很多朋友對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)充滿(mǎn)興趣，因此學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的朋友也越來(lái)越多。本文將基于三大方面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)予以介紹：1.什么是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，2.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)有什么特點(diǎn)，3.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)組成。如果你對(duì)本文即將探討的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、何為現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(Fieldbus)是近年來(lái)迅速發(fā)展起來(lái)的一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)，它主要解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備和高級(jí)控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問(wèn)題。由于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，因而受到了許多標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體和計(jì)算機(jī)廠(chǎng)商的高度重視。

它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)，是自動(dòng)化領(lǐng)域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。簡(jiǎn)單說(shuō)，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號(hào)及普通開(kāi)關(guān)量信號(hào)的傳輸，是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。

二、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)主要特點(diǎn)

1.系統(tǒng)的開(kāi)放性

傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)是個(gè)自我封閉的系統(tǒng)，一般只能通過(guò)工作站的串口或并口對(duì)外通信。在現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)中，用戶(hù)可按自己的需要和對(duì)象，將來(lái)自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成大小隨意的系統(tǒng)。

2.可操作性與可靠性

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)在選用相同的通信協(xié)議情況下，只要選擇合適的總線(xiàn)網(wǎng)卡、插口與適配器即可實(shí)現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳輸與溝通，大大減少接線(xiàn)與查線(xiàn)的工作量，有效提高控制的可靠性。

3.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性

傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的信號(hào)傳遞是模擬信號(hào)的單向傳遞，信號(hào)在傳遞過(guò)程中產(chǎn)生的誤差較大，系統(tǒng)難以迅速判斷故障而帶故障運(yùn)行。而現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)中采用雙向數(shù)字通信，將傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中完成，可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。

4.對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是作為適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境工作而設(shè)計(jì)的，可支持雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線(xiàn)及電力線(xiàn)等，其具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能采用兩線(xiàn)制實(shí)現(xiàn)送電與通信，并可滿(mǎn)足安全及防爆要求等。

三、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)優(yōu)缺點(diǎn)

(一)優(yōu)點(diǎn)

(1)節(jié)省硬件數(shù)量與投資

由于分散在現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感、測(cè)量、控制、報(bào)警和計(jì)算功能，因而可減少變送器的數(shù)量，不再需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)器、計(jì)算單元等，也不再需要DCS系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及其復(fù)雜接線(xiàn)，還可以用工控PC機(jī)作為操作站，從而節(jié)省了一大筆硬件投資，并可減少控制室的占地面積。

(2)節(jié)省安裝費(fèi)用

現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)的接線(xiàn)十分簡(jiǎn)單，一對(duì)雙絞線(xiàn)或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€(gè)設(shè)備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線(xiàn)設(shè)計(jì)與接頭校對(duì)的工作量也大大減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備時(shí)，無(wú)需增設(shè)新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，既節(jié)省了投資，又減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。據(jù)有關(guān)典型試驗(yàn)工程的測(cè)算資料表明，可節(jié)約安裝費(fèi)用60%以上。

(3)節(jié)省維護(hù)開(kāi)銷(xiāo)

現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備具有自診斷與簡(jiǎn)單故障處理的能力，并通過(guò)數(shù)字通信將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，用戶(hù)可以查詢(xún)所有設(shè)備的運(yùn)行，診斷維護(hù)信息，以便早期分析故障原因并快速排除，縮短了維護(hù)停工時(shí)間，同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，連線(xiàn)簡(jiǎn)單而減少了維護(hù)工作量。

(4)用戶(hù)具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)

用戶(hù)可以自由選擇不同廠(chǎng)商所提供的設(shè)備來(lái)集成系統(tǒng)。避免因選擇了某一品牌的產(chǎn)品而限制了使用設(shè)備的選擇范圍，不會(huì)為系統(tǒng)集成中不兼容的協(xié)議、接口而一籌莫展，使系統(tǒng)集成過(guò)程中的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在用戶(hù)手中。

(5)提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化、數(shù)字化，與模擬信號(hào)相比，從根本上提高了測(cè)量與控制的精確度，減少了傳送誤差。簡(jiǎn)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，設(shè)備與連線(xiàn)減少，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備內(nèi)部功能加強(qiáng)，減少了信號(hào)的往返傳輸，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。

此外，由于它的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，功能模塊化，因而還具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。

(二)缺點(diǎn)

網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，通信系統(tǒng)的瞬時(shí)錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)包丟失，發(fā)送與到達(dá)次序的不一致等都會(huì)破壞傳統(tǒng)控制系統(tǒng)原本具有的確定性，使得控制系統(tǒng)的分析與綜合變得更復(fù)雜，使控制系統(tǒng)的性能受到負(fù)面影響。

四、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的組成

1、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)

它的軟件是系統(tǒng)的重要組成部分，控制系統(tǒng)的軟件有組態(tài)軟件、維護(hù)軟件、仿真軟件、設(shè)備軟件和監(jiān)控軟件等。首先選擇開(kāi)發(fā)組態(tài)軟件、控制操作人機(jī)接口軟件MMI。通過(guò)組態(tài)軟件，完成功能塊之間的連接，選定功能塊參數(shù)，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、計(jì)算。優(yōu)化控制及邏輯控制報(bào)警、監(jiān)視、顯示、報(bào)表等。

2、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的測(cè)量系統(tǒng)

其特點(diǎn)為多變量高性能的測(cè)量，使測(cè)量?jī)x表具有計(jì)算能力等更多功能，由于采用數(shù)字信號(hào)，具有高分辨率，準(zhǔn)確性高、抗干擾、抗畸變能力強(qiáng)，同時(shí)還具有儀表設(shè)備的狀態(tài)信息，可以對(duì)處理過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。

3、設(shè)備管理系統(tǒng)

可以提供設(shè)備自身及過(guò)程的診斷信息、管理信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息(包括智能儀表)、廠(chǎng)商提供的設(shè)備制造信息。例如Fisher—Rosemoune公司，推出AMS管理系統(tǒng)，它安裝在主計(jì)算機(jī)內(nèi)，由它完成管理功能，可以構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的綜合管理系統(tǒng)信息庫(kù)，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)設(shè)備的可靠性分析以及預(yù)測(cè)性維護(hù)。將被動(dòng)的管理模式改變?yōu)榭深A(yù)測(cè)性的管理維護(hù)模式AMS軟件是以現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器為平臺(tái)的T型結(jié)構(gòu)，在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器上支撐模塊化，功能豐富的應(yīng)用軟件為用戶(hù)提供一個(gè)圖形化界面。

4、總線(xiàn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)服務(wù)模式

以客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器模式是較為流行的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)服務(wù)模式。服務(wù)器表示數(shù)據(jù)源(提供者)，應(yīng)用客戶(hù)機(jī)則表示數(shù)據(jù)使用者，它從數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù)，并進(jìn)一步進(jìn)行處理?？头繖C(jī)運(yùn)行在PC機(jī)或工作站上。服務(wù)器運(yùn)行在小型機(jī)或大型機(jī)上，它使用雙方的智能、資源、數(shù)據(jù)來(lái)完成任務(wù)。

5、數(shù)據(jù)庫(kù)

它能有組織的、動(dòng)態(tài)的存儲(chǔ)大量有關(guān)數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分共享、交叉訪(fǎng)問(wèn)，具有高度獨(dú)立性。工業(yè)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中參數(shù)連續(xù)變化，數(shù)據(jù)量大，操作與控制的實(shí)時(shí)性要求很高。因此就形成了一個(gè)可以互訪(fǎng)操作的分布關(guān)系及實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，市面上成熟的供選用的如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的Oracle，sybas，Informix，SQL Server;實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的Infoplus，PI，ONSPEC等。

6、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件與軟件

網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件有：系統(tǒng)管理主機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)、協(xié)議變換器、集線(xiàn)器，用戶(hù)計(jì)算機(jī)等及底層智能化儀表。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件有網(wǎng)絡(luò)操作軟件如：NetWarc，LAN Mangger，Vines，服務(wù)器操作軟件如Lenix，os/2，Window NT。應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)庫(kù)、通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議等。

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