一、 CIP通用工業(yè)協(xié)議已經(jīng)形成：

CIP（Common Industrial Protocol）是由ODVA和CI共同推出。ODVA（Open DeviceNet Vendor Association）為開放型DeviceNet供貨商協(xié)會，CI（ControlNet International）為Control Net國際組織，均由羅克韋爾自動化公司牽頭，它是工廠自動化有代表性的組織，它在DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP三層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，采用CIP協(xié)議，使三者具有統(tǒng)一的應(yīng)用層、應(yīng)用對象和設(shè)備描述，做到不同廠商設(shè)備之間通信，實現(xiàn)互操作。目前CIP設(shè)備描述主要針對如下幾個行業(yè)，即半導(dǎo)體設(shè)備、氣動閥、交流驅(qū)動設(shè)備、位置控制器、其它設(shè)備描述等。此前，羅克韋爾還研制出ProcessLogix主控系統(tǒng)，它通過了現(xiàn)場總基金會的HIST互操作性測試，所以也可和過程控制行業(yè)兼容。這樣通過應(yīng)用行規(guī)，使設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)如數(shù)據(jù)類型、參數(shù)語義、應(yīng)用功能等能互相理解，從而實現(xiàn)互操作，這種互相理解能力，就稱為互操作性。

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設(shè)備描述提供基本構(gòu)件（Construct）來構(gòu)建設(shè)備描述文件。通過這也幫助我們理解上一節(jié)信息融合技術(shù)的一斑。這些構(gòu)件有：變量、數(shù)組（陣列）、條目數(shù)組、記錄、塊、數(shù)集、變量表、程序、域、響應(yīng)代碼、方法、單元關(guān)系、刷新關(guān)系、整體寫入關(guān)系、菜單、編輯顯示等。設(shè)備描述的源文件由設(shè)備描述的信息開始，然后說明塊或塊參數(shù)的屬性及其它構(gòu)件的屬性，共同構(gòu)成一個整體。設(shè)備描述的源文件經(jīng)編譯后形成目標文件，而后把此目標文件看成設(shè)備的驅(qū)動程序即可。

關(guān)于實現(xiàn)互操作性設(shè)備描述語言有DDL、增強的EDDL（或稱電子設(shè)備描述語言）、FDT（現(xiàn)場設(shè)備工具）等語言及Lonworks技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)變量等，而這些又與管控一體化中設(shè)備管理技術(shù)有著密切的關(guān)系。

CIP又開發(fā)了CIPSafety和CIPSync等規(guī)范，即在CIPNetworks工業(yè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，可以實現(xiàn)CIPSafety的緊急跳閘保護功能及CIPSync的順序事件記錄、分布式運動控制、定時輸出、同步執(zhí)行及時間戳的數(shù)據(jù)錄入等對實時性要求高的功能。

ODVAChina組織由上海電器科學(xué)研究所牽頭，行業(yè)活動也很活躍。FIA展覽會上，它與FF的聯(lián)合展臺相鄰，也由多家國內(nèi)外廠商組成ODVA聯(lián)合展臺，真是相映成趣，傳為佳話。這也證明以離散控制為主的“電控行業(yè)”與以過程控制為主的“儀控行業(yè)”在中國的活動，都成為舞臺的一部分了。

二、 執(zhí)行儀表、運動控制及主流伺服系統(tǒng)正成為熱點：

在過程控制領(lǐng)域，執(zhí)行儀表是以電-氣閥門定位器+氣動薄膜調(diào)節(jié)閥為主，其它有氣缸或調(diào)節(jié)閥、電動執(zhí)行機構(gòu)、液動執(zhí)行機構(gòu)（電-液調(diào)節(jié)閥）、電動調(diào)節(jié)閥等?？傊?，是在以管理道化為主的工藝裝備中，以改變閥門的開度為目的直行程和角行程的執(zhí)行儀表為主流設(shè)備。近年來，以滿開/滿關(guān)為主要形式的電磁閥、閥組等也在大量使用。但是離散控制領(lǐng)域的執(zhí)行部件就形式多樣了，特別是以旋轉(zhuǎn)設(shè)備——電機為主的控制，已經(jīng)得到很大發(fā)展。兩個領(lǐng)域的執(zhí)行部件共性是速度反饋和位置反饋的控制技術(shù)。

變頻器、軟啟動器等已得到普及，在節(jié)能等方面已取得成效，本文不準備進一步闡述了。在上世紀中葉，伺服機構(gòu)、直流閉環(huán)調(diào)整系統(tǒng)、交流閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)、步進電機開環(huán)系統(tǒng)已經(jīng)問世，從90年代以來，運動控制名詞悄然流行，它是相對于電力拖動及電機傳動控制而言的一個分支。運動控制是指通過對電機等機電機構(gòu)的控制，使機電機構(gòu)產(chǎn)生期望的運動，運動控制為轉(zhuǎn)速、位置、力矩三個參數(shù)的組合控制，終保證運動參數(shù)和運動軌跡為予定值。它涵蓋于運載工具、數(shù)控機床（CNC）、機械加工生產(chǎn)線、包裝設(shè)備、紡織、印染設(shè)備、機器人及多種機電一體化設(shè)備和民用設(shè)施，所以受到重視。

近交流伺服系統(tǒng)的性能/價格比已具有競爭力，特別是全數(shù)字式交流永磁伺服電機，DSP嵌入式芯片技術(shù)的發(fā)展，受到青睞，所以前景看好。本文要著重說的，乃是作為主流伺服系統(tǒng)在運動控制中要求實時性很高，如實時響應(yīng)時間要求小于1ms、同步傳送和抖動小于1ms，在要求更高的地方，可能為納秒（ns）級。分布式交流伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)走向市場、羅克韋爾的SERCOS、倫茨的SystemBus及的Profibus、Interbus、DevuceNet等均可以完成分布式交流伺服控制，其上層通信仍采用CIP協(xié)議及CIPSync規(guī)范，才能獲得的實時性和可互操作性。

IEEE1588為用于測量和控制網(wǎng)絡(luò)的分布時鐘定義了一個時間同步協(xié)議（Preci Sion Time Protocol，PT），它為在以太網(wǎng)上實現(xiàn)時間同步提供了工作原理。CIPSync實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中不同設(shè)備的（+100ns）時間同步以及分布式運動控制，即包括多個伺服控制器的協(xié)同、伺服控制器及多伺服驅(qū)動器的協(xié)同。它借助CIPSync/IEEE1588對于網(wǎng)絡(luò)上的各伺服驅(qū)動器的時鐘，結(jié)合帶時間標記位置信號進行伺服同步，它考慮使用基于以及網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并且是適合于精度在微秒范圍內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng)的同步。

CIPSync以外，還有SynqNet運動控制網(wǎng)絡(luò)，由Motion Engineering公司開發(fā)，支持集中控制，支持它的伺服電機廠商較多，具有自愈容錯、捕獲技術(shù)、易于使用等優(yōu)點，所以分布式和集中式交流伺服控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)該互相結(jié)合。

我國為制造大國，所以對交流伺服系統(tǒng)技術(shù)很重視，和利時（四通電機）、時光科技等公司都集中了很強的技術(shù)力量，開發(fā)了一批新產(chǎn)品。FIA和FA/PA展覽會上，國產(chǎn)PLC產(chǎn)品很多，如凱迪恩公司的KDN-K3等小型PLC產(chǎn)品很有特色，但國產(chǎn)PLC在交流伺服控制器模塊的開發(fā)方面還需努力，爭取迎頭趕上水平。在本節(jié)末尾，以交流變頻、同步伺服與異步伺服的性能比較表（表1）結(jié)束，僅供參考。

交流變頻 交流同步伺服 交流異步伺服

速度控制 范圍小精度低 范圍大精度高 范圍大精度高

位置控制 無

轉(zhuǎn)矩控制 轉(zhuǎn)矩提升 轉(zhuǎn)矩可控制 轉(zhuǎn)矩可控制

零速力矩鎖定 無 有 有

過載能力 較小 大 大

電機結(jié)構(gòu) 簡單 較復(fù)雜 簡單

電機功率范圍 大 小 大

電機價格 低 高 低

電機轉(zhuǎn)動慣量 大 中、小 大

控制器與電機 電流匹配即可 對應(yīng)配套 電流匹配即可

編碼器 非必配 必配 必配

表1 交流變頻、同步伺服、異步伺服性能比較表（根據(jù)時光科技資料）

三、 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展進入新階段

上文中基金會現(xiàn)場總線的FFHSE、CIP或EtherNet/IP均為現(xiàn)在俗稱的工業(yè)以太網(wǎng)，還有這次FA/PA展會上西門子等公司的PROFINET，三種均通過IEC61158及IEC61784標準，又2004年1月IEC/C65C/JWG10-13等4個工作組通過6種以太網(wǎng)技術(shù)工作IEC的PAS公共可用規(guī)范文件，它們是：中國的EPA、德國Beckhoff公司的EtherCAT、IAONA的EPL（EtherNet PowerLink）、日本橫河的V-net、日本東芝的TCnet、法國施耐德的ModbusTCP(RTPS)。當然除這9種以外，采用EtherNet/TCP(UDP)/IP的工業(yè)以太網(wǎng)還很多。EPA（EtherNet for Plant Automation）它采用了分段化結(jié)構(gòu)和確定性通信調(diào)度控制策略，解決了通信確定性、互操作性、開放性等問題，可直接應(yīng)用于變送器、執(zhí)行機構(gòu)、遠程I/O、現(xiàn)場控制器等現(xiàn)場設(shè)備間通信，即做到“E網(wǎng)到底”，目前正處于產(chǎn)業(yè)化階段。

鑒于上節(jié)已就運動控制要求系統(tǒng)實時性高，而闡述了CIPSync或Ethernet/IP采用IEEE1588時間同步協(xié)議，達到實時性為微秒級，因這是要增加一個“加速”的芯片等等……，所以本文不準備進一步對提高工業(yè)以太網(wǎng)實時性的方案贅述了。我只是想對面大量廣的實時性要求不那么高的一般工業(yè)以太網(wǎng)進行一番梳理。我們知道，一般以太網(wǎng)以其應(yīng)用廣、成本低、軟硬件資源豐富，可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ?、易于和Internet相連等優(yōu)點（注意把握住這些優(yōu)點），而由商業(yè)擴展到工業(yè)領(lǐng)域，形成工業(yè)以太網(wǎng)后，對其環(huán)境適應(yīng)性、可靠性、性、安裝方便等方面進行了強化，已能滿足許多低成本自動化場合的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、管控一體化系統(tǒng)的需要。這些年來，又隨著100M、1000M高速以太網(wǎng)、交換式以太網(wǎng)、環(huán)網(wǎng)冗余等技術(shù)的普及，通信的確定性、性、實時性有了很大提高，加上全雙工通信、虛擬局域網(wǎng)、質(zhì)量服務(wù)等技術(shù)的應(yīng)用，一般工業(yè)以太網(wǎng)實時響應(yīng)時間已達到5—10ms，這對于流程工業(yè)的系統(tǒng)及離散工業(yè)的一般工廠自動化系統(tǒng)及全廠管控一體化系統(tǒng)可以滿足要求，所以應(yīng)在國內(nèi)花大力氣使之形成一支設(shè)備生產(chǎn)成套、工程設(shè)計施工安裝的產(chǎn)業(yè)化隊伍，相應(yīng)的工業(yè)標準也要跟上去。讓一般工業(yè)以太網(wǎng)在實際應(yīng)用中產(chǎn)生效益，從而推動工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展。

選擇以太網(wǎng)，還把wet技術(shù)等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)上應(yīng)用搞到位，也就是說，要讓相關(guān)的人們放心的去瀏覽現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從而在地域方面使生產(chǎn)方式發(fā)生變化，生產(chǎn)力發(fā)展。

四、 系統(tǒng)集成、電控儀控一體化、管控一體化任重道遠：

系統(tǒng)集成一詞的流行始于80年代末、90年代初，Integrated System和System Integration，在系統(tǒng)解決方案（Solution）流行的今天，已經(jīng)逐漸界限不清了。PLC可編程控制器和人機界面HMI之間，在硬件接口的基礎(chǔ)上，采用DDE動態(tài)數(shù)據(jù)交換發(fā)展到OPC（過程控制的對象鏈接嵌入），是一大進步，近來將與EDDL結(jié)合，解決互操作性問題。又IEC61131-3在組態(tài)方面對系統(tǒng)集成也影響很大。隨著多種現(xiàn)場總線及工業(yè)以太網(wǎng)的出現(xiàn)，又使通信接口產(chǎn)品豐富起來，現(xiàn)在不只是一個產(chǎn)品上有多種接口，而且各種互聯(lián)的接口卡產(chǎn)品也很多，這兩個展會上均有多家接口產(chǎn)品，如美國Woodhead公司、Prosoft公司的產(chǎn)品就有幾十種，可以滿足系統(tǒng)集成的需要。

系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)進入標準化階段。2003年發(fā)布了ISO15745標準，它解決了系統(tǒng)集成的應(yīng)用需求和接口兩個基本問題，該標準全稱為：工業(yè)自動化系統(tǒng)和系統(tǒng)集成——開放系統(tǒng)應(yīng)用集成框架，分為4部分：通用參考描述、以ISO11898標準為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的參考描述、以IEC61158標準為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)參考描述、以以太網(wǎng)標準為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)的參考描述。第一部分提出了開放系統(tǒng)的應(yīng)用集成框架（Application Integration Framework，AIF），它定義了一些元素和規(guī)則，構(gòu)成集成模型來表示應(yīng)用需求，并開發(fā)應(yīng)用互操作規(guī)范AIP，這個AIP是接口規(guī)范的表示形式，并要求開發(fā)AIP時，應(yīng)用UML、XML等來拱和表達。這些，對系統(tǒng)集成技術(shù)發(fā)展起到了里程碑式作用。

系統(tǒng)集成面臨的應(yīng)用需求中，電控、儀控一體化及管控一體化是的問題，而各個用戶企業(yè)對這兩大主題是既有共性又有個性的需求。電控儀控一體問題通過上面幾節(jié)已經(jīng)有了解。管控一體化的三層結(jié)構(gòu)，這是共性，其中MES層是熱點，MESA（Manufacturing Enterprise Solution Association）對MES作如下定義：MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程進行優(yōu)化管理。我們以前比較我的注意MES本身，現(xiàn)在，逐漸理解到應(yīng)該對系統(tǒng)集成的深度給予關(guān)注。由于國內(nèi)在管控一體化項目中滿意度高者較少，所以形成了曠日持久的局面。一線的應(yīng)用實踐與計算機專業(yè)人員的完善化應(yīng)該同樣受到重視。

系統(tǒng)集成、電儀一體化、管控一體化是技術(shù)問題，也是藝術(shù)，要在務(wù)實和廣義的人機界面友好、人機親和力兩方面同時努力，才能使管控一體化的重任完成。

五、 結(jié)束語

我國人口眾多，經(jīng)濟總量大，加之近年發(fā)展速度快，如2004年鋼產(chǎn)量已達2.7億噸，今年將達到3.2億噸；煉油能力已達1.4億噸/年，2010年將提升至2.2億噸/年；乙烯將由2003年的500萬噸/年，升至900萬噸/年；發(fā)電裝機容量2004年底達4.4億KW，2005年底將達5億KW。這些還相伴有與衣食住行有關(guān)的汽車制造業(yè)、造船業(yè)、飛機制造業(yè)、建筑業(yè)、醫(yī)藥食品服裝制造業(yè)的快速發(fā)展，這樣將使我國自動化和機電一體化行業(yè)形成一個很好的舞臺，讓全都刮目相看，紛紛在這個舞臺上競爭風流，當然大的受益者將是我們，讓我們珍惜這個大好機會吧！

Danfoss 018F6701 

Danfoss 17520401 

Danfoss VLT5000

Danfoss VLT6000

DANFOSS 201-022-T4-CV1 

Danfoss 131H1599 

Danfoss 175Z4371 

Danfoss 175Z0119 

Danfoss 131H1597

Danfoss MCD3045-T5-B21-?CV4 

Danfoss MCD3022-T5-B21-?CV4 

Danfoss VLT3003 

Danfoss 56-HL4VF 

Danfoss 013G5012 

Danfoss DMS330 

Danfoss VLT102

Danfoss VLT3006

Danfoss VLT102 

Danfoss VLT6000HVAC 

Danfoss 032F1299 

Danfoss VLT6000HVAC

Danfoss VLT6002HT4C54ST?R3DLF10A00C1 

Danfoss 032F3103 

Danfoss 176H9080 

Danfoss 003H6903

Danfoss 032U1246 

Danfoss 003H6621 

Danfoss PMLX40 

Danfoss FF-160-G3

Sauer-Danfoss 151B3100 

Danfoss 082G300101 

Danfoss 082H7018

Danfoss 065F603201 

Danfoss 082G1422 

DANFOSS 175N0131

Danfoss RT101L

Danfoss 195H6525 

DANFOSS VLT3042 

DANFOSS VLT3060 

DANFOSS VLT131G7970 

Danfoss 017-520866 

Danfoss 067B2790 

Danfoss 191G0001

Danfoss 150-0040 

Danfoss 017613G046

Danfoss 230607G182 

Danfoss 082F1041 

DANFOSS MCD3037-T5-B21-?CV4

Danfoss 083F4117

Danfoss MCD3000 

Danfoss 130B1200

Danfoss VLT5002 

DANFOSS VLT2050

DANFOSS FC-102 

DANFOSS VLT6004 

DANFOSS VLT2803 

DANFOSS VLT5006 

DANFOSS 195H6522

Danfoss VLT175Z0825 

DANFOSS VLT5011