按照日本工业控制行业对国际标准花组织(ISO)/国际电工委员会(IEC)关于CIMS和FA的系统模型的理解,把服务于这种体系结构的控制网络划分为:计算机级(又称为PLC上位)网络,控制器级(PLC之间)网络,设备级(PLC下位)网络,以及现场级网络(目标主要是节省电缆配线)。
控制网络的计算机级用于PLC上位的FA计算机与制造单元(cell)计算机之间的通信网络,主要是下达与生产相关的指示,上报有关生产实际状况的信息。这个网络的主流是采用10Mbps的以太网,今后会普遍采用100Mbps的以太网。PLC、CNC、机器人控制器等,可通过以太网接口直接挂在此网络上。在控制级网络层,过去以PLC的专用网络为主的状况,已让位于不同制造商提供的PLC、CNC、机器人、工业PC机、人机界面等的异型和异种机,都能无缝连接的趋势。国际标准IEC 61158以及IEC 62026中规定的各种现场总线,就是基本解决方案。设备级网络以及现场级网络是为工艺和机械设备所设置的各种不同类型的操作、检测、显示、驱动(交流变频器、伺服系统、步进电机驱动器等)装置的通信联网,以实现控制、检测信息的高速传送、节省外部配线,以及易于连接为其目的。该级网络的现状与上述控制级网络一样,有强烈的结束专用网络,采用开放性、国际标准的现场总线的倾向。与此相同,运动控制领域的网络标准开放化也受到重视,国际标准IEC 61491SERCOS和已有20余年历史的MACHATROLINK,就是明证。后者为专门致力于多轴伺服电机的同步控制、电子凸轮和电子步进器的控制,以及转矩控制、速度控制和位置控制的高速网络。
随着机械与工艺控制的安全化的需求日益增长,安全网络的标准也越来越收到重视。透过展览会我们发现,继获得TV认证ProfiSafe推出两年之后,DeviceNet也推出了它的安全网络DeviceSafe,Asi也有获得TV和BIA认证的ASi Safety at Work,CC-Link协会也在计划推出CC-LinkSafe(为此在展览会上对观众作了问卷调查)。
为了推广应用这些符合国际标准的现场总线及若干在国际上获得广泛应用的“事实上的标准”的通信协议和中间件接口规范,日本近些年来成立了不少相关的组织,有:ODVA日本支部、SERCOS Japan、CC-Link协会、日本OPC协议会、日本Profibus协会(JPO)、日本ASi协会,以及MECHATROLINK成员组织等等。由于日本除了少数几个大型的工业控制设备制造商外,还有为数众多的中、小型制造商。它们为在国际市场占有一席之地,适应现场总线等通信网络的国际标准的趋势,根据自身产品类型纷纷参加了以上组织,有些甚至还同时参加几个组织,因而能够提供多种挂不同现场总线的产品系列。
附带要指出的是,由于我国经济的持续高速发展,已经形成一个庞大的自动化市场。日本自动化业界都十分关心哪些现场总线受到我国工业界的认可。Profibus-DP、DeviceNet已成为我国的国家标准,CC-Link和MODBUS即将成为国家标准的技术指导性文件,这些动向都受到相当程度的关注。