工業控制自動化系統的組成

工業控制自動化技術是一種運用控制理論、儀器儀表、計算機和其它信息技術，對工業生產過程實現檢測、控制、優化和管理，達到增加產量、提高效率的目的。主要包括工業自動化軟件、硬件和系統三大部分。主要解決生產效率與一致性問題。雖然自動化系統本身并不直接創造效益，但它對企業生產過程有明顯的提升作用。國內工控自動化，大多是從國外引進成套設備進行消化吸收，然后進行二次開發和應用。國內的工業控制自動化技術也正在向智能化、網絡化和集成化方向發展。

基于工業PC技術的工業控制自動化系統

?工業控制自動化主要包含三個層次，從下往上依次是基礎自動化、過程自動化和管理自動化，其核心是基礎自動化和過程自動化。

目前的自動化系統，主流是基于PLC和DCS控制系統，過程自動化和管理自動化部分主要是由各種進口的過程計算機或小型機組成。但其硬件、系統軟件和應用軟件的價格過高成為了行業推廣、普及的瓶頸。

近年來，由于工業計算機（簡稱工業PC）的發展，以工業PC、I/O裝置、監控裝置、控制網絡組成的PC-based的自動化系統得到了迅速普及，成為實現低成本工業自動化的重要途徑。

由于基于PC的控制器可以像PLC一樣穩定可靠，所以，越來越多的制造商在生產中正在采用PC控制方案?；赑C的控制系統易于安裝，操作簡單，有**的診斷功能，為系統集成商提供了更靈活的選擇，與PLC相比，工業PC軟件**的優點--便宜。從長遠角度看，PC控制系統維護成本低明顯低于PLC。

關于現場總線（FCS）技術

由于3C（Computer、Control、Communication）技術的發展，過程控制系統將由DCS發展到FCS（Fieldbus?Control?System）。FCS可以將PID控制徹底分散到現場設備（Field?Device）中?；诂F場總線的FCS又是全分散、全數字化、全開放和可互操作的新一代生產過程自動化系統，它將取代現場一對一的4~20mA模擬信號線，給傳統的工業自動化控制系統體系結構帶來本質的變化。

根據IEC61158的定義，現場總線是安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網絡?，F場總線使測控設備具備了數字計算和數字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統與設備的功能。

計算機控制系統在經歷了基地式氣動儀表控制系統、電動單元組合式模擬儀表控制系統、集中式數字控制系統以及集散控制系統（DCS）后，將朝著現場總線控制系統（FCS）的方向發展。雖然以現場總線為基礎的FCS發展很快，但FCS還有很多不完善的地方，如統一標準、儀表智能化等。另外，傳統控制系統的維護和改造還需要DCS，因此FCS完全取代傳統的DCS還需要一個較長的過程，同時DCS本身也在不斷的發展與完善?？梢钥隙ǖ氖?，結合DCS、工業以太網、先進控制等新技術的FCS將具有強大的生命力。工業以太網以及現場總線技術作為一種靈活、方便、可靠的數據傳輸方式，在工業現場得到了越來越多的應用，并將在控制領域中占有更加重要的地位。

有線和無線網絡相結合

由于計算機網絡技術、無線技術的發展，產生了“基于無線技術的網絡化智能傳感器”的全新概念。這種基于無線技術的網絡化智能傳感器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網絡上傳輸、發布和共享。無線局域網技術能夠在工廠環境下，為各種智能現場設備、移動機器人以及各種自動化設備之間的通信提供高帶寬的無線數據鏈路和靈活的網絡拓撲結構，在一些特殊環境下有效地彌補了有線網絡的不足，進一步完善了工業控制網絡的通信性能。

無線局域網（Wireless?LAN）技術可以非常便捷地以無線方式連接網絡設備，可隨時、隨地、隨意地訪問網絡資源，是現代數據通信系統發展的重要方向。無線局域網可以在不采用網絡電纜線的情況下，提供以太網互聯功能。在推動網絡技術發展的同時，無線局域網也在改變著人們的生活方式。無線網通信協議通常采用IEEE802.3用于點對點方式，802.11用于一點對多點方式。無線局域網可以在普通局域網基礎上通過無線Hub、無線接入站（AP）、無線網橋、無線Modem及無線網卡等來實現，以無線網卡使用＊為普遍。無線局域網的未來的研究方向主要集中在安全性、移動漫游、網絡管理以及與3G等其它移動通信系統之間的關系等問題上。

在工業自動化領域，有成千上萬的感應器，檢測器等設備，需要互相連接形成一個控制網絡，通常這些設備提供的通信接口是RS-232或RS-485。無線局域網設備使用隔離型信號轉換器，將工業設備的RS-232串口信號與無線局域網及以太網絡信號相互轉換，符合無線局域網IEEE?802.11b和以太網絡IEEE?802.3標準，支持標準的TCP/IP網絡通信協議，有效的擴展了工業設備的聯網通信能力。