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| 1.2 现场总线和FCS 在软PLC出现后不久，一场新的技术浪潮冲进了工控市场，这就是现场总线，同时现场总线派生出来FCS的理念，在当初，我也是FCS的拥护者和开发者，深信在芯片能力越来越强，价格越来越低的今天FCS才是未来的控制系统。可是在实际的开发和应用过程中，我们发现全分散之后不光成本升高了，维护也变得更困难，因为所有的节点都依赖网络，而网络的可靠性就变成了一个瓶颈。这么长的网线，有任何一段出现短路或者开路都会有致命的损伤，如果采用冗余的网络和系统，则在成本方面大增。并且分散后的逻辑，会因为一个中间节点的故障导致整个系统的重大错误，当然如果用户对分布式控制理念有很深的理解当然没有太大的问题，但事实上让用户工程师理解这么复杂的拓朴结构和考虑这么复杂的现场结构是不现实的。 除非是在未来的神经元网络芯片研发方面有新的发展，可以在某一个逻辑运算节点损坏后自动由另一个逻辑节点替代，同时需要更好的基于网络的逻辑编程软件，这个软件可以对于分布式的控制器进行合理的逻辑切分，并且对任一个节点损坏后出现的状况能有合理的处理方式，或是保护或是不理。FCS发展的理想地步是只有传感器和执行器而没有单独的控制器，所有的传感器将自己的参数传给需要的执行器，各个执行器根据网络得到的参数运算并进行控制，同时将自己运算得到的中间值传给其它的执行器。因为有了中间值的问题，所以整个控制网络将变得相当复杂，每个有中间值的点都必需有合理的处理策略，理想的情况下，是当中间逻辑点出现问题后，能由任一个逻辑点进行替代，或者进行合理的保护策略。在可以预见的时间内我们将看到能满足所有要求的全新的FCS出现，在通信方面也会变得更灵活和更可靠。 目前在经过若干年的研究后，大家都形成了一个暂时的共识，那就是：根据现场的实际情况选择分布还是集中，很多情况下是一种整体分散局部集中的方式是最适合的。比方在冶金行业，很多现场使用S7-400做为主站，用S7-300做为子站，把子站分布在现场，每个子站负责一个具体的任务可者一个工段。这样一方面当网络出现问题时，各个子站可以很好的处理自己的任务，同时每个子站到设备的距离减至了100米以内，使布线和维护变得相对简单了。 现场总线的技术浪潮中有一个很有意思的情况，那就是IEC61158的制定过程，这个过程充分的反应的各大利益集团的冲突，大家为了保护自己的利益在长达15年的时间内竟然未能达成一个真正有意义的协议，最后的结果是变成了8种标准并存，后来又扩到了13种（有14种标准，但有一种退出了），标准的范围也从最初的涵盖过程、楼宇、电力等退到了只包含过程控制，这次争论的结果是当时的制定委员会的负责人在标准通过的当天宣布辞职，他说：“太多的标准意味着没有标准”。其实我个人认为做一个统一的标准包含所有行业目前来看不太现实，各个行业的关注点也不同，像一般过程控制大家可能选PROFIBUS等，楼控可以选LONWORKS，数采和单一设备间通信可以选MODBUS等。但同一行业内实在应该制定一个统一的标准，我就常常为了联西门子或者AB的控制系统而伤脑筋。 我个人对PROFIBUS比较有感情，因为在前几年用了两个人年做了一块PROFIBUS的主站芯片，用FPGA做的，把整个PROFIBUS-DP的数据链路层的状态机完整实现了。PROFIBUS可以说是一个很好的块通信协议，对于可靠性方面处理是相当完备的，完全是德国人的思维方式，相当严谨，诊断、参数化、配置、诊断、数据交换。PROFIBUS最大的优点是状态机与通用处理器之间的多缓存结构，使通信的实时性和可靠性得到了保护。 |