【正文】 ⑥涉及的領(lǐng)域?qū)拸V 多種專業(yè) THE END 。 綜合自動(dòng)化 是中國(guó)對(duì)這類系統(tǒng)的一種通用叫法 ，綜合意味著管理與控制一體化 ， 也就是說這類系統(tǒng)能綜合地考慮問題 ， 追求的是 整體 的優(yōu)化 。 主要用于機(jī)電制造行業(yè) ， 在 20世紀(jì) 80年代 ， 用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)集成的 、 包括決策計(jì)劃 、 生產(chǎn)調(diào)度 、 產(chǎn)品生產(chǎn)控制以及經(jīng)營(yíng)銷售 、 物流輸送 、 銷售服務(wù)管理在內(nèi)的自動(dòng)化系統(tǒng)形成規(guī)模 。 綜合自動(dòng)化系統(tǒng) ?計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS(Computer Integrated Manufacturing Systems) ?計(jì)算機(jī)集成過程系統(tǒng) CIPS(Computer Integrated Process Systems) ?綜合自動(dòng)化 基本概念 最初的 CIMS術(shù)語包含了兩個(gè)基本概念： ① 企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)是連接在一起的一個(gè)整體 ， 需要統(tǒng)一考慮 。 HART協(xié)議可用來改造通過 4～ 20mA電流傳送信號(hào)的測(cè)量?jī)x表和控制設(shè)備 ， 可用在任何工業(yè)控制場(chǎng)合 。 它可使用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)廣泛存在的 4～ 20mA模擬信號(hào)導(dǎo)線傳送數(shù)字信號(hào) 。 由于 LonWorks采用高性能 、 低成本的專用神經(jīng)元芯片 ， 因此低成本和高性能是該總線系統(tǒng)的最大優(yōu)勢(shì) 。 由于它是一種基于嵌入式神經(jīng)元芯片的總線技術(shù) ， 因此可以很容易地組成對(duì)等 /主從式 、 決策設(shè)備 /傳感器總線以及高水準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng) 。 該協(xié)議支持多種低成本的通信媒體 ， 如雙絞線 、 電力線 、 紅外線 、 無線電射頻 、 光纖和同軸電纜等 。Profibus是一種比較成熟的總線 ,在工程上的應(yīng)用十分廣泛 。 后兩個(gè)系列采用 RS485通信標(biāo)準(zhǔn) ,傳輸速率從 12Mbps,傳輸距離從 1200m到 l00m（ 與傳輸速率有關(guān) ） 。ProfibusDP與 ProfibusPA兼容 ,基本特性同 FF的 H2總線 ,可實(shí)現(xiàn)高速傳輸 ,適用于分散的外部設(shè)備和自控設(shè)備之間的高速數(shù)據(jù)傳輸 ,用于連接 ProfibusPA和加工自動(dòng)化 。 Profibus 由 ProfibusPA、 ProfibusDP 和 ProfibusFMS三個(gè)系列組成 。 H1和 H2每段節(jié)點(diǎn)數(shù)可達(dá)32個(gè) ,使用中繼器后可達(dá) 240個(gè) ,Hl和 H2可通過網(wǎng)橋互連。Hl是用于過程控制的低速總線 ,傳輸速率為 ,傳輸距離為 200m、 450m、 1200m、 1900m四種（加中繼器可以延長(zhǎng)） ,可用總線供電 ,支持本質(zhì)安全設(shè)備和非本質(zhì)安全總線設(shè)備。 FF得到了世界上幾乎所有的著名儀表制造商的支持 ,同時(shí)遵守 IEC的協(xié)議規(guī)范 ,與 IEC的現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和草案基本一致 ,加上它在技術(shù)上的優(yōu)勢(shì) ,所以已成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之一。與私有的網(wǎng)絡(luò)總線協(xié)議不同 ,FF總線不附屬于任何一個(gè)企業(yè)或國(guó)家。它們都有自己的應(yīng)用領(lǐng)域。 Profi將工廠自動(dòng)化和企業(yè)信息管理層 IT技術(shù)有機(jī)地融為一體，同時(shí)又完全保留了 Profibus現(xiàn)有的開放性。 ? Type 10現(xiàn)場(chǎng)總線 Type 10現(xiàn)場(chǎng)總線即 Profi總線，該總線 標(biāo)準(zhǔn)源自Profibus 現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織 (PI， Profibus International)開放的自動(dòng)化總線標(biāo)準(zhǔn)。 ? Type 9現(xiàn)場(chǎng)總線 Type 9現(xiàn)場(chǎng)總線即 FF H1現(xiàn)場(chǎng)總線，該總線由 FF現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)負(fù)責(zé)制定。 物理層采用 RS485標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)鏈路層采用整體幀協(xié)議（ total frame protocol） 方式傳輸循環(huán)數(shù)據(jù)和非循環(huán)數(shù)據(jù)，應(yīng)用層只對(duì)主站有效。協(xié)議包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。它是一種串行總線系統(tǒng)，適用于分散輸入輸出以及不同類型控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸。為了適應(yīng)低成本的要求，開發(fā)了 Device World FIP(DWF)總線，它是現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的網(wǎng)絡(luò)，能很好適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種惡劣環(huán)境，并具有本質(zhì)安全防爆性能，可以實(shí)現(xiàn)多主站與從站的通信。物理層采用 IEC ，數(shù)據(jù)鏈路層采用總線裁決 (bua arbitrator)方式，在任何一個(gè)給定瞬間，僅有一個(gè)站可以執(zhí)行總線裁決功能。該總線廣泛應(yīng)用于發(fā)電與輸配電、加工自動(dòng)化、樓宇自動(dòng)化、過程自動(dòng)化和鐵路運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。只有當(dāng)總線上的站分配到槽路時(shí)，它才能監(jiān)聽和發(fā)送。該總線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)時(shí)性高，協(xié)議僅包括物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。該總線通過實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試后，于 2021年開始推向市場(chǎng)。 H1設(shè)備無需主系統(tǒng)的干預(yù)可以進(jìn)行對(duì)等層通信。該總線使用框架式以太網(wǎng)（ Shelf Ether） 技術(shù)，傳輸速率從 100Mbps到 1Gbps或更高。物理層使用 RS485標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)鏈路層的功能由 PNET接口芯片完成，第 4層的功能則由宿主處理器中的軟件解決。 PNET為帶多網(wǎng)絡(luò)和多端口功能的多主總線，允許在幾個(gè)總線區(qū)直接尋址，無需遞階網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 ? Type 4現(xiàn)場(chǎng)總線 Type 4即 PNET現(xiàn)場(chǎng)總線，由丹麥 ProcessData公司開發(fā)并得到了 PNET用戶組織的支持。 ProfibusPA， 應(yīng)用于過程控制領(lǐng)域，可以把測(cè)量變送器、閥門、執(zhí)行機(jī)構(gòu)用串行總線聯(lián)網(wǎng)，采用 IEC611582的物理傳輸技術(shù)和 PROFIBUSDP的協(xié)議，通訊速率 ／ S。 ProfibusDP適用于裝置一級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)與分散 I/O之間的高速通信，它使用物理層、數(shù)據(jù)鏈路層及用戶接口。 ?Type 3現(xiàn)場(chǎng)總線 Type 3總線即 Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線，由德國(guó)多家公司和科研機(jī)構(gòu)按照 ISO/OSI參考模型設(shè)計(jì)的，得到了PNO(Profibus National Organization)用戶組織的支持，并被確定為歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN 。通信模式為生產(chǎn)者 /客戶模式（ producer/consumer model），這種模式允許網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)從單個(gè)數(shù)據(jù)源存取相同的數(shù)據(jù)，傳輸速率可達(dá) 5Mbps。 ?Type 2現(xiàn)場(chǎng)總線 Type 2總線即 Control Net現(xiàn)場(chǎng)總線，由 AB/Rockwell公司設(shè)計(jì)并得到 CI(Control Net International)組織的支持。 Type 1總線主要用于現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)，傳輸速率為 ，支持總線供電和本質(zhì)安全放爆。 在 IEC 61158中包含的 10種現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（ 2021） Type 1 PhL,DDL以 FF H1為原型， AL是 IEC TS Type 2 PhL,DDL是 ControlNet, AL是 ControlNet+EtherNet/IP Type 3 PROFIBUS Type 4 PNET Type 5 PhL,DDL無， AL 是 FF HSE Type 6 SwiftNet Type 7 WorldFIP Type 8 INTERBUS Type 9 PhL,DDL無， AL是 Type 1的子集 Type 10 PROFINET (2) IEC61158的 10種現(xiàn)場(chǎng)總線 ?Type 1現(xiàn)場(chǎng)總線 Type 1現(xiàn)場(chǎng)總線由 IEC 61158 TS技術(shù)規(guī)范全面定義。因此，在今后一段時(shí)間里，會(huì)出現(xiàn)多種現(xiàn)場(chǎng)總線共存，甚至同一生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有幾種總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備互連通信的局面。經(jīng)過長(zhǎng)期爭(zhēng)論和反復(fù)修改，在 2021年初， IEC頒布了由多數(shù)國(guó)家確認(rèn)的 IEC 61158現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC） 非常重視現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的制定，早在 1984年就成立了 IEC/TC65/SC65C/WG6工作組，開始起草現(xiàn)場(chǎng)總線系列標(biāo)準(zhǔn)。 (3) 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) ?節(jié)省硬件數(shù)量與投資 ?節(jié)省安裝費(fèi)用 ?節(jié)省維護(hù)開銷 ?用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán) ?提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) (1)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的形成 在現(xiàn)場(chǎng)總線的開發(fā)過程中，出現(xiàn)了多種總線（如FF、 Lon Works、 Hart、 CAN等）標(biāo)準(zhǔn)，它們的結(jié)構(gòu)、特性各異，通信協(xié)議也不相同，都有自己特定的應(yīng)用背景。從根本上改變了現(xiàn)有 DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。 ?現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性 它將傳感器測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、線性化處理、工程量變換與控制等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中完成，僅靠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。 ?互可操作性與互換性 互可操作性是指相互連接儀表間、設(shè)備間及系統(tǒng)間的信息傳送與溝通，可實(shí)