应时而生 顺势而变

　　笔者对工业网络厂商的接触并不多，然而，就接触过的厂商来说，都传递出这样一个信息，即工业以太网的前景依旧开阔，但是并不会完全取代现场总线，而无线网络技术的应用则是未来工业网络技术发展的另一个重要趋势。

　　达尔文在《进化论》里提到，那些能够生存下来的物种,并不是那些最强壮的,也不是那些最聪明的,而是那些对变化做出快速反应的。一个技术的产生、发展甚或消亡也不例外。到现在，过程控制的世界里已经汇聚了DCS，现场总线，以太网以及新生的无线网络。多种技术能够共存，究其原因，便是没有哪一家技术的支持商愿意自动退出历史的舞台，而是不断的吸收新的技术提升自己，以便继续在市场上生存甚至壮大。

　　20世纪50年代，人类社会由机械时代迈入自动化时代，而过程控制技术也成为这个时代的标志性技术之一。50年前，基于3～15psi的气动信号标准的基地式气动控制仪表系统PCS（Pneumatic Control System），成为了第一代过程控制体系结构，其后，经历了ACS（Analogous Control System）时代，CCS（Computer Control System）时代，和80年代的DCS（Distributed Control System，分布式控制系统）。到90年代，现场总线技术（Fieldbus）又应时而生。并且凭借分布、开放、互联、高可靠性的特点，而迅速取代了一对一单独传送信号，模拟信号精度低，易受干扰，且操作难，易失控的DCS的主导地位。

　　虽然早在1984年国际电工技术委员会/国际标准协会（IEC/ISA）就着手开始制定现场总线的标准，但是由于各个国家各个公司的利益之争，至今统一的标准仍未完成，而是出现了各种总线协调共存的局面。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，但多种现场总线互不兼容，不同公司的控制器之间不能实现相互高速的实时数据传输，以及信息网络存在协议上的鸿沟导致 “自动化孤岛”的出现，促使人们开始寻求新的出路。

　　正是在这个时候，传统上用于办公室和商业的以太网却悄悄地进入了控制领域。近来以太网更是发展迅速，引人注目，甚至有人预言工业以太网会逐渐取代现场总线技术。究其原因，便是工业以太网弥补了现场总线在通信上的不足。现在，以西门子为先锋，工业自动化的厂商又开启了无线网络传输的时代。

　　尽管若干年以前，就有人判定DCS即将被FCS所取代，然而时至今日，DCS仍然具有相当的生命力。纵观过程控制系统的发展过程，任何一种新的技术的出现都是针对旧的技术存在的缺陷而给出的解决方案，并在用户需求和市场竞争等外部因素的推动下占据主导地位，而在另一方面，原有的技术也并不会因此而退出舞台，而是在不断的吸收新的技术以求继续生存和发展。

　　以DCS为例，受网络通信技术、计算机硬件技术、嵌入式系统技术、现场总线技术、各种组态软件技术、数据库技术等等信息技术发展的影响，以及用户对先进的控制功能与管理功能需求的增加，各DCS厂商纷纷提升DCS系统的技术水平，并不断地丰富其内容。其中以Honeywell 公司的Experion PKS（过程知识系统）、Emerson 公司的PlantWeb (Emerson Process Management)、Foxboro公司的A2、横河公司的R3（PRM-工厂资源管理系统）和ABB公司的 Industrial IT 系统为标志的新一代DCS 已经形成。

　　而对于现场总线如何应用以太网技术的研究也相当活跃，应用以太网技术已经成为现场总线发展的一个必然趋势。可以说，以太网技术的引入为现场总线的发展注入了新的活力，并将成为现场总线家族的新成员，从而丰富了现场总线标准族。据美国权威调查机构AR报告指出，今后Ethernet不仅继续垄断商业计算机网络通信和工业控制系统的上层网络通信市场，也必将领导未来现场总线的发展，Ethernet和TCP/IP将成为器件总线和现场总线的基础协议。美国VDC在早期的调查报告也指出，Ethernet在工业控制领域中的应用将越来越广泛，市场占有率的增长也越来越快。

　　但是，并非每种现场总线都将被工业以太网总线所替代，如AS-i、CAN，这两种现场总线就应用于二位I/O传感器/执行器而言，无疑是最佳的(AS-i传输4位数据，且总线可带电；CAN最多传输8个字节)，还有一些专用总线，如SERCOS (用于数控，控制运动轴，为IEC61491国际标准)、Instabus(用于楼宇)，都有其专门的应用领域，均不适宜于工业以太网。另外，在易燃、易爆等环境条件恶劣、可靠性要求很高的应用场合，现场总线也是最佳的选择。

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