現(xiàn)場總線控制技術論述(編輯修改稿)
2025-07-17 08:45 本頁面
【文章內容簡介】 ，導致了現(xiàn)場總線的產生。現(xiàn)場總線的實質和優(yōu)點 1984年，現(xiàn)場總線的概念得到正式提出。IEC（International Electrotechnical Commission,國際電工委員會）對現(xiàn)場總線（Fieldbus）的定義為：現(xiàn)場總線是一種應用于生產現(xiàn)場，在現(xiàn)場設備之間、現(xiàn)場設備和控制裝置之間實行雙向、串形、多結點的數字通信技術?，F(xiàn)場總線的本質體現(xiàn) 不同的機構和不同的人可能對現(xiàn)場總線有著不同的定義，不過通常情況下，大家公認在以下六個方面：現(xiàn)場通信網絡 用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表互連的現(xiàn)場通信網絡?，F(xiàn)場設備互聯(lián) 依據實際需要使用不同的傳輸介質把不同的現(xiàn)場設備或者現(xiàn)場儀表相互關聯(lián)。互操作性 用戶可以根據自身的需求選擇不同廠家或不同型號的產品構成所需的控制回路，從而可以自由地集成FCS。分散功能塊 FCS 廢棄了DCS 的輸入/輸出單元和控制站, 把DCS 控制站的功能塊分散地分配給現(xiàn)場儀表, 從而構成虛擬控制站，徹底地實現(xiàn)了分散控制。通信線供電 通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用于本質安全環(huán)境的低功耗現(xiàn)場儀表, 與其配套的還有安全柵。開放式互聯(lián)網絡 現(xiàn)場總線為開放式互聯(lián)網絡，既可以與同層網絡互聯(lián)，也可與不同層網絡互聯(lián)，還可以實現(xiàn)網絡數據庫的共享。 從以上內容我們可以看到，現(xiàn)場總線體現(xiàn)了分布、開放、互聯(lián)、高可靠性的特點，而這些正是DCS系統(tǒng)的缺點。DCS通常是一對一單獨傳送信號，其所采用的模擬信號精度低，易受干擾，位于操作室的操作員對模擬儀表往往難以調整參數和預測故障，處于“失控”狀態(tài)，很多的儀表廠商自定標準，互換性差，儀表的功能也較單一，難以滿足現(xiàn)代的要求，而且?guī)缀跛械目刂乒δ芏嘉挥诳刂普局?。FCS則采取一對多雙向傳輸信號，采用的數字信號精度高、可靠性強，設備也始終處于操作員的遠程監(jiān)控和可控狀態(tài)，用戶可以自由按需選擇不同品牌種類的設備互聯(lián)，智能儀表具有通信、控制和運算等豐富的功能，而且控制功能分散到各個智能儀表中去。由此我們可以看到FCS相對于DCS的巨大進步。 也正是由于FCS的以上特點使得其在設計、安裝、投運到正常生產都具有很大的優(yōu)越性：首先由于分散在前端的智能設備能執(zhí)行較為復雜的任務，不再需要單獨的控制器、計算單元等，節(jié)省了硬件投資和使用面積；FCS的接線較為簡單，而且一條傳輸線可以掛接多了設備，大大節(jié)約了安裝費用；由于現(xiàn)場控制設備往往具有自診斷功能，并能將故障信息發(fā)送至控制室，減輕了維護工作；同時，由于用戶擁有高度的系統(tǒng)集成自主權，可以通過比較靈活選擇合適的廠家產品；整體系統(tǒng)的可靠性和準確性也大為提高。這一切都幫助用戶實現(xiàn)了減低安裝、使用、維護的成本，最終達到增加利潤的目的。現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀 由于各個國家各個公司的利益之爭，雖然早在1984年國際電工技術委員會/國際標準協(xié)會（IEC/ISA）就著手開始制定現(xiàn)場總線的標準，至今統(tǒng)一的標準仍未完成。很多公司也推出其各自的現(xiàn)場總線技術，但彼此的開放性和互操作性還難以統(tǒng)一。目前現(xiàn)場總線市場有著以下的特點：多種現(xiàn)場總線并存 目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場總線，如法國的FIP，英國的ERA，德國西門子公司Siemens的ProfiBus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGarazzi公司的Dupline，丹麥ProcessData公司的Pnet，PeterHans公司的FMux，以及ASI（ActraturSensorInterface），MODBus，SDS，Aret，國際標準組織基金會現(xiàn)場總線FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美國的DeviceNet與ControlNet等等。這些現(xiàn)場總線大都用于過程自動化、醫(yī)藥領域、加工制造、交通運輸、國防、航天、農業(yè)和樓宇等領域，大概不到十種的總線占有80％左右的市場。各種總線都有其應用的領域 每種總線大都有其應用的領域，比如FF、PROFIBUSPA適用于石油、化工、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)的過程控制領域；LonWrks、PROFIBUSFMS、DevieceNet適用于樓宇、交通運輸、農業(yè)等領域；DeviceNet、PROFIBUSDP適用于加工制造業(yè)，而這些劃分也不是絕對的，每種現(xiàn)場總線都力圖將其應用領域擴大，彼此滲透。每種現(xiàn)場總線都有其國際組織和支持背景 大多數的現(xiàn)場總線都有一個或幾個大型跨國公司為背景并成立相應的國際組織，力圖擴大自己的影響、得到更多的市場份額。比如PROFIBUS以Siemens公司為主要支持，并成立了PROFIBUS國際用戶組織WorldFIP以Alstom公司為主要后臺，成立了WorldFIP國際用戶組織。多種總線成為國家和地區(qū)標準 為了加強自己的競爭能力，很多總線都爭取成為國家或者地區(qū)的標準，比如PROFIBUS已成為德國標準，WorldFIP已成為法國標準等。設備制造商參與多個總線
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