工业以太网在现场总线PROFIBUS控制系统中的应用
经验证［8］这种采用以太网集线器技术的FCS可使实时数据的延迟时间控制在200纳秒的范围之内，这已足以满足多数场合的实时控制要求。2、在以太网的协议中加入实时功能 一些FCS的生产商（如ControlNet、Profibus、Modbus和Java等）在开发自己的工业以太网FCS时，在工业以太网协议中加入实时功能，此项技术被称为“地道”［9］，它其实仅仅是在设备中加入特殊的协议芯片，这里不做具体介绍。3、工业以太网的研究课题 上述研究工作的进展为以太网进入FCS提供了可行性，但要使以太网能在FCS中发挥其强大的网络优势，以满足现代工业控制中日益增长的数据传输和信息传输种类（如语音、图象和视频等）的需要，还有待于研究工作取得更大的突破性进展。目前的研究工作应集中解决以下两个方面的问题：（1）尽快推出 FCS国际标准当今的FCS领域出现了世界各大厂商各自为战的混乱局面［10,11］。其中有影响的为Intel公司的Bitbus、德国的HART和Profibus、丹麦的P-NET、Honeyvell及AB的WorldFIP、Foxboro,ABB和横河的ISP、FF的H1和H2和Echelon的Lonworks等。这种混乱局面是由于各大厂商为了抢占市场急于推出自己的产品，而FCS的国际标准又迟迟不能出台所造成的。标准的不统一使各厂家推出的FCS成为一个个“自动化孤岛”，不同系统和现场设备的兼容性都很差。FCS的用户强烈呼吁尽快出台FCS的国际标准，以期望实现FCS的“世界大同”。
1994年6月WorldFIP和ISP联合成立了FF，它包括了世界上几乎所有的著名控制仪表厂商在内的100多个成员单位，致力于IEC的FCS国际标准化工作。但由于部分成员为了自身利益，力图阻止FCS的国际标准出台，形成了FF的FCS国际标准难以“一统天下”的令人担忧的局面。解决这一问题的途径是：一是要求FF在其国际标准中推出完善的用户层和严格的互操作性的产品认证；二是提高用户抵制非国际标准的FCS的自觉性。（2）工业以太网向FCS现场级的延伸必须指出，图1所示的工业以太网FCS中，其现场级总线的传输速度并不理想，这是因为工业以太网还只是在上层控制网络中应用，而许多厂商出于安全考虑，在许多技术问题没有解决之前，现场级尚未使用工业以太网，所以FCS总体的传输速度没有什么质的飞跃。为了实现以太网向现场级的延伸，除了改进以太网的通讯协议之外，还需要解决网络的本安、现场设备的冗余和通过以太网向现场仪表供电等技术问题。
作者认为，在保留FCS特色的基础上解决上述问题才能使工业以太网具有生命力。三、工业以太网的应用实例
Bayer AG公司最近在其生产高度腐蚀性产品的化工厂中成功的在原现场总线（Profibus）的基础上应用工业以太网的控制网络［12］，并且把所有的现场设备、控制器件和个人计算机工作站集成为一个高度可靠、低耗和实时的控制系统,系统最大限度使用了数字化通讯和分布式计算技术［13］，其结构如图2所示。
图中主要的现场设备通过GE Field I/O连到控制系统，每个Field I/O可直接连接超过20个Foxboro Micro-I/A现场级控制子系统。Field I/O和Micro-I/A安装在靠近现场的全封闭式安全柜中。Micro-I/A可进行逻辑控制、批量控制和连续控制。现场仪表通过Field I/O设备连到工业PC上（所有设备由西门子公司提供）。它除了进行逻辑控制和安全互锁外，还能实现过程点所要求的普通控制算法。工业PC通过工业以太网和装有Microsoft Windows NT操作系统的工作站进行通讯，在工作站保存高级控制算法，其控制输出通过以太网下载到需要高级控制运算的现场仪表。Foxboro"s I/A系列工业软件在工作站可为用户提供报警、数据趋势、历史记录、分析、报告和为操作者专门设计的可视化界面。
四、结束语
工业以太网的介入为FCS的发展注入了新的活力，随着FCS国际标准的推出以及有关技术问题的突破性进展，一个代表21世纪潮流的工业以太网的现场总线控制系统时代就会到来。
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