自动化控制系统网络技术的发展

80年代中后期，有了上述ISO/OSI参考模型和IEEE802标准基础，出现了第二代、第三代DCS系统，其网络特点为在保证第一代DCS网络延续性(即能互连)的前提下，能实现多个装置DCS互联及全厂各车间互联，向全厂控制网络与管理网络互联方向发展，当然这期间更新的网络的系统规模在扩大，采用光纤，通信距离为原来数倍，通信速率提高至10Mbps或更高，涵盖工位号是原来的数倍，工位字符数由8位字符增至12个字符，而且形成了域的概念，但这期间现场仪表仍以模拟仪表或HART标准的仪表为主，只是远程I/O的数据通信型式的现场仪表在增加，与PLC、分析仪等数字通信的能力增强。又不同厂家的DC的互联问题已提到日程上来了，DCS内异构的网络互联在逐步实现，其中TDC3000网络结构最为典型。DHW(250Kpbs)通过HG(数据高速通道的)与LCN(局部控制网络)相连；与DHW相当的新开发的总线VCN(万能控制网络)通过NIM(网络接口模件)与LCN相连。LCN网络可接645模件，通信速率为5Mbps，采用同轴电缆，通信距离为300米(光纤通信时为2000米)，用于控制室内操作站、应用模件、历史模件上位机接口(CG)等互连，并通过DHW、VCN与控制站相连，通向现场，LCN采用一种专有的含误差检查的“令牌传递”协议。CG与现套接口软件CM50S、CM50N配合保证与上位机相连，完成工厂管理的和高级控制的功能。VCN可按63个模件(32个冗余设备)，通信速率为5Mbps，采用电轴电缆，通信距离300米，其上接控制站PM、APM、LM等，UCN及LCN已经参考了IEEE802.4通信模型。

2.5 80年代后起之秀的PLC多层通讯

PLC可编程控制器在80年代已由单独控制器连成中小型规模以上的系统，1990年前后一台或多台PLC通过RS232/RS485串口与1台或多台PC机(操作站内装HMI人机界面和组态软件或称SCADA软件)连成系统，它采用了现成的网络技术，特别是DDE或OPC数据交换软件技术及IEC61131-3标准的组态软件，使PLC系统的开放性、可用性大大提高，成为低成本自动化的典范，现已逐步过渡到21世纪初的工业以太网为主的网络，而且由罗克韦尔公司牵头的CIP通用工业协议(Common Industrial Protocol)已经形成，DeviceNet/ControlNet/Ethernet/IP三层结构的通信网络，已为人们接受，PLC由原来通信功能较差变成走在网络化的前列。

2.5 90年代现场总线热潮方兴未艾

现场总线技术在90年代已经形成了开发的热潮，它适应了各行业现场测控方面的需求，形成了多标准并存的局面，细分传送数据宽度的位级的传感器总线，传送数据宽度为字节级的设备总线、传送数据宽度为数据流或功能块级的现场总线，FF HI/FF HSE等对过程控制更适合些，Profibus、Device Net等对离散控制更适合。基金会现场总线FF HI采用了ISO/OSI通信模型的1、2、7层及用户层，它在现场两线制供电、防爆、防电磁干扰、防雷击及冗余、现场控制(PID单回路调节、串级调节、选择性调节、比值调节等常规控制均在现场完成)、互操作性、互换性方面均经受了实际工程的较长期的考验。FFHI在通信上考虑了网段上各种设备的特点及现场传输信号的特点，为多年相关经验的总结。把现场总线设备的通信连接(一种软连接)这种虚拟通信系统VCR(Virtual Communication Relationship)分成三种类型，即设置参数或改变操作方式的客户/服务器型(C/S)、刷新功能块的输入输出的发行者/预定者型(P/S)、事件报告、趋势报告的报告分发型(S/S 源点/受点)，并且利用对象字典(OD)、设备描述语言(DDL)及用户层的功能块应用过程等，完成自动化系统测量数据采集、控制回路任务，及保证可互操作性。FF HSE在与FF HI无缝连接的基础上，用高速以太网(HSE:High Speed Ethernet)完成中央控制室一级或监控层的网络COTS化的任务，采用了交换机等网络产品及传输层、网络层的TCP/VDP/IP协议，保证了系统的开放性和可互操作性。

现场总线技术发展与现场仪表实现数字化、网络化、智能化是分不开的，目前流程工业用的变送器等现场仪表生产情况是FF占10%、HART占40%、模拟仪表占50%，所以还要重视现场检测仪表与执行器的更新换代，才能使现场总线技术普及。

2.6 “e网到底”前程似锦

在90年代之前兴起的互联网(全球性的广域网)，及移动通信、多媒体技术、个人计算机及操作系统网络支持功能的发展等，对自动化测控系统的数字通信技术的影响是非常深刻的。由于互联网的普及，“网络接入业”的兴起，交换机、集线器、5类双绞铜缆等网络产品价格下降，以太网及互联网协议簇(包括TCP/IP等)的应用技术深入到各种连网设备中，传输方式由基带向载波、宽带等方式发展，网络速率