设计新型工业控制系统方法探讨读后感0

“设计新型工业控制系统方法探讨”读后感

“设计新型工业控制系统方法探讨”读后感 2011年12月09日 来源： 杨昌琨老师在PLC方面是一个老专家，参加过国家许多的大型项目，此篇文章是杨昌琨老师在读完文章后的一点感想。在拜读李明泽先生的论文“设计新型工业控制系统方法探讨”后颇有启示。诚然，《国内外机电一体化技术》发表的文章，多数以应用为主，提出独特的见解或创新的概念者不多，近期发表的“基于EPA的控制系统”和李明泽先生的论文确实吹来了丝丝春风，很希望能多多看到这样的文章，建议该刊能开辟一个技术论坛，由此展开热烈的讨论和争鸣，因为只有进行学术讨论和争鸣，才能不断深人和推动技术向前发展，但愿这个论坛能绽开鲜艳的花朵和结出累累硕果。 阅读李明泽先生的论文后（以下简称文章），有以下一些不成熟的看法，供商榷，不当之处请指正。 文章的中心思想是论述当前发展很快、主要用于消费电器的单板嵌人式CPU并配置相应的I／O以及开发组态、编程和诊断等软件，使之成为功能强大并能联网的控制设备。立意新颖、颇具匠心。嵌入式设备允许有多种结构，灵活性很强，可自行裁剪和组合，可设计自己的CPU，低功耗，高集成度，价格便宜，可靠性高，不必依赖PC机等优点。但缺点是一般只配以特定的应用程序，不能通用，缺乏开放性，通常不能联网。 文章的标题为“设计新型工业控制系统方案探讨”，但从文章给出的结构图分析，似乎只局限于控制系统的一个设备或分布式系统的一个站点。因为现代控制系统一般为三层结构（现场层、控制层和＠理层，其间还可能有网关，FCS系统有可能简化为二层结构）。随着信息化的发展，信息化推进自动化。控制层和管理层的信息纵向无缝集成即管控一体化（横向的集成，即体系结构的扁平化不在本文讨论之列）是发展的必然趋势，因而从多个方面大幅度地提升企业的竞争能力。三层的结构必需有中间层应用软件。中间层应用软件包括实时数据库。 关系数据库、历史数据库、数据发布、数据挖掘、模型计算、过程仿真、配方设计和处理、过程优化、参数检测和偏差分析等。这些中间层软件向下可以为控制层提供决策，向上可以为管理层提供有价值的数据等。故笔者认为李提出的是能复盖相当范围应用领域的一种控制设备（还不能认为用途最广泛的），并不是系统，也可能是由下向上的设计方法，即这种设备是新型工业控制系统的基础，它可以向上连接到人机界面，然后再连通到IT世界。 文章提出硬件应具有以下特征：32位无需机械散热的微处理器，4到256MB的内存容量，5到30MB的FLASH电子盘，l到2个内置以太网驱动器，USB接口，价格在300到2000元人民币，并指出这是在市场上垂手可得的产品。关于为上述硬件配置的软件，有一些不成熟的观点，仅供参考。 （1）现场总线是以现场设备的串行、双向、多路的数字化通信替代并行的单向传统的模拟量信号传输。只需一根通信电缆就能将分散的现场设备进行连接，实现从现场层一直到管理层的全数字化通信网络，业界普遍认为这是控制系统的一场深刻革命，今后的控制系统有可能向现场总线控制系统（FCS）发展。 现场总线是建立在ISO／OSI 7498的7层开放通信参考模型的国际标准基础上，其特点是各层之间相互独立而又互相联系，各分层的任务明确这样不仅可提高传输效率而且可避免出现数据差错等。文章提出“将IEC61131—3的编程能力分配到各个网络（现场总线）终端设备，也就是实现现场控制”，似乎有体于上述设计原则，PROFIBUS的一类主站（实现控制）和二类主站（实现编程、组态和诊断）是一个比较好的解决方案，似乎没有必要设计和开发以上述观点为基础的新的现场总线服务协议标准。 （2）文章在“2．网络与现场总线”这一大段落中，举出目前已广泛应用的现场总线的若干不足之处，并认为当前的现场总线处于不确定状态。但笔者认为，当今已通行的大多数现场总线，在技术上是相当成熟的，已有数以百万计的成功应用的节点，深受用户欢迎。文章还指出“现场总线产品的不兼容是由于物理层到应用层的细化等等”。实际情况是造成不兼容的根本原因是不同的现场总线由不同的跨国公司或集团研发，技术各不相同如采用不同的数据访问技术等，与所谓的细化毫无关系。文章着重提出“特定的现场总线只能用于特定的应用领域”，事实确是如此。但大千世界，五彩缤纷，没有一种现场总线能覆盖所有的应用领域，即使现在炙手可热的以太网也不是万应灵药。例如PROFIBUS适用于以离散控制为主的制造行业，FF适用于以连续控制为主的流程行业，AS－i和SeriPlex适用于开关量控制构成的简单系统，SERCOS适用于运动控制系统等。当前，现场总线种类太多，使用户无所适从，但市场是试金石，最后终能筛选出少数经得起考验的现场总线。至于文章担心现有现场总线“物理层和硬件又无法与主流的8位、I6位嵌入式计算机芯片相融合”。这个问题确实存在，建议开发适配嵌入式系统的现场总线接口，并将其作为一个从站接人现场总线网络。总而言之，还是那句话：似乎没有必要开发新的现场总线服务标准。 （3）文章提出“在以太网用于实时控制时，通过TCP／IP再套上实时

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