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，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控制工程网版权所有，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控制工程网版权所有，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，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，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（OSICONTROL ENGINEERING China版权所有，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www.cechina.cn，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，采用光纤，通信距离为原来的数倍，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CONTROL ENGINEERING China版权所有，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，现已逐步过渡到21世纪初的工业以太网为主的网络，而且由罗克韦尔公司牵头的CI