4第二课现场总线的发展趋势-3.pptVIP

现场总线的发展趋势 主要内容 FCS代替传统控制系统是必然趋势 智能化现场设备对全数字化的要求 控制系统本身要求 自动控制设计将发生重大变革 用户的选择主动权将更大 企业信息化发展的需要 现代化大生产发展的要求 多种现场总线并存 主要应用领域也不同 用户与市场是最后的裁判 多种现场总线并存带来的好处 现场总线标准必须统一 用户必须承担一定的风险 投资风险 技术风险 系统集成技术将成为增强竞争力的重要因素 企业信息网与控制网络的集成 控制网络与信息网络集成关键技术 转换接口 DDE技术 统一的协议标准 现场总线与传统控制系统之间的集成 FCS与DCS可在三个层面上集成 现场总线与DCS集成系统结构图 现场总线集成 现场总线集成关键技术 OPC――信息集成之技术保证 在以前的自动化领域的通信技术规范方面，很少有象OPC新技术标准那样能引起如此强烈轰动。 以往信息集成存在的问题 传统过程控制中软件硬件体系 大量驱动程序带来的问题 标准 OPC简介 OPC简介 OPC国际基金会 OPC主要内容 数据存取 报警和事件处理规范 历史数据存取规范 采用OPC的自动化系统 OPC带来的好处 广泛的信息共享 现场总线发展中的新军 以太网正悄悄改变一切 事实上（DE FACTO）的标准 以太网优势 各种现场总线向以太网方向发展 工业以太网的研究 以前为什么不采用以太网作现场总线 以太网简介 Ethernet特性 Ethernet的特性 CSMA/CD 令牌总线定制（deterministic）网络 令牌访问 通信不确定不再成为主要障碍 需解决的其他问题 维护与集成支持环境费用十分昂贵 驱动程序不能适应升级后的硬件 －需要编制新的驱动程序 －导致大量人力资源力浪费 不同应用程序不能访问相同的设备 －因为驱动程序不同 应用软件的提供者需要大量开发和维护其专用接口 －增加用户负担 －增加开发商投资 为过程控制和工厂自动化系统提供真正的即插即用软件技术 实现设备与应用软件的自由连接和互相通信 －系统中的每一个设备 －每一个驱动器 OLE（对象链接和嵌入，现已从面向对象转为基于对象，并改名为ActiveX控件）for Process Control 基于微软的OLE、COM（部件对象模型）、DCOM（分布式部件对象模型） 允许在自动化/控制应用，现场设备和商业/办公室应用之间进行标准化的数据传输 由一系列的标准接口、属性和方法组成 允许在不同供应商开发的硬件设备和应用软件之间通过公共接口交换数据 不需要开发专用的通信程序 公共接口只需要开发一次就能重复使用 －OPC为客户机/服务器结构 －硬件开发商只需一个针对OPC服务器的接口程序 －件制造商也只需开发唯一的客户机程序 是一个独立的、非赢利的国际组织 管理OPC标准及负责推广、普及OPC应用 由全球超过250个公司的会员单位组成 包括了世界商几乎全部的控制系统、仪器仪表和过程控制系统的主要制造商 微软也是其成员，给OPC国际基金会提供强有力的后援 存取规范 报警和事件处理规范 历史数据存取规范 包括三种对象 : 数据服务器 －复杂维护服务器的信息，而且是OPC组对象的容器 组 －维护自己的信息，并提供容纳和逻辑上组织OPC数据单元的架构 数据单元 －提供与数据源的连接 －对应一个值（Value）、质量（Quality）、时间标签（Time stamp） 明确了特定事件和报警条件下通知OPC客户应用的机制 －确定OPC服务器支持的事件类型 －得到特定事件的发生信息 为客户提供以下功能 －确定OPC服务器实现的存储和操作条件 －简单的趋势数据服务器 －复杂的数据压缩和分析服务器 支持 自动化系统不需要考虑用户接口 --使得硬件厂商与应用软件开发商分离出来 使得双方的工作效率大幅度提高 －通过OPC与硬件集成 －用户独立于硬件设备制造商 OPC兼容的产品可实现到信息系统的无缝集成 －即插即用 －长期的维护和升级可通过移去或替换系统的组件实现 －无需捆绑新的组件 企业的每一个层次均可存到与过程有关的数据 OPC服务器正替代专用的设备驱动器软件 完全的信息共享 －多个客户应用程序可共享同样的信息 以太网 现场总线的竞争时 以太网成为新的希望 －Profibus与FF －ControlNet与Interbus －DeviceNet与SDS －…… 垄断了商用计算机通信 大量应用于现场 －I/O数据采集 已广泛应用于企业信息系统的上层通信 －经营、管理、决策层 －优化控制层 应用广泛 成本低 通信速率高