現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)1、現(xiàn)場總線的特點現(xiàn)場總線的突出特點在于它把集中與分散相結(jié)合的DCS集散控制結(jié)構(gòu)，變成新型的全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能徹底下放到現(xiàn)場，依靠現(xiàn)場智能設(shè)備本身實現(xiàn)基本控制功能。現(xiàn)場總線的特點主要表現(xiàn)以下幾個方面:

(1) 以數(shù)字信號完全取代傳統(tǒng)的模擬信號以數(shù)字信號完全取代傳統(tǒng)DCS的4～20mA模擬信號，且雙向傳輸信號。一對雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個設(shè)備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大為減少。同時，通信總線延伸到現(xiàn)場傳感器、變送器、控制器和伺服機構(gòu)，操作人員在控制室就能實現(xiàn)主控系統(tǒng)對現(xiàn)場設(shè)備的在線監(jiān)視、診斷、校驗和參數(shù)整定，節(jié)省了硬件數(shù)量與投資。(2)現(xiàn)場總線實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的徹底分散現(xiàn)場總線在結(jié)構(gòu)上只有現(xiàn)場設(shè)備和操作管理站2個層次，將傳統(tǒng)DCS的I/O控制站并入現(xiàn)場智能設(shè)備，取消了I/O模件，現(xiàn)場儀表都是內(nèi)裝微處理器的，輸出的結(jié)果直接送到鄰近的調(diào)節(jié)閥上，完全不需要經(jīng)過控制室主控系統(tǒng)，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的徹底分散。(3) 總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是開放的將系統(tǒng)集成的權(quán)力交給用戶，用戶可以按自己的需要和考慮，把來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成規(guī)模各異的系統(tǒng)?？梢杂貌煌瑥S家的現(xiàn)場儀表去替換出現(xiàn)故障的另一廠家的現(xiàn)場儀表。

2、當(dāng)前的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場總線技術(shù)是從80年代后期誕生的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，經(jīng)歷十幾年左右的發(fā)展，國際上出現(xiàn)了幾個有代表性的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)和幾個系列產(chǎn)品，較流行的有:(1)基金會現(xiàn)場總線(Foundation Fieldbus)在現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的研究制訂過程中，出現(xiàn)過多種企業(yè)集團(tuán)或組織，通過不斷的競爭，到1994年在國際上基本上形成了兩大陣營，ISP協(xié)議為首，聯(lián)合歐洲150家公司制訂的World FIP協(xié)議。這兩大集團(tuán)于1994年合并，成立現(xiàn)場總線基金會(Fieldbus Foundation,FF)，致力于開發(fā)國際上統(tǒng)一的現(xiàn)場總線協(xié)議。FF的協(xié)議符合IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)，也稱為SP50標(biāo)準(zhǔn)。(2) Profibus現(xiàn)場總線它是作為德國國家標(biāo)準(zhǔn)和歐洲國家標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。研究所共同推出的。它采用OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層?，F(xiàn)場總線信息規(guī)范(FMS)型則只隱去了OSI標(biāo)準(zhǔn)的第三至第六層，采用了應(yīng)用層。(3) LonWork(Local Operating Network局部操作網(wǎng))現(xiàn)場總線于1990年正式推出的。它采用ISO/OSI模型的全部7層協(xié)議，采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計簡化為參數(shù)設(shè)置，其最大傳輸速率為1.5Mbps,傳輸距離為2700m，傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、光纜、射頻、紅外線和電力線等。(4)控制局域網(wǎng)(Control Area Network，CAN)控制網(wǎng)絡(luò)用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。CAN結(jié)構(gòu)模型取ISO/OSI模型的第1、2、7層協(xié)議，即物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層。此外還值得一提的是，可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)公路(Highway Addressable Remote Transducer，HART)協(xié)議，最早推出的一種兼容4~20mA模擬信號和調(diào)制數(shù)字信號的現(xiàn)場總線協(xié)議。其數(shù)字通信由于采用調(diào)制/解調(diào)方式，屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中的過渡產(chǎn)品，因而在當(dāng)前的過渡時期具有較強的競爭力，得到了較快的發(fā)展。

3、現(xiàn)場總線的未來現(xiàn)場總路線將成為工業(yè)控制發(fā)展的革命性飛躍，有關(guān)現(xiàn)場總線的報道層出不窮，其中令人關(guān)注的焦點集中在能否出現(xiàn)全世界統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。不同的現(xiàn)場總線有不同的功能，各有其適用的場合，靠一種現(xiàn)場總線打天下的想法看來不太現(xiàn)實。當(dāng)然，從另一方面來講，相當(dāng)一部分現(xiàn)場總線是大同小異的，技術(shù)上非常接近，在優(yōu)勝劣汰的環(huán)境下同類總線終將趨于統(tǒng)一。但商業(yè)利益上的激烈競爭是這個問題的主要原因，對于現(xiàn)場總線形成巨大影響的自動化廠商，因為要盡可能維護(hù)自身的地位和利益而不愿放棄其已擁有的現(xiàn)場總線;因此，在未來較長的一段時間內(nèi)，現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)之爭會越演越烈。