摘要：从历史和现状中总结出自动化测控系统的网络技术应沿着COTS（商业现货技术）的设计原则前进。

　　关键词：分布式控制系统；现场总线；ISO/OSI参考模型；网络产品；交换机；系统集成

　　 进入新世纪CONTROL ENGINEERING China版权所有，信息化速度在加快，自动化测控系统中，不仅在办公自动化系统，智能大厦自动化系统，市政、交通、物流、商业、银行等公用工程自动化系统方面的网络化有很大变化，就连机械制造为生的离散工业自动化，特别是流程工业自动化方面也向数字化、网络化、智能化方面前进了可喜的一步。特别是最近陆续开工建设或已试车成功的特大型炼化项目，已经在其自动化测控系统中的现场层采用了约1/4的FF（基金会现场总线）等现场总线产品，监控层基本采用了高速以太网主流网络产品，逐步做到控制彻底分散、操作显示及管理高度集中（全厂15个装置集中在一个总控制室操作），系统数字化程度有了质的飞跃，为管理一体化打下了坚实的基础。这是对传统的DCS（分布式控制系统）的重大突破。在此“十一五”规划开始之年控制工程网版权所有，有必要从自动化测控系统的角度，看一看网络技术的发展历史，温故而知新。

　　1 历史回顾
　　电报、电话等出现后

，就有了用于信息传递的通信网络，特别是微型计算机出现后，功能不同或地域不同的计算机之间连成网络，数字通信技术就由一般单机（主机对终端）、多机通信扩展成计算机网络系统。自动化测控系统是一种完成测量和控制功能的分布式计算机局域网，其发展过程如下：

　（1）上世纪70年代中期开始出现DCS，这是在并无统一网络标准的情况下，以大型企业为主各自完成的。网络规模大约节点有32～64个，通信距离约在1km以内，主要节点为控制站和操作站，拓扑结构以环形和总线型为主，通信介质多为同轴电缆，也有采用双绞线的，通信速率为1Mb/s以内。在控制站、操作站内均有“通信卡”等专用网络部件。这时期代表性的产品有TDC2000的DHW（数据高速公路）总线和CENTUM的F总线等，均采用“令牌总线”通信协议。数据共享方面已做到按工位号操作。这时期代表性均为模拟仪表，少数专用设备有RS-232/RS-422/RS-485等串口，可与之相连接。这期间通信规程中有IBM等提出的同步数据链路规程（SDLC）、高级数据链路规程（HDLC）和国际电报电话资讯委员会的CCITTX.25等。

　（2）在这个期间，在办公自动化设备发展中www.cechina.cn，1975年美国施乐（Xerox）公司推出了以太网（Ethernet），以后3COM等多家供应商参与，在此基础上形成的以太网局域网，在突发性事务处理的各种通用系统中得到了较大发展，以太网以载波侦听多路访问/冲突检测方式即CSMA/CD方式进行数据通信。

　（3）在上述两方面技术的基础上，1980年2月，IEEE电子电气工程师协会建立了一个委员会（简称IEEE802委员会），负责制定局域网标准。又1983年ISO国际标准化组织通过了开放系统互连（OSI，open system interconnection）参考模型，即ISO/OSI参考模型，在此基础上，1985年IEEE802委员会成立9个分委员会（后来又增加到13个分委员会），其中IEEE802.3负责CSMA/CD网，IEEE802.4负责令牌总线网，802.5负责令牌环网，其他分委员会分工负责各项有关工作。这些分委员会的工作，后来形成了ISO的标准。这些标准，又统称为IEEE802标准。

　　（4）上世纪80年代中后期，有了上述ISO/OSI参考模型和IEEE802标准的基础，出现了第2代、第3代DCS系统，其网络特点为在保证第1代DCS网络延续性（即能互连）的前提下，能实现多个装置DCS互连及全厂各车间互连，向全厂控制网络的系统与管理网络互连方向发展，当然这期间更新的网络的系统规模在扩大CONTROL ENGINEERING China版权所有，采用光纤，通信距离为原来的数倍CONTROL ENGINEERING China版权所有，通信速率提高至10Mb/s或更高，涵盖工位号是原来的数倍，工位字符数由8位字符增至12个字符，而且形成了域的概念，但这期间现场仪表仍以模拟仪表或HART标准的仪表为主，只是远程I/O的数据通信形式的现场仪表在增加，与PLC、分析仪等数字通信的能力在增强。又不同厂家的DCS的互连已提到日程上来了，DCS内异构的网络互连在逐步实现，其中TDC3000网络结构最为典型。

　　（5）PLC可编程控制器在上世纪80年代已由单独控制器连成中小型规模以上的系统。1990年前后一台或多台PLC通过RS-232/RS-485串口与1台或多台PC机（操作站，内装HMI人机界面和组态软件或称SCADA软件）连成系统。它采用了现成的网络技术，特别是DDE或OPC数据交换软件技术及IEC61131-3标准的组态软件，使PLC系统的开放性、可用性大大提高，成为低成本自动化的典范，现已