xing)能、增加過程的(de)可(ke)用(yong)性(xing)和(he)(he)一(yi)致性(xing)。
現(xian)場(chang)(chang)總(zong)線(xian)不僅是一種信號通訊協議，還是一種全新的(de)控(kong)制過程的(de)方法。目前，在PLC和(he)工(gong)控(kong)中(zhong)使用的(de)主流現(xian)場(chang)(chang)總(zong)線(xian)協議有西(xi)門子的(de)ProfiBus，羅克韋爾自動(dong)化的(de)ControlNet和(he)DeviceNet以(yi)及基金會現(xian)場(chang)(chang)總(zong)線(xian)FF等。以(yi)下(xia)以(yi)ControlNet和(he)DeviceNet為(wei)例介(jie)紹(shao)工(gong)業自動(dong)化中(zhong)的(de)網絡體系結構和(he)通訊技術。
控制網(wang)（ControlNet）是(shi)近年來推(tui)出的一(yi)種新的面向(xiang)控制層的實時性(xing)(xing)(xing)現場總線網(wang)絡，在同(tong)一(yi)物理介質鏈路上提供時間(jian)關(guan)鍵性(xing)(xing)(xing)I/O數據和(he)(he)報文數據，包括(kuo)程(cheng)序的上載/下載，組態數據和(he)(he)點對點的報文傳遞等通訊支持，是(shi)具(ju)有高(gao)度(du)確定性(xing)(xing)(xing)、可重復的高(gao)速控制和(he)(he)數據采集的網(wang)絡，I/O性(xing)(xing)(xing)能和(he)(he)端(duan)到端(duan)通訊性(xing)(xing)(xing)能都較傳統網(wang)絡有較大提高(gao)。
ControlNet是(shi)基于(yu)生產者/消(xiao)費(fei)者（Producer/ Consumer）模式的網(wang)絡(luo)，允許在同(tong)一鏈路上有多個主控制器(qi)共存，支持(chi)輸入(ru)數據或點對點信息的多路發送，大(da)大(da)減(jian)少了(le)網(wang)絡(luo)上的交通量，提高了(le)網(wang)絡(luo)效率和網(wang)絡(luo)性(xing)能。
ControlNet 是高度確(que)定(ding)性(xing)(xing)、可(ke)重復(fu)(fu)的(de)(de)網(wang)(wang)絡。所謂確(que)定(ding)性(xing)(xing)就是預見數(shu)據(ju)何(he)時(shi)能夠可(ke)靠傳輸(shu)到目標(biao)的(de)(de)能力，而可(ke)重復(fu)(fu)性(xing)(xing)則是指數(shu)據(ju)的(de)(de)傳輸(shu)時(shi)間(jian)不受(shou)網(wang)(wang)絡節點添加/刪除情況(kuang)或(huo)(huo)網(wang)(wang)絡繁(fan)忙狀況(kuang)影(ying)響(xiang)而保持恒定(ding)的(de)(de)能力。在實(shi)際(ji)應(ying)(ying)用中(zhong)，通(tong)過網(wang)(wang)絡組態(tai)時(shi)選(xuan)擇性(xing)(xing)設定(ding)有(you)(you)計劃I/O分組或(huo)(huo)互鎖時(shi)間(jian)，這些要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)能得(de)到更進一(yi)步(bu)的(de)(de)保證。因此，ControlNet非常適用于一(yi)些控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)關系有(you)(you)復(fu)(fu)雜關聯(lian)，要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)信息(xi)同步(bu)、協調實(shi)時(shi)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)、數(shu)據(ju)傳輸(shu)速度要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)較(jiao)高的(de)(de)應(ying)(ying)用場(chang)(chang)合(he)(he)。如協同工作(zuo)的(de)(de)驅動系統(tong)，焊接(jie)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，運動控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，視覺系統(tong)，復(fu)(fu)雜的(de)(de)批次控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)，有(you)(you)大量數(shu)據(ju)傳送(song)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)過程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系統(tong)，有(you)(you)多(duo)個控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器和(he)(he)人(ren)機(ji)界面共存(cun)的(de)(de)系統(tong)等(deng)(deng)。對于有(you)(you)多(duo)個基于PC的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器之(zhi)間(jian)，不同PLC之(zhi)間(jian)或(huo)(huo)PLC和(he)(he)DCS之(zhi)間(jian)存(cun)在通(tong)訊(xun)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)的(de)(de)場(chang)(chang)合(he)(he)， ControlNet非常適用。ControlNet允許(xu)多(duo)個各自擁有(you)(you)自己(ji)獨立(li)或(huo)(huo)共享的(de)(de)I/O的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)器之(zhi)間(jian)相互通(tong)訊(xun)或(huo)(huo)以(yi)靈活的(de)(de)互鎖方(fang)式組織。由于其突出的(de)(de)實(shi)時(shi)性(xing)(xing)、確(que)定(ding)性(xing)(xing)、可(ke)選(xuan)的(de)(de)本征(zheng)安全等(deng)(deng)特性(xing)(xing)，越來(lai)越多(duo)地應(ying)(ying)用于過程(cheng)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)等(deng)(deng)要(yao)(yao)(yao)(yao)求(qiu)較(jiao)高的(de)(de)應(ying)(ying)用場(chang)(chang)合(he)(he)。
ControlNet是(shi)開(kai)放的(de)現場(chang)總線，截止1999年底在全(quan)世界范圍內已經擁有(you)包括Rockwell Autom-ation、ABB、Honeywell等近70家著(zhu)名廠商組成(cheng)的(de)成(cheng)員單位，由獨立國際組織(zhi)——控制網國際（ControlNet International）負責(ze)管理，該組織(zhi)旨在維護和發行ControlNet技(ji)術規范，管理成(cheng)員單位的(de)共同的(de)市場(chang)推廣工作(zuo)。同時提(ti)供各個廠商產品之(zhi)間(jian)的(de)一致性和互(hu)操作(zuo)性測試服務，保證 ControlNet的(de)開(kai)放性。
控(kong)制網(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)訊(xun)(xun)(xun)是基(ji)于一(yi)種全(quan)新的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)訊(xun)(xun)(xun)模(mo)式：生產(chan)者(zhe)/消費者(zhe)通(tong)訊(xun)(xun)(xun)模(mo)式。工業控(kong)制要求控(kong)制網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)提供(gong)越(yue)來越(yue)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)生產(chan)率(lv)、更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)系統(tong)性(xing)能(neng)，同時(shi)(shi)又提供(gong)確定性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)、可重復(fu)的(de)(de)(de)(de)(de)、可估計的(de)(de)(de)(de)(de)設備間通(tong)訊(xun)(xun)(xun)。單純提高(gao)(gao)波特(te)率(lv)或(huo)(huo)單純提高(gao)(gao)協議(yi)效率(lv)，都不(bu)(bu)能(neng)從根本(ben)上解決問題。傳(chuan)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)通(tong)訊(xun)(xun)(xun)模(mo)型是源(yuan)/目的(de)(de)(de)(de)(de)型或(huo)(huo)者(zhe)稱點到點的(de)(de)(de)(de)(de)通(tong)訊(xun)(xun)(xun)方(fang)式，這種方(fang)式的(de)(de)(de)(de)(de)優點是通(tong)訊(xun)(xun)(xun)的(de)(de)(de)(de)(de)內容和形式都十分(fen)明確，在傳(chuan)送的(de)(de)(de)(de)(de)報文中都包含了(le)明確的(de)(de)(de)(de)(de)源(yuan)和地址信息，但是在源(yuan)/目的(de)(de)(de)(de)(de)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)模(mo)式下，當(dang)同一(yi)數據源(yuan)上的(de)(de)(de)(de)(de)數據向網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)上其它多(duo)個節點發送數據時(shi)(shi)，必須經過多(duo)次才能(neng)實現，這就大大增加了(le)網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)的(de)(de)(de)(de)(de)負擔，降低了(le)通(tong)訊(xun)(xun)(xun)的(de)(de)(de)(de)(de)效率(lv)。另外，由于數據到達不(bu)(bu)同網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)節點的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間可能(neng)因網(wang)(wang)絡(luo)(luo)(luo)上節點數目的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同而(er)變(bian)化，不(bu)(bu)同節點之間的(de)(de)(de)(de)(de)同步就變(bian)得(de)困難(nan)，通(tong)訊(xun)(xun)(xun)的(de)(de)(de)(de)(de)實時(shi)(shi)性(xing)不(bu)(bu)能(neng)得(de)到保障(zhang)。
不(bu)同(tong)于以(yi)往的(de)通訊(xun)模(mo)式(shi)，生產(chan)者/消費(fei)者模(mo)式(shi)允許(xu)網(wang)絡(luo)上(shang)的(de)不(bu)同(tong)節點(dian)同(tong)時存取(qu)同(tong)一(yi)個(ge)(ge)源的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)。在生產(chan)者/消費(fei)者模(mo)式(shi)下(xia)，數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)被(bei)分配一(yi)個(ge)(ge)唯(wei)一(yi)的(de)標(biao)識(shi)，根據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)具體的(de)標(biao)識(shi)，網(wang)絡(luo)上(shang)多個(ge)(ge)不(bu)同(tong)的(de)節點(dian)可以(yi)接收(shou)(shou)到來(lai)自同(tong)一(yi)發送(song)者的(de)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)，其結果是，數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)傳輸更(geng)為經濟(ji)，每個(ge)(ge)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)源一(yi)次性把數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)發送(song)到網(wang)絡(luo)，其它節點(dian)選擇性的(de)收(shou)(shou)取(qu)這些(xie)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)，不(bu)浪費(fei)帶寬，提(ti)高(gao)了系統生產(chan)率，通訊(xun)效率提(ti)高(gao)，數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)只(zhi)須產(chan)生一(yi)次，不(bu)管有多少個(ge)(ge)節點(dian)需要接收(shou)(shou)這個(ge)(ge)數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)。數(shu)(shu)(shu)據(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)經過同(tong)樣的(de)時間傳送(song)到不(bu)同(tong)的(de)節點(dian)，可以(yi)實(shi)現通訊(xun)的(de)精確(que)同(tong)步。
DeviceNet是一種用(yong)于連接工業設(she)備(如限位開關、光電傳感(gan)器、閥(fa)門、電動(dong)機啟(qi)動(dong)器、過程傳感(gan)器、條(tiao)型(xing)碼讀(du)入器、變頻器、屏幕顯示和操(cao)作(zuo)界面等)與網絡的(de)現場總線，其特點是成本低、開發容易、支持的(de)廠(chang)家多(duo)并(bing)且不需要昂貴的(de)連接線路(lu)。
DeviceNet是(shi)一(yi)個開(kai)放式(shi)的(de)協議，它最初是(shi)由美國(guo)(guo)羅(luo)克韋爾(er)自(zi)動(dong)化公司開(kai)發應(ying)用(yong)。目前，DeviceNet技術(shu)屬“開(kai)放DeviceNet廠商(shang)協會”歸(gui)ODVA組(zu)織(zhi)(Open DeviceNet Vendor Associaiton)所有(you)(you)和推(tui)廣。ODVA在(zai)世界范圍擁有(you)(you)300多(duo)家著名自(zi)動(dong)化設備(bei)廠商(shang)的(de)會員（如羅(luo)克韋爾(er)自(zi)動(dong)化、ABB、歐(ou)姆龍）。中(zhong)國(guo)(guo)的(de)ODVA組(zu)織(zhi)由上(shang)海電器科學研究所牽頭成(cheng)立，目前正積極推(tui)廣該技術(shu)。設備(bei)廠商(shang)只要參加ODVA組(zu)織(zhi)，就可以(yi)得到有(you)(you)關DeviceNet協議標準，還可以(yi)加入產(chan)品(pin)討論組(zu)來(lai)得到產(chan)品(pin)開(kai)發的(de)幫助。DeviceNet產(chan)品(pin)的(de)開(kai)發并(bing)不復雜。設備(bei)DeviceNet是(shi)基于(yu)CAN的(de)技術(shu)。作為一(yi)種串行通訊技術(shu)，CAN是(shi)80年(nian)代中(zhong)后期適(shi)應(ying)汽(qi)車控制網絡化要求而(er)產(chan)生并(bing)迅速(su)發展(zhan)起來(lai)的(de)，并(bing)已成(cheng)為開(kai)放的(de)國(guo)(guo)際標準通訊協議（ISO 11898），在(zai)包括工業(ye)自(zi)動(dong)化在(zai)內的(de)眾多(duo)領域得到了廣泛的(de)應(ying)用(yong)。
DeviceNet在1994年(nian)問世，1995年(nian)成為開放協議，并由ODVA負責(ze)推(tui)廣，在北(bei)美(mei)及(ji)亞(ya)太地區都有日益(yi)廣泛的應用。DeviceNet網絡介質可采用五線(xian)制電纜，它包括(kuo)了二條信號線(xian)，二條24V電源(yuan)線(xian)和(he)一條屏(ping)蔽線(xian)。DeviceNet設備可以從(cong)網絡上(shang)直接(jie)獲得電源(yuan)，并能在線(xian)地從(cong)網絡上(shang)連接(jie)和(he)切下設備。
DeviceNet的應用(yong)優點有：
它是一種支(zhi)持多(duo)方廠家產品互操(cao)作的(de)開放(fang)式通(tong)訊(xun)標準；
能快速方便地安裝；
是(shi)一種考慮未(wei)來(lai)的設計，能(neng)根據擴展和(he)變化(hua)需要來(lai)方便地增加功能(neng)；
由(you)設備內部的智(zhi)能機制提高(gao)運行(xing)效率；
通(tong)過數據生成(cheng)源(yuan)/消費源(yuan)通(tong)訊(xun)結(jie)構提(ti)供高效的帶寬；
可不斷電地在線對(dui)設備組態和增加設備。
現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)網(wang)、智(zhi)(zhi)能化設備儀表(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展，不(bu)可(ke)避免地影響著DCS的(de)(de)(de)(de)(de)(de)體系(xi)(xi)結構，現(xian)在(zai)可(ke)以看(kan)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)(ge)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)趨勢是DCS的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進一(yi)步分(fen)散化。傳統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)DCS，在(zai)I/O控(kong)制(zhi)站這(zhe)一(yi)層仍(reng)然是一(yi)個(ge)(ge)集中(zhong)式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構，有(you)些系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)出于(yu)成本(ben)或其它方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考慮，將I/O控(kong)制(zhi)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規模做(zuo)得(de)很(hen)(hen)大。這(zhe)種(zhong)考慮包括：高性(xing)(xing)能CPU的(de)(de)(de)(de)(de)(de)價(jia)格己降(jiang)得(de)很(hen)(hen)低(di)，為(wei)了(le)(le)充(chong)(chong)分(fen)發揮(hui)CPU的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力，可(ke)以將一(yi)個(ge)(ge)I/O控(kong)制(zhi)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)數(shu)、回路(lu)數(shu)擴(kuo)充(chong)(chong)，以降(jiang)低(di)成本(ben)。但是這(zhe)種(zhong)設計提高了(le)(le)危險(xian)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)集中(zhong)度(du)，如(ru)果為(wei)了(le)(le)提高可(ke)靠性(xing)(xing)增加冗余措施，系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)成本(ben)仍(reng)然會上(shang)(shang)升，因此并不(bu)是一(yi)個(ge)(ge)理想的(de)(de)(de)(de)(de)(de)解決(jue)方案。從當(dang)前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展趨勢看(kan)，利用(yong)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)網(wang)和智(zhi)(zhi)能化設備、智(zhi)(zhi)能化儀表(biao)，加上(shang)(shang)通用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工控(kong)機完全可(ke)以組成一(yi)個(ge)(ge)小(xiao)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)DCS，這(zhe)就對傳統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)DCS提出了(le)(le)挑(tiao)(tiao)戰(zhan)，因為(wei)基于(yu)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)網(wang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)DCS具有(you)很(hen)(hen)多優越性(xing)(xing)，無(wu)論從系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本(ben)上(shang)(shang)、可(ke)靠性(xing)(xing)上(shang)(shang)，安裝使(shi)用(yong)、維(wei)護的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方便性(xing)(xing)及可(ke)擴(kuo)充(chong)(chong)性(xing)(xing)上(shang)(shang)都(dou)有(you)很(hen)(hen)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優勢。那么，傳統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)DCS將如(ru)何發展才能接受這(zhe)個(ge)(ge)挑(tiao)(tiao)戰(zhan)呢(ni)？
答案是明確的(de)(de)(de)，只有(you)在I/O控(kong)制(zhi)(zhi)站這一層(ceng)(ceng)進一步分(fen)散化，采(cai)用現(xian)場總線(xian)網(wang)(wang)(wang)技術，形(xing)成(cheng)以現(xian)場總線(xian)網(wang)(wang)(wang)基礎的(de)(de)(de)、以智能I/O模(mo)塊構成(cheng)的(de)(de)(de)分(fen)布(bu)式(shi)控(kong)制(zhi)(zhi)站。也就是說，將過去DCS中集中式(shi)的(de)(de)(de)I/O控(kong)制(zhi)(zhi)站變成(cheng)分(fen)布(bu)式(shi)的(de)(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)站，在傳統DCS網(wang)(wang)(wang)絡(luo)的(de)(de)(de)下一層(ceng)(ceng)再引入(ru)一層(ceng)(ceng)現(xian)場網(wang)(wang)(wang)絡(luo)，形(xing)成(cheng)設(she)備級網(wang)(wang)(wang)絡(luo)、控(kong)制(zhi)(zhi)級網(wang)(wang)(wang)絡(luo)和(he)管(guan)理級網(wang)(wang)(wang)絡(luo)這樣三層(ceng)(ceng)網(wang)(wang)(wang)絡(luo)結構，以此(ci)來滿足不(bu)斷(duan)提高的(de)(de)(de)應用需求。
DCS在形成了三(san)層(ceng)網絡結(jie)構(gou)以后，基(ji)本控(kong)制(zhi)單元(yuan)深入到了設(she)備控(kong)制(zhi)這一級(ji)，向上，DCS的功能延伸到管理(li)控(kong)制(zhi)級(ji)，逐步(bu)形成了一個較完整的控(kong)制(zhi)、管理(li)一體化的體系結(jie)構(gou)。
圖3給出了一(yi)個典(dian)型(xing)的(de)工(gong)(gong)業自動(dong)化系統(tong)的(de)三層(ceng)網絡(luo)結構，其(qi)低層(ceng)是(shi)以DeviceNet現場總(zong)線將設備、PLC的(de)遠程I/O點連接在一(yi)起的(de)設備層(ceng)、中間是(shi)以ControlNet（或DH+、DH485等）將PLC、工(gong)(gong)控機(ji)以及操作員界(jie)面連接在一(yi)起的(de)控制層(ceng)網絡(luo)，而上(shang)層(ceng)的(de)Ethernet以PC或工(gong)(gong)作站為主(zhu)完成管理(li)和(he)信息服(fu)務任務。三層(ceng)網絡(luo)各司其(qi)職(zhi)，代(dai)表了工(gong)(gong)業控制的(de)典(dian)型(xing)結構。
圖3 典型工業自動化系統(tong)的網絡結構
五、結論
隨者微機的(de)軟硬件技術(shu)和(he)網絡通訊技術(shu)的(de)飛速發(fa)展(zhan)，工(gong)業自(zi)動化領(ling)域發(fa)生(sheng)了革命性的(de)技術(shu)進步(bu)。而PLC及工(gong)控(kong)機作為工(gong)業控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)設備基礎，通過(guo)技術(shu)的(de)不(bu)斷革新(xin)，在工(gong)業控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)中的(de)地位日益(yi)加強，并且成為實(shi)現工(gong)業控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)技術(shu)進步(bu)的(de)主(zhu)要工(gong)具(ju)。
