圖1 .現場總線的特點                 圖2 .工業以太網的特點

   圖1、2分(fen)別(bie)表(biao)示(shi)了(le)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)的(de)特(te)點(dian)和(he)工(gong)業(ye)以(yi)太(tai)網(wang)的(de)特(te)點(dian)。由(you)於(yu)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)是(shi)專(zhuan)門(men)按(an)照(zhao)現(xian)場(chang)通(tong)訊(xun)的(de)要(yao)求(qiu)開(kai)發(fa)出(chu)來(lai)的(de)
，所(suo)以(yi)基(ji)本(ben)上(shang)滿(man)足(zu)現(xian)場(chang)信(xin)息(xi)傳(chuan)輸(shu)的(de)實(shi)時(shi)性(xing),使用方便,診斷功能強和經濟性的問題. 但是現場總線不能夠完成大數量的管理數據的傳輸.同時多采用主從控製的方法,不能容易地實現控製係統第4點的傳輸的要求. 而今天以太網是IEEE802.3的國際標準，已在全世界得到了最廣泛的應用。同時，采用IEEE802.3E和IEEE802.3Z的快速以太網和千兆以太網也得到了發展。TCP/IP協議不斷普及化

，使得幾乎所有的操作係統都可以采用TCP/IP方法，它的多主站

、通用性

，同時能夠通過采用不同速率來傳輸大數量信息的特點正好補充了現場總線的不足。完全滿足了現場生產管理係統與OFFICE係統的通訊要求. 但是工業以太網采用CSMA/CD(載波監聽多路訪問/衝突檢測)的網絡技術,不具備數據傳輸實時性和確定性的功能,大大限製了這種技術在現場層數據交換的應用.,如果要將以太網TCP/IP直接用於現場總線的通訊則需要進行相應的改革。如采用具有優先權的以太網網絡，采用IP地址管理程序等的傳輸方法。. 因此 工業以太網能否取代現場總線技術成為統一的工業網絡標準的預測是最艱難的事；xianchangzongxianshizhuanweigongyexianchangcengshebeitongxinsheji，shiweizidonghualiangticaiyidejishu。yitaiwangshejichuzhongshibangongwang，yongyushujuchuli。congjishubijiaochufasihuhenrongyidechujielun。danjishufazhanshoushehuizhengzhi、經濟影響，市場因素很大程度左右技術走向。目前工業以太網在工廠自動化車間監控層及管理層將成為主要應用技術，特別是采用TCP/IP協議可與互連網Internet連lian接jie。在zai現xian場chang層ceng
，在zai沒mei有you嚴yan格ge的de時shi間jian要yao求qiu條tiao件jian下xia，以yi太tai網wang也ye可ke以yi有you部bu分fen市shi場chang。在zai以yi太tai網wang能neng夠gou真zhen正zheng解jie決jue實shi時shi性xing和he確que定ding性xing問wen題ti之zhi後hou，現xian場chang層ceng也ye會hui選xuan用yong工gong業ye以yi太tai網wang的de技ji術shu。總zong之zhi,按照目前控製係統金字塔的模型,工業以太網在自動化控製係統的應用應該區分為兩個層麵的問題，。一是在管理層:工廠自動化技術與IT技術結合，與ERP, MES 企業管理的結合,與互連網Internet技術結合，成為未來可能的製造業電子商務技術、網絡製造技術雛形。另一個方麵

，即以太網在工業控製現場層的應用,也會成為甚至取代現有的現場總線技術成為統一的工業網絡標準. 這些問題實為目前自動化行業專家們爭論的熱點. 

圖3 控製係統的金字塔模型

   如果Ethernet通信協議TCP/IP與現場總線技術能有機地結合起來，將會對現代工業自動化控製係統的發展產生重大的影響。其中基於WEB的TCP/IP管理（Web-based-Management簡稱WBM）用於現場總線通訊使得現場總線可以方便地與Internet技術連接起來。
3. 實現信息控製一體化的控製係統.
   由此可見, 通過對通信技術拓撲結構的簡化,形成了能滿足控製係統通信需要的現場總線和工業以太網的工業通信技術,使的控製係統數字化,網絡化和智能化成為可能. 目(mu)前(qian)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)網(wang)絡(luo)結(jie)構(gou)發(fa)展(zhan)越(yue)來(lai)越(yue)分(fen)散(san)化(hua)，同(tong)時(shi)係(xi)統(tong)越(yue)來(lai)越(yue)複(fu)雜(za)，內(nei)部(bu)的(de)連(lian)接(jie)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)速(su)化(hua)緊(jin)密(mi)化(hua)。更(geng)多(duo)的(de)是(shi)係(xi)統(tong)細(xi)分(fen)成(cheng)了(le)獨(du)立(li)的(de)控(kong)製(zhi)孤(gu)島(dao)。對(dui)驅(qu)動(dong)器(qi)和(he)用(yong)戶(hu)接(jie)口(kou)的(de)需(xu)求(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)。而(er)目(mu)前(qian)的(de)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)金(jin)字(zi)塔(ta)的(de)模(mo)型(xing)已(yi)不(bu)適(shi)合(he)係(xi)統(tong)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)的(de)分(fen)散(san)化(hua)需(xu)求(qiu)。
   從傳感器到主控製器
，數據的傳輸必須經過控製層的CPUhequdongruanjian，qijieguoshichuanshusududi，quefatoumingdu，ruanjianheweihufeiyonggao。renheshihouyigekongzhiqiyuxitongzhongrenyiqitadeyigekongzhiqijinxingshujutongxunshibukenengde。wulunshidanyidezhucongshihaishilingpaizongxianshijiegouxitong
，zaizheliangzhongxitongzhong
，shishigaosudeshujuchuanshubunengdadao，gengbubitanjibianchengkaifayuweihule。zuikunnandeshizuhedechuizhiyushuipingdeshujutongxun。liru: 控製器A從與控製器B相連的遠程I/O獲(huo)得(de)數(shu)據(ju)，通(tong)常(chang)這(zhe)對(dui)於(yu)實(shi)時(shi)通(tong)訊(xun)的(de)控(kong)製(zhi)幾(ji)乎(hu)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de)。對(dui)於(yu)若(ruo)幹(gan)個(ge)控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)集(ji)成(cheng)，通(tong)常(chang)沒(mei)有(you)一(yi)個(ge)廣(guang)泛(fan)的(de)邏(luo)輯(ji)上(shang)的(de)實(shi)體(ti)單(dan)元(yuan)。所(suo)有(you)控(kong)製(zhi)器(qi)孤(gu)島(dao)獨(du)立(li)的(de)運(yun)行(xing)，而(er)數(shu)據(ju)交(jiao)換(huan)僅(jin)以(yi)一(yi)定(ding)的(de)速(su)度(du)進(jin)行(xing)。每(mei)個(ge)控(kong)製(zhi)器(qi)管(guan)理(li)一(yi)束(shu)獨(du)立(li)的(de)數(shu)據(ju)，全(quan)球(qiu)的(de)數(shu)據(ju)不(bu)存(cun)在(zai)。上(shang)麵(mian)的(de)闡(chan)述(shu)說(shuo)明(ming)傳(chuan)統(tong)經(jing)典(dian)的(de)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)已(yi)不(bu)適(shi)合(he)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)發(fa)展(zhan)。即(ji)使(shi)是(shi)像(xiang)工(gong)業(ye)PC, OPC和以太網技術，隻要它們被鑲嵌在傳統的係統結構中，也隻能是對係統的功能作些邊緣性的提高。傳統的PLC編程語言已不能適合現行的控製係統的要求
，其結果是對軟件需求的增長。 
   在這種情況下,控製係統中控製層的改革也提到了議事日程, 所謂的可編控製器控製係統(PAC)的概念也不斷的引起重視. 那麼什麼是PAC係統呢?
   1)在一個開發平台上隻需要一個公共的變量定義和一個存放所有參數和控製功能的中央數據庫
軟件工具能夠同時開發,調試和安裝多個機械設備和係統單元
   2)這種開放的模塊式的結構是麵向生產應用的.從工廠中的機械設計一直到係統設備的企業部門
   3)支持事實上的網絡接口和語言(比方. TCP/IP, OPC, XML 和 SQL), 使得各種生產廠家在聯網係統中的數據交換成為可能
   4)PAC的集成平台既可以是基於PLC的硬件平台也可以是基於PC的軟件平台。

圖4 是PAC 係統的結構圖

   PAC係統集合了PLC,DCS,MC係統的優點, 不僅將多個控製係統的元素集中在一個平台上,同時更多地考慮與應用者之間的聯係,特別是行業專家們的溝通和交流,從而將係統集成時間減少到最小.當然目前集成化將化成零的設想還是一個夢想,但是我們自動控製領域的工程師們一直在努力地去實現這個目標. 一個新型的自動化控製係統的機構PAC 正是走向這個夢想的第一步.
4. 信息控製一體化是工業自動控製發展的必然趨勢
   在上世紀70年代初,日本提出了”機電一體化”(Mechatronics)的概念, 它將機電產品的五大類: 機械部分,傳感器,執行器,計算機以及動力部分有機地集合成一體, 從而對機電工程師的思維方式起了一場革新,甚至已影響了生活的各個領域. 同時,由於日本提出了這個新的概念也大大推動了日本國的工業的迅猛發展. 使的日本在短短的數年已成為機械製造的強國. 今天,隨著IT ,計算機的高速發展, 一場新的工業自動化控製技術的革新迫在眼前, 曾幾何時,我們也提出了所謂的”管控一體化” 的非常好的概念, 但是,它僅僅偏重於控製層和管理層之間的信息問題,而忽略了如何提高工業控製係統傳輸的實時性和確定性的問題. 很難想象,如果在控製係統中, 管理層在不能及時,正確地得到現場實時數據的時候如何作出正確的判斷. 因此,如果說, 機電一體化 是機械工程師提出的概念, ”管控一體化” 是IT工程師提出的概念,那麼, 今天, 我們自動控製工程師提出了信息控製一體化的概念. 目前,我們中國的自動化控製係統的發展還是太慢, 跟不上其它行業,如. 而 信息控製一體化的提出正是我們趕超國際先進水平的一個有力的跳板.我(wo)們(men)應(ying)該(gai)抓(zhua)住(zhu)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)的(de)核(he)心(xin)技(ji)術(shu)，利(li)用(yong)我(wo)國(guo)計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術(shu)比(bi)較(jiao)強(qiang)的(de)優(you)點(dian)，開(kai)發(fa)新(xin)型(xing)的(de)控(kong)製(zhi)器(qi)
，並(bing)以(yi)此(ci)為(wei)基(ji)礎(chu)
，開(kai)發(fa)工(gong)業(ye)的(de)實(shi)時(shi)操(cao)作(zuo)係(xi)統(tong)．完成信息控製一體化的係統, 與此同時,推出我們的現場總線以及適用於工業環境工作的以太網網絡．短期的幾年內

，我們的工業自動化控製水平一定將會進入世界的先進行列．