恺德尔·专注·技术
从 1984 年起,IEC(国际电工委员会)/TC65(工业过程测量及控制技术委员会)和 ISA(美国仪表协会)开始制定国际标准的工作。在 1999 年 12 月通过了一个包含了多种互不兼容的协议的标准,即 IEC 61158 国际标准。该标准包括了目前国际上用于过程工业及制造业的八类主要的现场总线协议,如表所示。现场总线进过迅速发展,现在处于群雄并起、百家争鸣的阶段。其中 ProfiBus 现场总线在起重机安全监控系统中应用得最为广泛。
与 DCS 等传统的系统相比,现场总线在本质上有以下技术特点 :①现场总线是现场通信网络 ;②现场总线是数字通信网络。在现场总线中,同层的或不同层的总线设备之间均采用数字信号进行通信 ;③现场总线是开放互连网络 ;④现场总线是现场设备互连网络 ;⑤现场总线是结构与功能高度分散的系统 ;⑥现场设备具有互操作性与互换性。
工业控制网络是伴随着控制系统的变革而发展起来的。起重机安全监控系统经历了基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统、现场总线控制系统和近几年流行起来的工业以太网控制系统等 6 个阶段。由于工业自动化系统正向分布化、智能化的实时控制方面发展,其中通信已成为关键,用户对统一的通信协议和网络的要求日益迫切。另一方面,Intranet/Internet 等信息技术的飞速发展,要求企业能实现从现场控制层到管理层全面的无缝信息集成,并提供一个开放的基础构架,但目前的现场总线尚不能满足这些要求。应该说,现场总线的出现确实给工业自动化带来一场深层次的革命,但多种现场总线互相不兼容,不同公司的控制器之间不能相互实现高速的实时数据传输,信息网络存在协议上的鸿沟导致出现“自动化孤岛”等,促使人们开始寻求新的出路,并关注到以太网。
正是由于以太网具有很多优势,使得它受到越来越多的关注。但如何利用 COTS(商用通用组件)技术来满足工业控制需要,起重机安全监控系统是目前迫切需要解决的问题,这些问题包括通信实时性、现场设备的总线供电、本质安全、远距离通信、可互操作性等,这些技术直接影响以太网在现场设备中的应用。