http://kadhoai.com.cn 2026-04-25 08:53:34 《中華工控網》原創
編者語: 筆者從現場總線發展與應用論壇上了解到,目前正在發展一種現場總線共用技術。該jishuzhuiqiujiangxitongzhongsuoyoudezhinengyibiaohuoshebeideshujuhegongnengxing,buluncaiyonghezhongxieyi,doukewufengdiweizhenggezidonghuaxitongsuoliyong。zhiyaozhenzhengshixianlezhegemubiao,jiunengshizuizhongyonghujieshouzaigongyezidonghuaheguochengkongzhizhongcunzaiduozhongxianchangzongxianhegongyeyitaiwangdexianshi。danmubiaojinzhanyuanbunengmanzuyonghudeyaoqiu。

典型的企業綜合自動化係統
設備集成(Device Integration)
設備係統集成,也可稱為硬件係統集成、在zai大da多duo數shu場chang合he簡jian稱cheng係xi統tong集ji成cheng,或huo稱cheng為wei弱ruo電dian係xi統tong集ji成cheng,以yi區qu分fen於yu機ji電dian設she備bei安an裝zhuang類lei的de強qiang電dian集ji成cheng。它ta指zhi以yi搭da建jian組zu織zhi機ji構gou內nei的de信xin息xi化hua管guan理li支zhi持chi平ping台tai為wei目mu的de,利li用yong綜zong合he布bu線xian技ji術shu、樓宇自控技術、通信技術、網絡互聯技術、多媒體應用技術、安全防範技術、網絡安全技術等將相關設備、軟件進行集成設計、安裝調試、界麵定製開發和應用支持。
典型的企業綜合自動化係統是一種三層結構,分為管理層、控製層和現場設備層。管理層具備運行各種MES、ERP和可視化軟件,完成市場信息管理、經營決策、資源分配、排產計劃、生產調度等功能。控製層運行各種監控、工程組態等軟件,實現現場設備的監控、診斷及控製;而現場設備層則通過分布式現場網絡,完成數據采集、開閉環控製、報警等功能。若就實現這些功能的自動化部件來看,可以將其簡化為上位機(包括PLC和DCS)層和現場設備層。
在(zai)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)和(he)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)領(ling)域(yu),一(yi)般(ban)而(er)言(yan),所(suo)謂(wei)的(de)設(she)備(bei)集(ji)成(cheng)就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)把(ba)設(she)備(bei)的(de)功(gong)能(neng)映(ying)射(she)到(dao)在(zai)上(shang)位(wei)機(ji)運(yun)行(xing)的(de)各(ge)種(zhong)操(cao)作(zuo)軟(ruan)件(jian)或(huo)工(gong)程(cheng)工(gong)具(ju)中(zhong)來(lai)實(shi)現(xian)的(de)。在(zai)發(fa)展(zhan)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)共(gong)用(yong)技(ji)術(shu)後(hou),設(she)備(bei)集(ji)成(cheng)(Device Integration)具有了新的含義,是shi指zhi將jiang係xi統tong中zhong所suo有you的de智zhi能neng儀yi表biao或huo設she備bei的de數shu據ju和he功gong能neng性xing無wu縫feng地di為wei整zheng個ge自zi動dong化hua係xi統tong所suo利li用yong,使shi得de最zui終zhong用yong戶hu接jie受shou在zai工gong業ye自zi動dong化hua和he過guo程cheng控kong製zhi中zhong存cun在zai多duo種zhong現xian場chang總zong線xian和he工gong業ye以yi太tai網wang的de現xian實shi。
通常一個大型控製自動化係統由至少10個製造廠商、至少100個設備類型、至少10000I/O、多種現場總線協議、分fen布bu在zai中zhong央yang控kong製zhi室shi和he現xian場chang以yi及ji管guan理li軟ruan件jian構gou成cheng。而er不bu同tong廠chang商shang製zhi造zao的de現xian場chang設she備bei不bu得de不bu采cai用yong各ge自zi的de工gong程cheng工gong具ju,這zhe就jiu需xu要yao一yi種zhong單dan一yi的de設she備bei管guan理li軟ruan件jian來lai集ji成cheng不bu同tong的de通tong信xin協xie議yi、不同廠商的產品。IEC61508現場總線標準列出了20種現場總線,這是不可改變的事實。於是,矛盾轉化為發展統一的現場總線的技術工具或者說共用技術成為最終用戶的迫切需求。
發展中的現場總線共用技術(FDD UA)
這些年來,出現了兩種不同的共用技術——EDDL和FDT。EDDL是由HART通信基金會率先創造性提出的,是一種文本語言,用來描述設備參數的顯示特性,還包括複雜設備參數的算法關係、長時效保存的數據和實時性等內容。它符合IEC61804-2功能模塊標準,PROFIBUS和FF也承襲和使用了這一概念和技術。
FDTjishu,youchengxianchangshebeizhenduanjishu,jiangxianchangshebeiyuxitongzhijiandejiekoushixianbiaozhunhua,keyifangbiandibaxianchangshebeijichengdaokongzhixitongzhongbingshixianshebeidehucaozuo,zaiyizhongjichengdepingtaixiaduizhinengshebeijinxingtiaoshi、組態、zhenduanhetongyideguanli。bulunduiyuxitonghaishixianchangshebeilaishuo,tamenzhijiandejiekouyuxitonghuoxianchangshebeisuoyongdetongxinxieyiheruanjianhuanjingguoguan,zheyiweizhezhixingqi/傳感器製造廠商可借此將其開發的參數設置和故障診斷軟件,以設備類型管理(DTM)的形式予以集成,能保證在任一種情況下都可正確地設置參數,擴大了參數設置範圍和故障診斷的選擇。它已獲得IEC國際標準認證。
這兩種技術雖然有不同的側重點,但其特性又有交叉重疊,這導致它們不是互補,而是競爭關係。DCS製造商有的堅持EDDL技術,有的堅持FDT技術,不願意妥協,互不相讓。於是儀表和設備製商就必須付出以倍的努力,既要支持EDDL,又要支持FDT。而最終用戶也麵臨著艱難的選擇,承受著不安全的因素。目前,現場總線基金會(FF)、HART通信基金會(HCF)和PROFIBUS國家組織(PNO)正在共同努力以增強EDDL的性能。
為了建立自動化領域中標準化的數據交換模型,OPC基金會規定了OPC Unified Architecture)。OPC UA 定義了一種基於標準的WEB技術的、獨立於製造商和通信協議的客戶-服fu務wu器qi架jia構gou,保bao證zheng了le不bu同tong平ping台tai間jian的de可ke操cao作zuo性xing的de服fu務wu,在zai自zi動dong化hua係xi統tong的de縱zong向xiang集ji成cheng中zhong可ke以yi作zuo為wei中zhong心xin接jie口kou。它ta為wei設she備bei集ji成cheng的de新xin概gai念nian打da下xia了le相xiang當dang理li想xiang的de基ji礎chu。
發展共用技術(FDD UA)就是集成EDDL、FDT和OPC UA各自的優點,即是EDDL+FDT+OPC UA。因為EDDL與平台無關、易於使用、穩健性好;FDT功能性不受限製、可擴展、容許市場的差異性;通過OPC UA建立一個結構清晰的客戶服務器架構,所以FDD UA成為當前最值得注意的現場設備集成方案。
其實,早在2007年漢諾威博覽會上已經將上述概念和方案做成演示裝置,驗證了其可行性。目前,在ABB、EMERSON、INVENSYS、ROCKWELL、SIEMENS和橫河的推動下,已經完成了現場設備集成FDI的架構概念和完事設備的使用實例分析,正在集中精力完成功能性規範(詳細規定如何將EDDL、FDT和OPC UA的優點組合在一起,最終稿預計在2010年中期發布)和綜合技術規範。最重要的是,由於新的解決方案將向下兼容,因此現在所有的自動化投資將得到保護。(文/陽權)