前言
德國 PHOE
NIX CONTACT公司是最早開發的
現場總線的公司之一。80年代初，工業
自動化控制領域發生了什麼變化呢，計算機技術，IC 技術的迅猛發展，並成功地應用到
PLC控制器上， PLC 控制器的能力越來越強，可帶檢測，
變送器和執行器的點數和控制迴路越來越多。越來越多的信號需要進行傳輸，而且需要越來越多點到點的電纜， 這樣增加了線路敷設設計的複雜性，也增加了投資和安裝，調試與維護的費用。系統的安全型和可靠性也大大降低。 因此用戶迫切需要一種新的工業安裝技術，通過採用這種技術可減少電纜極其相關的費用，並能將一部分的控制功能分散到現場輸入/輸出設備，提高系統的安全性和可靠性。
要實現新的工業安裝技術的關鍵是要採用新的傳輸方法。 常規的點到點的傳輸方法，即並聯傳輸方法已明顯地不能滿足大量現場數據的傳輸任務，特別對於模擬量信號的傳輸更需要用特殊的導線，以提高傳輸的抗幹擾能力。並聯傳輸時，傳輸的信號越多,需要連接的導線也越多。同時採用並聯傳輸方法的控制系統都屬於封閉式的控制系統。很難實現不同系統之間的信號交換。而採用串聯傳輸方法就可將以上問題迎刃而解。在這種實踐和用戶的需要的情況下，德國 PHOENIX公司在86年就首先開發了採用串聯傳輸方法的INTERBUS現場總線。十多年來 INTREBUS總線現已廣泛地應用於汽車工業，倉儲及傳送技術，菸草工業，造紙工業，包裝工業，食品工業等等。1996年成為DIN19825德國標準，1998年成為EN50254歐洲標準，2000年成為IEC61158國際標準。全球1000多個生產廠家提供 2500多種總線產品，目前已經超過400萬節點，四十多萬個系統應用在世界各地，使得INTERBUS成為國際上應用最廣泛的現場總線之一。
但是現場總線的出現僅僅解決了現場信號傳輸的問題，並沒有解決控制器革新的問題。 從下圖可以看到所有的現場輸入信號通過現場總線送入PLC控制器，經過PLC控制器的處理後，又通過現場總線送入現場的執行器。 但是僅僅只有現場總線不能解決控制系統的問題。 所以從90年代開始開發Phoenix的PLC控制器。 但是開發什麼樣的控制器，是採用現成PLC的形式，如 SIEMENS ，AEG ， AB 的方式，還是採用以PC為硬體平臺的
嵌入式PLC 或軟PLC。 是採用自己標準的控制程式語言，還是採用具有國際標準的IEC61131的語言？終於在95年，Phoenix Contact推出了基於PC控制技術和採用IEC61131標準的INTERBUS現場總線的PLC控制軟體 PCWORX
2PC-WorX 基於PC控制技術和採用IEC61131標準的INTERBUS現場總線的PLC控制軟體整個現代化控制系統是由三大部分組成，即管理層，控制層和現場總線層。為了完成自動控制的任務，我們不僅需要有一套PLC的編程控制程序，而且也需要現場總線的組態管理軟體和HMI監控軟體。 Phoenix 公司從95年開始，根據這種控制系統的需要開發了基於PC控制和INTERBUS現場總線技術和IEC 61131標準的PLC控制的PC－WORX 軟體 PC-WorX 軟體是第一次將現場總線的組態軟體，PLC的控制軟體以及系統監控軟體集成一體的解決自動控制系統的完整軟體包。它工作於 WINDOWS的作業系統環境，採用基於PC技術的硬體平臺，所有PHOENIX 的嵌入式PLC 或軟PLC，無論是帶有
乙太網的RFC Stand alone 的高性能控制器，還是FC系列的嵌入式PLC 或者智能式的ILC 200 現場總線PLC控制器都可以應用這種軟體。 由於採用了PC機為硬體平臺，現場數據，控制數據都在一個公共數據區中進行通信，使得系統更加可靠，迅速。PC－WORX 使用OPC 的開放接口，面向對象，可以與幾乎所有的監控軟體相結合。 PC－WORX 軟體的結構採用模塊化的方法，首先將 IEC61131標準與現場總線技術結合起來，將信息技術領域的先進方法，如軟體工程，網絡通訊等引入
工業控制領域的軟體設計中來，成為一個在國際上具有獨特風格，代表著今後
自動化軟體發展方向的新思想。 PC－WORX 針對現代控制的特點，分為 System-WorX, Programm-WorX 和Graph-WorX System-WorX
System-Worx 是實現INTERBUS 現場總線系統的軟體管理工具。 藉助於 System-WorX 軟體， 用戶可以方便地 實現 INTERBUS 總線系統全部的設計，方案制定，現場調試 和 維修診斷的任務。在項目設計過程中， 它可以作為總線組態軟體，設置輸入/輸出信號的物理地址與邏輯地址的對應表。在現場調試過程中，藉助於其監控，設備的參數設定對各種功能進行測試。當系統運行時，又可以提供總線運行狀況的全部信息。 值得提出的是 System-WorX 軟體中還包含了過程數據預處理功能， 即微型PLC ，它的特點是， 可以對 一些實時性要求很高的 輸入/輸出信號進行及時的處理。其採樣周期在 1ms 以下。 並對INTERBUS總線系統的模塊進行組態和參數設定。在INTERBUS總線調試，運行和擴展時，對總線系統進行操作和診斷，將所有的組態數據通過一個公共的數據存貯區送入PROGRAMM－WORX 和 GRAPH－WORX
在PC－WORX 的最新文本3.00，System-WorX 又增加了下列功能：
開放式的
總線控制軟體，通過總線控制板可用於不同的PLC控制系統;
程序的擴展性強，靈活性高;
生成新的功能和服務程序;
未來的 System-Worx 將能夠運用於所有的現場總線技術;
System-WorX 軟體支持整個系統或項目的實施，在項目設計，計劃的過程中，藉助於System-Worx 軟體可以作出總線的方案，在系統安裝時可提供線路設計圖，在系統調試上提供強大的診斷，監控功能。同時在系統運行時又具有在線監控的功能。下面簡單地敘述一下System-WorX主要的三大功能
組態軟體功能（configuration）： SYSTEM WORX 組態軟體支持項目設計人員進行總線的設計。 採用SYSTEM WORX的軟體可根據工況的實際提供相應的總線網絡結構。 其結構的顯示採用模塊圖的方法，主觀易懂。在組態圖清楚地表示出系統的網絡，即遠程總線段，本地總線段，傳輸媒介是電纜或光纜。在調試時， 組態軟體還可以檢查系統組態是否正確。 SYSTEM WORX 提供了一個INTERBUS模塊資料庫，這個資料庫包含了INTERBUS的所有信息，比方模塊的種類，數據長度，PCP通道等，通過了解這些信息，項目設計人員可以對INTERBUS的模塊進行參數設定：
－ 自動地址分配和擴展
－ 可不連接具體的模塊設置相應的參數
－ 設置特殊的參數
所有設置的數據和組態圖可以保存或列印出來。同時數據也可以構成輸出文件送入EPLAN E－CAD系統 ，自動生成一個接線布線圖，大大減少了編寫說明書的工作量。SYSTEM WORX 對 INTREBUS總線的輸入輸出的地址進行組態，同時通過變量的設賦值置將過程數據 (process data)映照到PLC的數據地址上。以上表示 PLC Var1 的地址現在已對應於 INTERBUS 10.0模塊的輸入輸出地址。 PLC 52的地址對應於 INTERBUS 的 10.1的模塊。 這樣PLC控制器通過編程就可以得到現場總線的輸入輸出信號。SYSTEM WORX 可以獨立地對INTERBUS的總線系統進行調試，然後與PLC控制器進行現場數據的通訊。 從理論上來講，採用SYSTEM WORX 軟體的INTERBUS總線系統可以與任何的PLC控制系統相結合，構成一個現場總線控制系統。所以 INTERBUS是一種開放式的總線系統。
總線監視功能（monitoring）：總線監控功能監視整個現場總線系統的運行狀態，使用人員可根據總線的狀態採取現場措施，一步一步地對子網絡進行調試。 SYSTEM WORX 同時也提供了總線網絡的變結構功能，能夠根據設計的要求，關斷或連接總線的某個子總線段。 總線監控功能給安裝，操作人員提供了一個現場調試，維修的有力的工具，它能完成下列功能：
控制或操作整個總線網絡或子總線段
辨識和確定安裝時以及部件的錯誤
現場總線的模塊具有輸入/輸出的狀態顯示
在調試時可以設置輸出的狀態
可以保存某些智能設備的參數
診斷功能（diagnose）： 如果一個工業控制設備處於運行狀態，對於一個現場操作人員來說，最重要的是，減少設備的停機時間。 這對一個現場總線來說，可靠性和強大的診斷功能，即設備出錯時，能夠採用現場總線的診斷功能，迅速找出錯誤，恢復運行。 SYSTEM WORX 提供這種功能，當系統出錯時，能夠迅速地找出錯誤，確定出錯的地點以及糾正的方法。
SYSTEM WORX 的診斷功能有以下的功能：
信號傳輸出錯：
無論是隨機幹擾或固定幹擾，SYSTEM WORX能確定出錯的地點
找壞的模塊
診斷出短路的電纜
診斷出開路的電纜
具有光纜的診斷功能
當錯誤被排除後，SYSTEM WORX還能保存出錯的歷史數據，進行數據統計。系統性地分析總線的情況，提出一些預防措施。所有的數據可以通過RS232的通信接口送入EPLAN的軟體中。
Program-WorX
Program-WorX是根據 IEC61131 國際編程標準的軟PLC控制語言。 它具有5種標準的PLC程式語言： 梯形圖，語句表，功能塊圖，結構文本和順序語句。 PROGRAM－WORX 採用國際標準的語言提供了一個強大的根據IEC61131－3的功能塊和子程序。同時也提供了一系列的擴展功能，如設定中斷，強置輸入/輸出量，同時顯示各功能塊的狀態，尋找函數，總線幫助 等等。 PROGRAM－WORX 的程序中的數據與其它的模塊是共享的，通過國際標準的ST，LD，SFC，FBD，IL五種程式語言提供了靈活，多樣的編程方式，尤其是加入中文注釋的控制程序,因其易懂而直觀得到廠方的一致好評。
因為IEC61131－3的五種標準程式語言已在許多文章中作了詳細的介紹，在所列的參考書也有大量的編程實例，所以這裡僅僅介紹一下PC－WorX如何於基於IEC61131國際標準相結合，成為一個PLC控制軟體的。Program-WorX 實際上由兩部分組成 :
a)MULTIPROG（由Phoenix 子公司 K & W 開發的軟體）符合IEC61131國際標準的編程系統，它支持所有五種IEC61131－3的程式語言。程式設計師能根據自己的喜好和編程的要求來選擇任何基於文本的程式語言（IL及ST）或圖形語言（LD，FBD和SFC）進行編程。IL，FBD和SFC三種圖形語言能夠在同一個工作區上混合使用，此外，在創建程序時，能在IL，LD和FBD之間交叉編譯。除了五種IEC標準語言外，MULTIPROG還支持SFC的擴展語言MSFC（機器順序功能塊）。MSFC主要應用於汽車工業，機械製造行業，它可以任意的在線切換運行狀態，從自動運行狀態到手動運行狀態。便於在線實時現場調試，以及故障診斷。因而有很好的實用性。
MULTIPROG是基於 32位的 Windows技術，因而，通過用戶界面可清晰地預覽用戶生成的項目，可浮動窗口，工具條等的設計最大程度地加強了用戶界面的方便性。快捷管理器使得用戶能象編譯嚮導和交叉引用窗口那樣輕鬆自如地對每一個菜單項定義快捷鍵。編譯嚮導有一個包含所有的數據類型，操作數據，關鍵字，功能和功能塊的庫。雙擊相應的項就能將它插入到適當的工作區中，編譯嚮導能夠被所有IEC編譯器調用。交叉引用窗口包含了在項目中用到了的全部數據，例如功能塊（FB），局部變量和全部變量等。這樣就可以快速生成用戶的程序。
在文本編譯器中分割窗口，允許同時顯示不同的窗口和程序的不同部分和句法重點。結合具有的拖放功能，圖形編譯器既支持基於網絡的編寫也支持本地的編寫，用戶能獲得建立網絡應用程式所需要的全部支持，同時用戶庫和項目的功能，功能塊都使用有區別的顏色來表示，使得結構更加明了。 雙擊用戶定義的功能和功能塊會直接打開相應的幫助框。
b).PLC 作業系統 ProConOs
ProConOS 是一個PLC控制器的實時作業系統，因為Windows NT特別適用於控制系統方便地編寫程序，但是不能滿足控制系統對程序執行的實時要求，因此必須開發多任務的內核，用於ProConOS，ProConOS被稱為內核模式的驅動器安裝接口。由於ProConOS的模塊化設計，使得ProConOS具有一定的伸縮性和靈活性。也使得更多的硬體和軟體部件能簡單的集成在內核中。ProConOS即可以作為一個獨立的高性能系統，也可以作為控制系統的一個組成部分，比方這裡 PC－WORX中的Programm-WorX 就採用了ProConOS作為嵌入式PLC的作業系統。採用ProConOS的 OPC伺服器可以與基於 Windows的OPC客戶機之間進行數據交換，這種OPC 伺服器自動讀寫OPC配置變量，並將他們傳送到OPC客戶器。因此網絡中不同控制系統中的數值能夠以一種表現方式被顯示。 由於PC－WORX 採用了ProConOS，作為嵌入式PLC不在用戶模式下運行，具有實時操作的優先權，從而保證了系統的可靠性，在Windows NT的工作環境下，儘管 INTEL CPU 有50 us的跳動，也不影響PLC的實時應用。 即使在藍屏的情況下，嵌入式PLC 也能正常工作。
Graph-WorX
Graph-WorX 實際上是開放性的標準接口。即PC－WORX採用OPC的接口，可與所有的監控軟體 （ Genesis, Intouch等）. INTERBUS OPC Server 是一個INTERBUS網絡中的數據與上位監控軟體系統進行數據交換的接口。 OPC （ OLE for Process Control） 提供了自動控制系統的標準數據接口。同時可以在管理層中（SCADA/MES-系統）直接對INTERBUS進行控制。 PC-WORX 運用了IEC 61131－5的通訊標準，通過INTERBUS或ETHERNET可以直接與智能式的總線模塊進行通訊。
95年開始，Phoenix Contact首先提出並研製了PC為基礎的控制板，並採用國際標準IEC61131-3的程式語言，開發研究一套完整的基於PC機技術的控制軟體PC WORX。這套完整的、首次將現場總線管理軟體、PLC控制軟體以及監控軟體接口OPC有機地結合起來，克服了過去PLC控制機與上位機進行通訊，軟體的不兼容、無一致性的接口的問題。此套軟體，它的優點也在實踐中不斷地得到證明。至此以後，PC機的控制器將逐漸地取代PLC控制器這一事實也不斷被人們接受。幾乎所有的諮詢機構都認為到2005年，PC為基礎的控制機將佔市場份額的50％以上，而Phoenix Contact以PC為基礎的控制機（RFC，FC）和軟體包PC WORX正反映了控制技術今後發展的方向。目前Phoenix Contact生產各類型的PC為基礎的控制機，不僅有ISA總線，PCI總線控制板，也有與ETHERNET 相連接的遠程RFC控制器。這些控制器不僅可以用PC WORX也可以直接使用高級語言來編制。目前這種方法正在日益發展和得到廣泛的應用。