自动化控制系统网络技术的发展

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，网络速率由10M提升至100M、1000Mbps等，所以在自动化测控系统中兴起了“工业以太网”热，又由于一部分人强调自动化测控系统的确定性和实时性的特点，而在商用以太网基础上进行改造，形成了多种实时以太网，但这只是一个过程，关键是性价比能否为用户认可。总之，向着自动化测控系统网络扁平化、直至“e网到底”的方向发展，这个趋势是明显的，只是有待时日而已！

2.7 新世纪FCS与DCS孰是孰非

第4代DCS的出现，适应了21世纪初现场总线技术，管控一体化技术的发展。目前，通过现场总线基金会的HIST互操作性测试认证的11个主控系统，均是第4代DCS系统，而且在“基金会现场总线系统工程指南”中指出：“所有FF功能，包括工程、组态、维护和操作显示功能，应集成在单个无缝主系统中。工程、组态、维护和操作性能应能够与传统模拟或离散I/O、智能HART和专用I/O、基于总线的I/O和FF系统实现兼容和无缝集成。建议不要采用只针对FF并且与传统系统不兼容的独立软件工具、显示或程序。”从而为“FCS取代DCS”等等观点，找到了解决的出路，即共同融合、相辅相成、DCS和FCS双赢的道路。这是网络技术的功劳，因为它能够使如此复杂的通信要求，在经济适用的条件下完满的实现这个融合的过程。当然上面所说的主控系统，均达到FF HSE更高的水平。第4代DCS的通信技术向以太网及TCP/VDP/IP协议靠拢，与工厂管理网络兼容，数据共享，逐步形成企业互联网Intranet。

3、开放系统互联参改模型

ISO/OSI参改模型反映了计算机网络通信的工作原理，把通信过程分段，相应把网络功能分为不同的逻辑和物理层次，即不同功能层次完成不同通信阶段的工作。这个过程与邮政信件的邮递过程很相似，即按照收发信者活动、邮局服务业务、邮局转送投递业务(分栋、集装邮包或相反的折封邮包、分栋)、运输部门邮包运输管理来划分层次。计算机网络通信对应分应用层、表示层、会议层、传输层、网络层、数据链路层、物理层共7层，这就是OSI模型。

每一层的功能是独立的，与上下层有关，同等层之间的通信规划形成通信协议。如本文前面提到的IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5同属物理层及数据链路层的介质访问控制(MAC)子层的不同的通信协议。

实现网络节点各层功能的基本方法是利用硬件实现较低层协议，利用软件实现较高层协议，或低层(1-3层)通信传送功能网络和终端都具有，而高层(4-7层)通信管理功能由终端设备提供。如果某种网络用途较广，更多的采用“专用芯片”等集成电路，则可以获得更高的性价比，而且这往往为某种局域网技术生存的要害。众所周知，商用以太网是一个很好的例子，另外就是Lonworks技术，它得到了Motolora和东芝及后来加入的Cypress公司等器件公司的支持，生产的Neuron神经元芯片中，集成了3个CPU，将相关的OSI模型的7层通过协议包括兼容多种通信介质、Neuron C控制语言、网络变量等，均固化在其中，使通信达到能互操作水平，从而在智能大厦等局域网中得到广泛应用，这也是一个成功的范例。

4、网络产品分类

如果把各终端节点如何与线缆等通信介质相连的接口卡、连接器及通信介质和一些专门为通信而设置的节点均称为网络产品，加之对办公用或商业用网络产品与工业上管理用和控制用(包括现场总线)的网络产品综合考虑，还要对通信软件等进行分类，将是一个复杂的工作。现在从网络互联的低层设备功能来分，主要有中继器(或称重复器repeater)、网桥(bridge)、路由器(router)、网关(gateway)几种，以上几种均为有源产品。其功能简单地说：中继器为同一种网段上加强信号用；网桥用于同一种通信协议不同传输速率的两个网段的连接；路由器用于更为复杂的采用同一种通信协议的网络进行通信路径选择；网关用于两种不同通信协议的网段或网络之间信号和数据的变换。以上一般均为有源产品。无源产品有T型分支(Tee)、无源多端口集线器(Passivehub)、终端器、电缆、光缆等。
在实际网络中，商品名词还有接口卡、接口模块、链接设备等，特别是商用以太网的接插器(Connector)、集线器(hub)、交换机(Switches)已成为目前通用的网络产品，它们要用于工业现场还需要根据环境条件进行强化设计，方可成为工业以太网的通用产品。其融合过程是在加速中，在“世纪之交论自动化系统工程产业”一文中所指出的一段话的现象，是不会再出现了(“我们可以用50美圆购买一块以太网卡用于PC机。而XXX生产商要求我们用2000美圆购买同样的东西，这真是疯狂……”)。