西门子S7-1200中国授权供应商

现有的工业控制网络可以根据其应用场合的不同分为以下几种：

1）SensorBus：低阶网络，通常用来连接低阶的传感器、执行器等现场设备，传输数据量少，例如AS-i、Interbus-S。

2）DeviceBus：它界定的范围广，只要是能对网络化设备提供通信或诊断功能的都属于这种类型。例如CANOpen、DeviceNet、LonWorks、PROFIBUS-DP。

3）FieldBus：通常是架构在Devicebus之上，用来传输大批量的数据，但传输速度较慢。有的也提供一些设备终端控制的功能，例如WorldFIP、Foundation Fieldbus、PROFIBUS-PA。

4）ControlBus：提供高阶控制设备（例如PLC，CNC）间的对等网络通信（Peer-to-Peer），例如ControlNet。

5）EnterpriseNet：企业的骨干网络，一般为Ethernet TCP/IP。

这五类网络的连接方式是，先将同一类型的网络串接起来，然后再把不同类型的网络通过Gateway连接起来。

工业控制经历了早期单一设备简单的I/O，后来增加模拟量的采集和逻辑控制功能，接着，20世纪80年代中期产生的现场总线，将智能现场设备和自动化系统以全数字式、双向传输、多分支结构的通信控制网络连接，使工业控制系统向分散化、网络化和智能化发展成为可能，使工业控制系统的体系结构和功能结构产生重大变革。

现场总线IEC61158经过10多年的争论和斗争后，放弃了其制定单一现场总线标准的初衷，终发布了包括10余种总线的，如PROFIBUS、Controllerlink、FF、WorldFIP、Interbus、DeviceNet等。这说明各大总线各具特点、不可互相替代的局面得到世界工控界的认可。

与之相对应，传统意义上的以太网优点在于已有巨大的网络基础和长期的经验知识，同时以太网具有性价比较高、初始成本和运营成本均较低、扩展性好、容易安装开通以及高可靠性等特点。

特别是近些年，以太网技术已有重要变化和突破（完善的LAN交换，星形、环形乃至混合网络布线，大容量MAC地址存储等），与传统的以太网相比，其面貌已大为改观，从共享媒质转向了枢纽或星形结构并采用LAN交换后，实现了计算机间的信息隔离。更重要的是使以太网从此转向全双工传输，消除了链路带宽的竞争和潜在的碰撞机会。加上以太网通信速率的大幅度提高，大大消除了以太网通信的不确定性，提高了以太网通信的实时性和QoS（ of Service，服务质量）。特别是实时工业以太网的出现，进一步保证了网络的传输性能。由于采用专用的无碰撞全双工光纤连接，还可以使以太网的传输距离大为扩展。同时工业自动化系统向分布式、智能化的实时控制方面发展，使通信成为关键，用户对统一的通信协议和网络的要求日益迫切。

长期以来，由于现场总线争论不休，互通与互操作问题很难解决，于是现场总线开始转向以太网。这得益于近些年，随着工业以太网的快速发展和关键技术的突破，使得工业自动化领域控制级以上的通信网络正在统一到工业以太网，并正在向下逐渐延伸。在工业控制领域，出现了现场总线在转向工业以太网的同时，又将现场总线之争让路给工业以太网的局面。

通过现场层和过程控制层的工业以太网，可以与管理层和企业信息层的办公以以太网无缝连接，从而大大简化了整个网络的构建，真正实现了企业的信息共享！当然，出于对网络及信息安全的考虑，可以通过VLAN（Virtual Local Area Network，虚拟局域网）划分，地址绑定，用户访问安全控制，数据加密，甚至增加防火墙等方法来保障。

现场总线与工业以太网络技术是现代自动控制技术和信息网络技术相结合的产物，是下一代自动化设备的标志性技术，是改造传统工业的有力工具，同时也是信息化带动工业化的重点方向！

纵观自动化控制系统的发展历史，我们发现自动化控制系统的发展和工业通信技术的不断成熟是相辅相成的。自动化控制系统的发展给工业通信提出了新的要求；反过来，工业通信技术的进步也极大地提升了自动化控制系统的性能，为用户带来了巨大的收益。

浔之漫智控技术（上海）有限公司（s）

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简单地说，自动化控制系统的历史大致可分为三个阶段：1.集中式控制系统

20世纪50年代前后，现场的仪表和自动化设备提供的都是模拟信号，这些模拟信号统一送往集中控制室的控制盘上，操作员可以在控制室中集中观测生产流程各处的情况。但是，模拟信号的传递需要一对一的物理连接，信号变化缓慢，计算速度和精度都难以保证，信号传输的抗干扰能力也很差，传输距离比较短。

为了解决模拟信号的这些缺点，一部分模拟信号被数字信号所替代，这些信号都接入到主控室的中心计算机上，由其进行统一监视和处理。通过使用数字技术，克服了模拟技术的缺陷，延长了通信距离，提高了信号精度。不过，由于当时计算机技术的限制，中心计算机并不可靠，一旦中心计算机出现故障，将会导致整个系统的崩溃。2.分散式控制系统（DCS）

随着计算机技术的发展，计算机的可靠性不断提高，价格也大幅度下降，出现了PLC及多个计算机递阶构成的集中与分散相结合的集散式控制系统。DCS弥补了传统集中式控制系统的缺陷，实现了集中控制，分散处理。这种系统在功能、性能上较有了很大进步，实现了控制室与DCS控制站或PLC之间的网络通信，减少了控制室和现场之间的电缆数目。但是在现场的传感器、执行器与DCS控制站之间仍然是一个信号一根电缆的传输方式，电缆数量很多，信号传输过程中的干扰问题仍然很突出。而且在DCS形成的过程中，各厂商的产品自成系统，难以形成不同系统间的互操作。3.现场总线控制系统

随着智能芯片技术的发展成熟，设备的智能程度越来越高，成本在不断下降。因此，在智能设备之间使用基于开放标准的现场总线技术构建的自动化系统逐渐成熟。通过标准的现场总线通信接口，现场的I/O信号、传感器及变送器的设备可以直接连接到现场总线上，现场总线控制系统通过一根总线电缆传递所有数据信号，替代了原来的成百上千根电缆，大大降低了布线成本，提高了通信的可靠性。

现场总线技术的出现，彻底改变了自动化控制系统的面貌，正是在这个阶段，工业通信网络的概念逐渐深入人心，覆盖全厂范围的工业通信网络逐渐成形。由于功能强大的工业通信网络的出现，使得对全厂信息的统一采集和管理成为可能，自动化控制系统开始向更高的层级迈进，控制信息和企业经营管理信息的对接成为流行的趋势，这就对自动化控制系统提出了更高的要求，全集成自动化（Totally Integrated Automation，TIA）就是这个流行趋势的代表。作为的自动化系统提供商，西门子公司在1996年提出了全集成自动化的概念，在工厂自动化的浪潮中再次成为市场的者。

随着市场竞争的逐渐激烈，企业在市场上面临越来越大的竞争压力。对市场的需求，企业要能够及时反应，同时还要控制成本，保证质量。因此，用户需要的是一个完整的从现场级到工厂管理级的自动化控制解决方案，帮助工厂降低单位能耗，提高产品质量，实现更好的供应链管理，从而提高自身在市场上的竞争力。

而传统的自动化系统大多是以单元生产设备为核心进行检测和控制，生产设备之间易形成“自动化孤岛效应”。这种“自动化孤岛效应”式的单机自动化缺乏信息的共享和生产过程的统一管理，已无法满足现代工业生产的要求。

为了提高企业的市场竞争力，实现其佳经济效益的目标，必须将自动化控制、制造业执行系统（MES）和企业资源计划（Enterprise Resource Plan，ERP）系统三者完美地组合在一起。

西门子全集成自动化顺应了自动化变革的趋势，将公司的供应链、企业生产现场和管理层无缝地整合在一起，实现了企业信息系统的横向和纵向集成，对提高投资回报率和降低运营成本起决定性作用。不仅是过程自动化还是生产自动化，全集成自动化提供了一个通用的平台，可覆盖所有的自动化方面。事实上，迄今为止，西门子公司提供的基于集成平台的控制系统是全球唯一一家可以用于工厂自动化也可以用于过程自动化的控制系统。

工业通信网络结构，一般而言，企业的通信网络可划分为三级：企业级、操作控制级和现场级。

（1）企业级通信网络

企业级通信网络用于企业的上层管理，为企业提供生产、经营、管理等数据，通过信息化的方式优化企业的资源，提高企业的管理水平。

（2）操作控制级通信网络

介于企业级和现场级之间。它的主要任务是解决车间内各个需要协调工作的不同工艺段之间的通信，从通信需求角度看，要求通信网络能够高速传递大量信息数据和少量控制数据，同时具有较强的实时性。对车间级通信网络，使用较多的解决方案是工业以太网。

（3）现场级通信网络

现场级通信网络处于工业网络系统的底层，直接连接现场的各种设备，包括I/O设备、传感器、变送器、变频与驱动等装置，由于连接的设备千变万化，因此所使用的通信方式也比较复杂。而且，由于现场级通信网络直接连接现场的设备，网络上主要传递的是控制信号，因此对网络的确定性和实时性有很高的要求。