纺织工厂数字化技术平台及其发展（二）
日期：2008-11-14 22:52:56 来源：中国自动化网
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4 控制网与信息网集成的实现技术
4.1 异构工控系统群集成结构
从管理和控制一体化角度考虑，在对异构工控系统群集成方面，要针对不同的层次采用不同的集成方法，该集成是在同一层次上的集成，只有在同一层次上进行无缝集成才能发挥该层统一向上提供信息和向下传递信息的作用，实现各个层次的功能封装。针对目前已实现基础自动化的企业而言，大致可以分成现场设备层、过程监控层、生产管理层以及企业经营管理层。
(1) 现场设备层
设备层中的设备种类繁多，有传感器、启动器、驱动器、I/O部件、变送器和阀门等。设备的多样性要求设备层满足开放性要求，各厂商遵循工厂的标准，保证产品满足标准化;来自不同厂家的设备在功能上可以采用相同功能的同类设备互换，实现可互换性;来自不同厂家的设备可以相互通信，并且可以在多厂家的环境中实现可互操作性。
(2) 过程监控层
过程监控层将来自现场设备层的信息送往控制室，置入实时数据库，进行高层控制与监视，它是网络中自动化系统的过程监控层，通常可由以太网等传送速度较快的网段组成。各种现场总线网段均可通过通信控制器或PC接口卡与过程监控层交换数据。
(3) 生产管理层
工厂的生产调度、计划、销售、库存、财务、人事等构成了企业信息管理层，它是局域网的上层，一般由关系数据库收集、整理这些来自各个部门的各类信息并进行综合处理。通常可由以太网、TOP等局域网段组成。管理层和监控层共同构成了制造执行层MES(Manufacturing Execution System)。
(4) 企业经营管理层
该层将跨越工厂或企业的局部地域，融合外界商业经营网点、原材料供应和部件生产基地的信息，也被称为企业资源规划层ERP(Enterprise Resource Planning)。企业局域网可通过多种途径，与来自外界互联网络的各类信息实现数据共享。
企业信息网络系统集成结构示意图如付附图所示:
附图 网络集成结构示意图
4.2 异构工控系统群集成技术
软件功能的无缝集成，控制网与信息网集成的含义是实现网际间信息与资源的共享。从这个意义上说，实现控制网与信息网集成的技术有:
(1) 控制网络与信息网络集成的动态数据交换技术(Dynamic Data Exchange, DDE)
当控制网络与信息网有一共享工作站或通信处理机时，可以通过动态数据交换技术，即各应用程序共享内存交换信息，实现控制网络中实时数据与信息网络中数据库的动态交换，从而实现控制网络与信息网络的集成。如附图所示。
(2) 控制网络与信息网络的互联技术
一般来说控制网络与信息网络是两类具有不同功能、不同结构和不同形式的网络。实现控制网络与信息网络的互联是控制网络与信息网络的集成的基本技术之一。通常网络互联可由网关和路由器实现，而网络扩展可由网桥和中继器实现。Web技术在控制网络与信息网络的互联中已得到实际应用。
(3) 控制网络与信息网络集成的远程通信技术
当控制网络与信息网络地理上相距较远时，远程通信技术是实现网络集成的有效方法之一。远程通信技术有:利用调制解调器的数据通信，基于TCP/IP的远程通信，包括应用TCP/IP中的FTP协议和PPP协议。
(4) 控制网络与信息网络集成的数据库访问技术
信息网络一般采用开放式数据库系统，这样，通过数据库访问技术可以实现控制网络与信息网络的集成。作为企业内部信息网络的Intranet可以通过一个浏览器接入控制网络，基于Ｗeb技术，通过该浏览器可与信息网络数据库进行动态的、交互式的信息交换，实现控制网络与信息网络的集成。
针对异构工控系统群软件功能集成，首先需要解决的是接口规范化问题。由OPC基金组提出的OPC规范正是为了解决此问题的。在实际应用中，作为服务器的数据采集程序往往由硬件设备制造商随硬件提供，可以发挥硬件的全部效能，而作为客户的组态软件可以通过OPC与各厂家的驱动程序无缝连接，这样可以从根本上解决以前采用专用格式驱动程序总是滞后于硬件更新的问题。
美国Wonderware公司很好地解决了软件系统集成问题，不同公司的组态软件可以通过I/O服务器进入Wonderware软件系统。该公司的Factory Suite套件为绝大多数的工厂应用提供了核心技术，包含了建立、测试、运行、验证应用程序的强大工具。在工厂现场，只需要购买安装运行版软件来运行开发好的应用程序。
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
4.1 异构工控系统群集成结构
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
从管理和控制一体化角度考虑，在对异构工控系统群集成方面，要针对不同的层次采用不同的集成方法，该集成是在同一层次上的集成，只有在同一层次上进行无缝集成才能发挥该层统一向上提供信息和向下传递信息的作用，实现各个层次的功能封装。针对目前已实现基础自动化的企业而言，大致可以分成现场设备层、过程监控层、生产管理层以及企业经营管理层。
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
(1) 现场设备层
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
设备层中的设备种类繁多，有传感器、启动器、驱动器、I/O部件、变送器和阀门等。设备的多样性要求设备层满足开放性要求，各厂商遵循工厂的标准，保证产品满足标准化;来自不同厂家的设备在功能上可以采用相同功能的同类设备互换，实现可互换性;来自不同厂家的设备可以相互通信，并且可以在多厂家的环境中实现可互操作性。
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
(2) 过程监控层
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
过程监控层将来自现场设备层的信息送往控制室，置入实时数据库，进行高层控制与监视，它是网络中自动化系统的过程监控层，通常可由以太网等传送速度较快的网段组成。各种现场总线网段均可通过通信控制器或PC接口卡与过程监控层交换数据。
W1WW_P4LCJS_COM－PLC－技.术_网
(3) 生产管理层
WWW_PLCJ－S_COM－PLC－技.术_网(可－编程控－制器技术－门户)
工厂的生产调度、计划、销售、库存、财务、人事等构成了企业信息管理层，它是局域网的上层，一般由关系数据库收集、整理这些来自各个部门的各类信息并进行综合处理。通常可由以太网、TOP等局域网段组成。管理层和监控层共同构成了制造执行层MES(Manufacturing Execution System)。
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
(4) 企业经营管理层
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
该层将跨越工厂或企业的局部地域，融合外界商业经营网点、原材料供应和部件生产基地的信息，也被称为企业资源规划层ERP(Enterprise Resource Planning)。企业局域网可通过多种途径，与来自外界互联网络的各类信息实现数据共享。
plcjs.技.术_网
企业信息网络系统集成结构示意图如付附图所示:
WWW※PLCJS_COM－PL＃C－技.术_网(可编※程控※制器技术门户)
WWW_PLC※JS_COM－PmLC－技.术_网
附图 网络集成结构示意图
WWW_P※LCJS_CO※M－PLC－技－.术_网
4.2 异构工控系统群集成技术
P_L_C_技_术_网——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
软件功能的无缝集成，控制网与信息网集成的含义是实现网际间信息与资源的共享。从这个意义上说，实现控制网与信息网集成的技术有:
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
(1) 控制网络与信息网络集成的动态数据交换技术(Dynamic Data Exchange, DDE)
WWW_PLCJS※COM－PLC－技×术_网(可编程控※制器技术门户)
当控制网络与信息网有一共享工作站或通信处理机时，可以通过动态数据交换技术，即各应用程序共享内存交换信息，实现控制网络中实时数据与信息网络中数据库的动态交换，从而实现控制网络与信息网络的集成。如附图所示。
WW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
(2) 控制网络与信息网络的互联技术
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
一般来说控制网络与信息网络是两类具有不同功能、不同结构和不同形式的网络。实现控制网络与信息网络的互联是控制网络与信息网络的集成的基本技术之一。通常网络互联可由网关和路由器实现，而网络扩展可由网桥和中继器实现。Web技术在控制网络与信息网络的互联中已得到实际应用。
plcjs.技.术_网
(3) 控制网络与信息网络集成的远程通信技术
WWW_P※LCJS_COM－PLC－)技.术_网
当控制网络与信息网络地理上相距较远时，远程通信技术是实现网络集成的有效方法之一。远程通信技术有:利用调制解调器的数据通信，基于TCP/IP的远程通信，包括应用TCP/IP中的FTP协议和PPP协议。
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(4) 控制网络与信息网络集成的数据库访问技术
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信息网络一般采用开放式数据库系统，这样，通过数据库访问技术可以实现控制网络与信息网络的集成。作为企业内部信息网络的Intranet可以通过一个浏览器接入控制网络，基于Ｗeb技术，通过该浏览器可与信息网络数据库进行动态的、交互式的信息交换，实现控制网络与信息网络的集成。
WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
针对异构工控系统群软件功能集成，首先需要解决的是接口规范化问题。由OPC基金组提出的OPC规范正是为了解决此问题的。在实际应用中，作为服务器的数据采集程序往往由硬件设备制造商随硬件提供，可以发挥硬件的全部效能，而作为客户的组态软件可以通过OPC与各厂家的驱动程序无缝连接，这样可以从根本上解决以前采用专用格式驱动程序总是滞后于硬件更新的问题。
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美国Wonderware公司很好地解决了软件系统集成问题，不同公司的组态软件可以通过I/O服务器进入Wonderware软件系统。该公司的Factory Suite套件为绝大多数的工厂应用提供了核心技术，包含了建立、测试、运行、验证应用程序的强大工具。在工厂现场，只需要购买安装运行版软件来运行开发好的应用程序。
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