现场设备集成技术与发展

　　1 引言

　　目前，工业现场的设备大多来自不同的厂商，这些厂商一般使用专有的配置管理工具对现场设备进行标定、调试和诊断，而且大多情况下，这些配置管理工具使用自己私有的通信协议对现场设备进行管理，工程技术人员不得不熟悉多种应用系统，加之现场设备集成过程中的设备互操作、版本管理和平台兼容性等问题，给工业控制系统的集成带来极大的不便，业内希望能够实现一种开放的和标准化的设备集成方法，以此来整合多种设备的配置和管理。

　　其次，获准进入IEC61158国际标准(第四版)的现场总线技术，包括FF、ProfiBus等在内已达20种之多。这些现场总线技术互不兼容，有着各自的体系结构和通信机制，诸多的标准给工业控制技术的推广带来许多的困惑。在多总线标准既成事实的情况下，行业内不得不寻求一种多总线系统集成的解决方案。

　　2 几种代表的现场设备集成技术

　　所谓现场设备集成，就是在自动化控制系统中能够集中地调用现场设备的数据和功能，充分利用网络化、智能化、数字化技术，整合不同厂商、不同类型、不同通信机制的现场设备的一种技术，目的在于力求以一种标准化方式将现有的现场总线系统，以及不同厂商的现场设备集成到一起，对于用户来说有着一致的操作流程和访问接口。

　　当前，几种有代表的现场设备集成技术包括OPC、EDDL、FDT/DTM等。

　　2.1 基于OPC的现场设备集成方法

　　传统上，企业级的现场设备集成大多使用基于OPC技术的方法，OPC(OLE for Process Control)以OLE/COM/DCOM技术为基础，并由OPC基金会(OPC Foundation)制订成为工业标准，它规范了现场控制应用系统与现场设备之间的访问接口，解决了不同现场总线、PLC、DCS异构系统间的通信问题。

　　如图1所示，用户通过异构系统各自独立的OPC组件，访问各自的现场设备，来满足现场设备集成的需求。基于OPC的客户应用(HMI、SCADA)可以通过一致的操作接口(OPC Client)对现场数据进行访问，而不必关心实际的现场设备的运行机制和通信规约，现场设备的控制和数据获取由各自独立的访问组件(OPC Server)完成。OPC规范定义一套标准的接口、属性和方法，用户应用可以通过一致的操作接口对来自不同现场总线、不同现场设备的数据进行整合、加工、处理和控制。

　　OPC技术的应用，除解决了异构工业网络条件下的现场数据集成之外，还提供了历史数据访问、报警和事件处理、远程数据访问等服务，大大提高了工业系统的便利性和可用性。但是，OPC服务位于工业系统的用户层，更多的是适合于企业级管理系统的数据获取、远程监控和信息集成，对于控制级的应用，性能和效率仍稍显不足，而对于设备级的现场标定、诊断和调试仍缺乏有效的控制手段。