从现场总线技术到Ethernet的跨越

1、从现场总线技术到Ethernet的跨越        摘要：以FF总线DeltaV系统为例，阐述了现场总线较DCS的 优 势；分析了Ethernet应用于工业控制领域的优势及难点，并对它在工业自动化领域的应用作 了进一步的展望。1现场总线1.1现场总线较DCS的优越性现场总线技术具有开放性、可互操作性和互用性、现场设备功能自治性、结构高度分散性和 现场环境适应性等特点，它突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺 陷，把基于封闭、专用的解决方案变成了基于公开化、标准化的解决方案，实现综合自动化 的各

2、种功能；同时把DCS 集中与分散的系统结合起来，变成了新型的全分布结构，依靠现场智能设备本身实现基本控 制功能。主要的优势在于： 节省硬件数量与投资，同时降低安装费用及维护开销。用户具有高度的系统集成主动权。提 高了系统的准确性与可靠性。1.2DeltaV可调节过程系统概要 2Ethernet与工业控制2.1Ethernet的优势传统的控制系统在信息层采用Ethernet，在控制层和设备层采用不同的现场总线或其他专用 网络。目前，随着Ethernet技术的推广，它已经渗透到了控制层和设备层。几乎所有的PLC 和远程I/O供应商都能提供支持TCP/IP的Ethernet接口的产品。另外，交换技术

3、的快速发展已经消除了应用于控制领域的障碍。它使每个网段内节点之间数 据的传输可限在本地网段内进行，不需经过主干网，也不需占用其他网段带宽；交换机各端 口之间的数据传输不再受CSMA/CD机制的制约。2.2Ethernet应用于工业现场的难点Ethernet通信的不确定性。由于采用随机访问介质的方式，使网络节点接收和发送信息的时 间变为不可预测，因此Ethernet不具有实时性。总线供电问题。由于Ethernet以前主要应用于商业计算机通信，面向办公室环境，一般的设 备和工作站(如计算机)本身已经具备电源供电，因此没有总线供电的要求。互操作性问题。严格意义上讲，Ethernet并非一个完整的协议

4、。这种不开放性造成不同厂家 Ethernet设备之间不能相互操作，而且即使是同一厂家开发的不同Ethernet设备之间也有可 能不能透明访问。本质安全与安全防爆技术。由于Ethernet收发器本身功耗较大，一般在(6070)mA(5V工作 电源)，对办公环境很安全，但对一些化工危险场合容易引起火花产生爆炸。同时，由于工业Ethernet已经把传统的3层网络体系合为一体，在实现数据共享的同时，也 存 在网络安全性，网络生存性及传输速度的问题等。2.3Ethernet研究应用现状3结论工业自动化技术离不开网络技术和通讯技术。以太网作为现场总线，可以克服现场总线不能 与计算机网络技术同步发展的弊病，可以避免现场总线技 术游离于计算机网络技术的发展之外，使现场总线技术与计算机网络技术能很好的融合而形 成相互促进的局面。以太网真正运用到控制底层还有许多实际困难，但以太网应用于工业领 域的趋势已不可阻挡。 参考文献 1邹益仁.现场总线控制系统的设计和开发M.国防工业出版社，2003.2成继勋.现场总线标准与展望J.计算机技术与自动化，1999，11(增刊).