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现场总线——让工业通讯更快捷!

2017/12/9    来源:e-works    作者:e-works吴星星      
关键字:现场总线  DCS  FCS  
什么是现场总线?它的本质是什么?同时,现场总线经的发展历程、应用和发展趋势如何?带着这些疑问,让我们一同在本文探寻答案吧。

    有人说,现场总线技术是实现设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术,它掀起了工业现场级设备通信的数字化革命。那么什么是现场总线?它的本质是什么?传统车间级自动化监控及信息集成系统,与基于现场总线的车间级自动化监控及信息集成系统有何不同?同时,现场总线经历了哪些发展历程,应用和发展趋势如何?带着这些疑问,让我们一同在本文探寻答案吧。

    (一)什么是现场总线?

    1、现场总线的定义

    国际电工委员会IEC标准和现场总线基全会FF给出了现场总线的定义:现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。百度词条将现场总线定义为:现场总线(Field bus)是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线,它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

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    现场总线控制系统的体系结构

    从以上现场总线的概念中,我们可以看到现场总线涉及智能仪表、控制、计算机、数据通信等技术;现场总线不仅是一个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。更通俗地讲,现场总线就是用在现场的总线技术,和计算机内部的总线概念一样,但是由于现场的特殊环境(如温度,安装条件,干扰等等),不同于计算机通常用于室内,为了区别,所以我们把这种总线称为现场总线。

    2、现场总线的本质

    现场总线的本质可以概括为以下六个方面:

    (1)现场通信网络。现场总线作为一种数字式通信网络一直延伸到生产现场中的现场设备,使过去采用点到点式的模拟量信号传输或开关量信号的单向并行传输变为多点一线的双向串行数字式传输。

    (2)现场设备互连。现场设备是指位于生产现场的传感器、变送器和执行器等。这些现场设备可以通过现场总线直接在现场实现互连,相互交换信息。而在计算机集散控制系统中,现场设备之间是不能直接交换信息的。

    (3)互操作性。所谓互操作性是指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完成功能的能力。它体现在①用户可以自由地选择设备,而这种选择独立于供应商、控制系统和通信协议;②制造商具有增加新的、有用的功能的能力;③ 不需要专有协议和特殊定制驱动软件和升级软件。

    (4)分散功能块。现场总线控制系统把功能块分散到现场仪表中执行,因此取消了传统的计算机集散控制系统中的过程控制站。例如,现场总线变送器除了具有一般变送器的功能之外还可以运行控制功能块。类似地,现场总线执行器除了具有一般执行器的功能之外,还可以运行控制功能块和输出特性补偿块,甚至还可以实现阀门特性自校验和阀门故障自诊断功能。

    (5)现场总线供电。现场总线除了传输信息之外,还可以完成为现场设备供电的功能。总线供电不仅简化了系统的安装布线,而且还可以通过配套的安全栅实现本质安全系统,为现场总线控制系统在易燃易爆环境中应用奠定了基础。

    (6)开放式互连网络。现场总线为开放式互联网络,既可与同层网络互联,也可与不同层网络互联。现场总线协议是一个完全开放的协议,是采用公开化、标准化、规范化的通信协议。这就意味着来自不同厂家的现场总线设备,只要符合现场总线协议,就可以通过现场总线网络连接成系统,实现综合自动化。

责任编辑:张纯子
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