浅谈现场控制网络技术计算机工程应用技术

王春生

摘要：近几年来，随着各种控制系统的发展，现场控制系统也受到了大量工程师的关注与研究。将现场控制系统与工业控制系统、网络以及智能化现场总线技术进行融合，就形成了一种全新的控制技术，本文重点针对现场控制网络技术计算机工程应用技术进行了详细的分析，以供参考。

关键词：现场控制，网络技术，集成化发展

现场控制网络技术是一种技术与网络有机融合的控制技术，除了工厂之外，还涉及到了其他的领域。对这一技术和控制操作进行科学的应用，不仅在控制体系与信息网络的建设方面发挥着十分重要的作用，还可以促进各大领域之间的信息共享，为企业的可持续发展提供保障。

一、多技术集成

（一）设备互操作性技术

所谓设备互操作性，既包含设备的可互换性，也包含设备的可操作性。首先，设备的可互换性，指的是如果设备的功能相同、类型相同，那么不同的生产厂商就可以在不影响设备功能与控制系统集成的情况下进行设备的互换。其次，设备的可操作性，指的是虽然设备由不同的厂商生产，但是却可以互相通信，且对数据的含义进行无误差的理解与交换。设备可操作性的实现依赖于以下两大技术：第一设备描述技术;第二功能块技术，即程序设计中模块组件技术的应用。换句话说，就是在实际的现场控制网络当中，通过网络来交换数据，确保工作人员可以直接通过现场测控仪表来完成相应的测控工作[1]。

（二）OPC技术

由于开放式接口标准还没有得到统一，所以我国的工业自动化系统仍以封闭系统为主。不同生产厂家生产的SCADA、DCS、HMI软件，有着不同的设备驱动程序接口。所以，要想对不同廠家的设备进行科学合理的管理，控制软件厂家就必须要加大市场上主流硬件的驱动开发力度。而之所以重视OPC的开发，是因为它可以实现软件与现场设备结构的科学管理以及标准化监控，并进行统一数据存储规范的构建。

二、现场控制网络

（一）现场设备的互连

现场总线控制系统可以将多种不同的设备进行有效的连接。虽然这一连接依赖于通信线的作用，但是也可以根据实际需求对通信线进行调整，例如电缆、光纤以及电线等。这些都是常用的通信线种类。除了在现场设备与控制器之间进行有效的信息传输之外，还可以通过现场设备与广播型可变通信进行互连，并形成一种强大的可控网络。

（二）现场通信的互连

在站点上总线的作用下，通信线路可以向生产站点进行延伸，所以现场设备往往都会设置多个点的共享总线，确保现场数据可以实现两个不同方向的有效传输。另外，还有一些总线，还可以通过协议进行物理与数据的应用，使得现场设备也具有了网络寻址功能。

（三）开放式网络的互连

FCS的现场总线是一种开放型的互连网络，无论是相同层、还是不同层，或者是不同厂商所拥有的网络，都可以进行互连。而且，在网络连接过程中，用户还不会受到硬件与软件等问题的影响。

三、现场控制网络技术的集成化发展

（一）网络互连技术

一般情况下，控制现场会出现各种不同的系统和总线，所以只有保证不同的系统和总线之间可以顺利的进行数据交换，才能够为控制网络的有效连接打好基础。因为大多数现场总线有着不同的通信协议，所以只有实现通信协议的自由转换，才能够为不同系统之间的互连提供保证。如果研发所有不同控制网络中的网管设备的连接转换，存在一定的难度，那么只需要对最关键的现场总线研制出互连设备或者提供公认网络来保证连接的有效性即可，例如FF H1/Ethernet网关、Profibus-DP/Ethernet网关、DCS/Ethernet转换网关等。另外，要想对网络互连进行控制，还可以使用现场网络交换机。例如，在以太网的作用下，FF、Profibus、DCE等现场控制系统就可以进行连接。但是，在协议转换后，数据传输容易受到网关设备的影响[2]。

（二）自动化软件套件

目前，在线组态、整定级诊断等功能已经嵌入到了现场设备中，所以其相应的监控组态软件，也需要增加一定的视图、报警等功能，从而为现场总线设备的有效运行提供保证。而工厂自动化套件的实现必须要以OPC技术的应用为基础。分析工厂自动化套件的组成，主要包含以下六部分：第一过程监督、第二生产调度、第三质量管理和环境管理、第四工程设计、第五组态、第六设备实时管理。

（三）以WEB浏览器为基础的软件体系

在现代化社会的快速发展背景下，计算机网络技术也得到了不断的升级与优化，越来越多的企业也已经根据自身的实际情况构建出了计算机网络。但是，绝大多数的网络建设功能仅限于信息系统的管理，虽然将工业测控系统也安装到了相应的工作现场，但是也只能显示相应的工况画面、参数以及报表，只能在本地控制室中运转，而企业的高层仍需要通过现场操作者来了解实际情况，无法对信息进行直接的查阅与利用。在Internet与企业管理信息网络逐渐融合的过程中，企业高层可以直接借助Internet的浏览器来进行工作现场运行数据的发布与显示，管理人员对工作现场的监督与管理力度也有所加强。与此同时，还可以对设备进行远程调试与故障诊断。在OPC接口、现场设备以及现场控制系统的辅助下，现场设备实施管理系统与生产过程监控系统还可以顺利的完成数据交换，并在后台网管的作用下将数据传输到相应的数据库中。这样一来，各大工作站与远程工作站，也就可以在WEB浏览器的基础上，利用Internet进行现场工况的观察与管理[3]。

结语：

综上所述，目前，我国的现场控制网络技术计算机工程应用技术的发展水平还十分有限。而我国又是一个工业强国，对于现场控制网络技术、现场总线技术、智能网络等技术的应用需求较大。所以，我国还需要进一步加强这一方面的研究，提升相关技术的研发水平和应用水平。

参考文献：

[1]史雨鑫，张铷钫.现场控制网络技术计算机工程应用技术[J].计算机产品与流通，2020（02）：42.

[2]段英杰.计算机工程技术的应用与发展分析[J].信息与电脑（理论版），2019（15）：5-6.

[3]陈尚春.现场控制网络技术[J].信息与电脑（理论版），2018（24）：11-12.