现场总线与工厂底层自动化及信息集成技术

（2）系统不开放、可集成性差、专业性不强：除现场设备均靠标准4-20mA/24VDC连接，系统其它软、硬件通常只能使用一家产品。不同厂家产品之间缺乏互操作性、互换性，因此可集成性差。这种系统很少留出接口，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因此，面向行业的监控系统很少。

（3）可靠性不易保证：对于大范围的分布式系统，大量的I/O电缆及敷设施工，不仅增加成本，也增加了系统的不可靠性。

（4）可维护性不高：由于现场级设备信息不全，现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能不强。另一方面也很难完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化功能，影响了系统的可维护性。

3.3 现场总线技术的发展促成新一代自动化监控系统的产生
现场总线技术的发展，新一代、基于现场总线的自动化监控系统的已初露端倪，未来基于现场总线技术的现场级与车间级自动化监控系统如图3所示：

3.4 基于现场总线的自动化监控系统主要优点
（1）基于现场总线的自动化监控系统增强了现场级信息集成能力
现场总线可从现场设备获取大量丰富信息，能够更好的满足工厂自动化及CIMS系统的信息集成要求。现场总线是数字化通信网络，它不单纯取代4-20mA信号，还可实现设备状态、故障、参数信息传送。系统除完成远程控制，还可完成远程参数化工作。

（2）开放式、互操作性、互换性、可集成性
不同厂家产品只要使用同一总线标准，就具有互操作性、互换性，因此设备具有很好的可集成性。系统为开放式，允许其它厂商将自己专长的控制技术，如控制算法、工艺流程、配方等集成到通用系统中去，因此，市场上将有许多面向行业特点的监控系统。

（3）系统可靠性高、可维护性好
基于现场总线的自动化监控系统采用总线连接方式替代一对一的I/O连线，对于大规模I/O系统来说，减少了由接线点造成的不可靠因素。同时，系统具有现场级设备的在线故障诊断、报警、记录功能，可完成现场设备的远程参数设定、修改等参数化工作，也增强了系统的可维护性。

（4）节省成本：
对大范围、大规模I/O的分布式系统来说，省去了大量的电缆、I/O模块及电缆敷设工程费用，降低了系统及工程成本。

3.5 基于现场总线的自动化监控系统结构的变化
系统所有的软、硬件均可由多家厂商提供，而且具有互操作性、互换性，可方便实现硬件及信息集成。系统的主要区别是具有面向不同行业的专业软件，将会在市场上看到面向行业的各种系统，如发电、输配电、制造、化工、楼宇等。
（1）控制器：由于控制器对现场设备的监控是通过标准的现场总线通信完成，因此没有必要使用与控制器捆绑的I/O模块产品，可使用任何一家的具有现场总线接口的现场设备与控制器集成。因此控制器的主要指标是高速指令处理能力、大存储容量及现场总线通信接口。所以控制器将被标准的、通用的硬件平台Compact Computer所取代，如Intel/Windows类PC机。 （2）I/O模块：插在控制器机架上的I/O模块由连接到现场总线上的分散式I/O模块所取代。分散式I/O不再是控制器厂家的捆绑产品，而是第三方厂家的产品；廉价的、专用的、具有特殊品质的I/O模块（如高防护等级、本征安全、可接受RTD、mV、高压、大电流信号等）将具有广阔市场。

（3）现场设备：向专业化方向发展，具有程序及参数存储、智能控制功能，具有现场总线接口。控制器将下放一定的控制工作由现场设备自身完成，控制器只作参数化及运行监测工作。如驱动器、传感器、变送器、具有专业控制算法的调节器、执行机构、HMI、电机启动及电流保护装置、输配电保护装置、高、低压开关设备，这些设备将由那些在本行业中具有优势的厂家制造并具有互操作性、互换性。

（4）软件：一方面，软件不再与控制器、I/O、现场设备等硬件捆绑，可运行在通用的标准控制器硬件平台上。软件将成为具有标准通信协议、标准的基本编程语言（如IEC1131）、统一的介面风格、标准数据格式与标准数据库接口的通用自动化软件平台。另一方面软件必须是开放式的，允许行业上有独到经验的自动化专家厂商将专业的控制算法、仿真、优化、调度等专用自动化软件嵌入通用软件平台上，推出自己的面向行业的专业自动化系统。

4．现场级与车间级自动化监控系统自主开发及产业化的新机遇
4.1基于现场总线的自动化系统促使系统生产厂商产生新的分化
主要特征为控制器与系统软件制造商分离，趋向于通用化产品。I/O、传感器等现场设备及应用软件的开发制造趋向于专业化。
（1）控制器：传统意义上的PLC、过程控制站将逐渐被标准的、通用的控制器硬件平台--Compact Computer所取代。这是基于PC总线、Intel/Windows兼容的工业级、坚固型PC机。通用型计算机厂家产品将占主导地位。