現(xiàn)場總線是指以工廠內(nèi)的測量和控制機器間的數(shù)字通訊為主的網(wǎng)絡(luò),也稱現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)。也 將傳感器、各種操作終端和控制器間的通訊及控制器
將傳感器、各種操作終端和控制器間的通訊及控制器 的通訊進(jìn)行特化的網(wǎng)絡(luò)。通過通訊的數(shù)字化,使時間分割、多重化、多點化成為
的通訊進(jìn)行特化的網(wǎng)絡(luò)。通過通訊的數(shù)字化,使時間分割、多重化、多點化成為 ,從而實現(xiàn)高性能化、高可靠化、保養(yǎng)簡便化、節(jié)省配線。
,從而實現(xiàn)高性能化、高可靠化、保養(yǎng)簡便化、節(jié)省配線。
  現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)既是一個開放的、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的高可靠的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò),又是一個全分布式的工業(yè)控制系統(tǒng),它把掛接在總線上 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的智能現(xiàn)場設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),構(gòu)成自動化系統(tǒng),實現(xiàn)
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的智能現(xiàn)場設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),構(gòu)成自動化系統(tǒng),實現(xiàn) 基本控制,補償計算,參數(shù)修改,報警,顯示,監(jiān)控,優(yōu)化和管控一體化的綜合自動化功能。
基本控制,補償計算,參數(shù)修改,報警,顯示,監(jiān)控,優(yōu)化和管控一體化的綜合自動化功能。
  現(xiàn)場總線這種控制方式的出現(xiàn),導(dǎo)致了自動化儀表,集散控制系統(tǒng)(DCS),可編程控制器(PLC)等產(chǎn)品的體系結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)和性能 的較大變革,使得現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有較高的測控能力指數(shù)。現(xiàn)場總線之
的較大變革,使得現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有較高的測控能力指數(shù)。現(xiàn)場總線之 具有較高的測控能力指數(shù),一是得益于儀表的智能化,二是得益于設(shè)備的通信功能。
具有較高的測控能力指數(shù),一是得益于儀表的智能化,二是得益于設(shè)備的通信功能。
現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點
  現(xiàn)場總線系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)采用一對一的設(shè)備連線,按控制回路分別進(jìn)行連接。位于現(xiàn)場的測量變送器與位于控制室的控制器 ,控制器與位于現(xiàn)場的執(zhí)行器、開關(guān)、馬達(dá)
,控制器與位于現(xiàn)場的執(zhí)行器、開關(guān)、馬達(dá) 均為一對一的物理連接。
均為一對一的物理連接。
  現(xiàn)場總線系統(tǒng) 采用了智能現(xiàn)場設(shè)備,
采用了智能現(xiàn)場設(shè)備, 把原先DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現(xiàn)場設(shè)備,加上現(xiàn)場設(shè)備具有通信能力,現(xiàn)場的測量變送儀表可以與閥門等執(zhí)行機構(gòu)直接傳送信號,因而控制功能
把原先DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現(xiàn)場設(shè)備,加上現(xiàn)場設(shè)備具有通信能力,現(xiàn)場的測量變送儀表可以與閥門等執(zhí)行機構(gòu)直接傳送信號,因而控制功能 不依賴控制室的計算機或控制儀表,直接在現(xiàn)場完成,實現(xiàn)了徹底的分散控制。
不依賴控制室的計算機或控制儀表,直接在現(xiàn)場完成,實現(xiàn)了徹底的分散控制。
現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術(shù)特點
現(xiàn)場總線系統(tǒng)在技術(shù)上有以下特點:
  1. 的開放性和互可操作性
的開放性和互可操作性
  在DCS系統(tǒng)形成過程中, 各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng),不同廠家的設(shè)備不能互連在一起,難以實現(xiàn)互換與互操作。新型的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)則突破了DCS系統(tǒng)中通信由專用網(wǎng)絡(luò)的封閉系統(tǒng)來實現(xiàn)所造成的缺陷,把基于封閉、專用的
各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng),不同廠家的設(shè)備不能互連在一起,難以實現(xiàn)互換與互操作。新型的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)則突破了DCS系統(tǒng)中通信由專用網(wǎng)絡(luò)的封閉系統(tǒng)來實現(xiàn)所造成的缺陷,把基于封閉、專用的 方案變成基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的
方案變成基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的 方案,
方案, 以把來自于不同廠家而遵循同一協(xié)議規(guī)范的自動化設(shè)備,通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接成系統(tǒng),完成綜合自動化的各種功能。
以把來自于不同廠家而遵循同一協(xié)議規(guī)范的自動化設(shè)備,通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接成系統(tǒng),完成綜合自動化的各種功能。
2.現(xiàn)場設(shè)備的智能化和功能自治性
  現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)把微 器置入現(xiàn)場自控設(shè)備,使之具有數(shù)字計算和數(shù)字通訊能力,這樣不僅提高了信號的傳輸精度,而且為豐富控制信息的內(nèi)容、實現(xiàn)其遠(yuǎn)程傳送創(chuàng)造了條件。在現(xiàn)場總線的環(huán)境下,
器置入現(xiàn)場自控設(shè)備,使之具有數(shù)字計算和數(shù)字通訊能力,這樣不僅提高了信號的傳輸精度,而且為豐富控制信息的內(nèi)容、實現(xiàn)其遠(yuǎn)程傳送創(chuàng)造了條件。在現(xiàn)場總線的環(huán)境下, 現(xiàn)場設(shè)備自帶計算和通訊功能,
現(xiàn)場設(shè)備自帶計算和通訊功能, 在現(xiàn)場就可以進(jìn)行各種
在現(xiàn)場就可以進(jìn)行各種 的計算,從而使控制功能徹底地分散,減少控制器的負(fù)載,
的計算,從而使控制功能徹底地分散,減少控制器的負(fù)載, 大大地減少了通訊信息量,從而有效地提高了控制系統(tǒng)運行的可靠性。此外,智能化的儀表還可提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的信息,如閥門開關(guān)動作次數(shù)、儀表故障等信息,使操作管理人員能及時了解現(xiàn)場設(shè)備的"健康狀況",在現(xiàn)場設(shè)備有"故障的預(yù)兆"但還沒真正發(fā)生故障影響到生產(chǎn)前就提前作出
大大地減少了通訊信息量,從而有效地提高了控制系統(tǒng)運行的可靠性。此外,智能化的儀表還可提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的信息,如閥門開關(guān)動作次數(shù)、儀表故障等信息,使操作管理人員能及時了解現(xiàn)場設(shè)備的"健康狀況",在現(xiàn)場設(shè)備有"故障的預(yù)兆"但還沒真正發(fā)生故障影響到生產(chǎn)前就提前作出 ,以保障生產(chǎn)的正常運行。
,以保障生產(chǎn)的正常運行。
3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性
  現(xiàn)場總線已構(gòu)成一種新的全分散性控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),把DCS集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu),變成了新型全分布式結(jié)構(gòu),把控制功能徹底下放到現(xiàn)場(注:若要實現(xiàn) 控制,如協(xié)調(diào)控制時也可將控制功能回收),依靠現(xiàn)場智能設(shè)備本身便可實現(xiàn)基本控制功能,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了可靠性。
控制,如協(xié)調(diào)控制時也可將控制功能回收),依靠現(xiàn)場智能設(shè)備本身便可實現(xiàn)基本控制功能,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了可靠性。
  
 特點,特別是現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化,使現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在各
特點,特別是現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化,使現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在各 都表現(xiàn)出其強大的優(yōu)勢,主要有:
都表現(xiàn)出其強大的優(yōu)勢,主要有:
1.節(jié)省硬件數(shù)量與投資
   現(xiàn)場總線系統(tǒng)中分散在現(xiàn)場的智能設(shè)備
現(xiàn)場總線系統(tǒng)中分散在現(xiàn)場的智能設(shè)備 具備傳感、計算、控制、報警等功能,因而可減少變送器的數(shù)量,不再
具備傳感、計算、控制、報警等功能,因而可減少變送器的數(shù)量,不再 單獨的調(diào)節(jié)器、計算單元等,也不再
單獨的調(diào)節(jié)器、計算單元等,也不再 DCS系統(tǒng)的信號調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及大量
DCS系統(tǒng)的信號調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及大量 的接線,從而節(jié)省了一大筆硬件投資。
的接線,從而節(jié)省了一大筆硬件投資。
2.節(jié)省安裝費用
  現(xiàn)場總線系統(tǒng)的接線非常簡單,一對雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個設(shè)備,使電纜、端子、槽盒等的用量大大減少。當(dāng)
 現(xiàn)場設(shè)備時,不
現(xiàn)場設(shè)備時,不 增設(shè)新的電纜,只要就近掛在原有的電纜上
增設(shè)新的電纜,只要就近掛在原有的電纜上 。
。
3.節(jié)省維護(hù)開銷
   現(xiàn)場設(shè)備具有自診斷和簡單故障
現(xiàn)場設(shè)備具有自診斷和簡單故障 能力,并通過數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室,操作人員可及時查詢到
能力,并通過數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室,操作人員可及時查詢到 設(shè)備運行、維護(hù)
設(shè)備運行、維護(hù) ,盡早排除故障隱患,大大減少了維護(hù)停工時間;
,盡早排除故障隱患,大大減少了維護(hù)停工時間;
 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化、連線簡單而減少了設(shè)備維護(hù)工作量。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化、連線簡單而減少了設(shè)備維護(hù)工作量。
4.用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán)
   現(xiàn)場總線廠家的產(chǎn)品遵循統(tǒng)一的現(xiàn)場總線協(xié)議,用戶可以自由選擇不同廠家的產(chǎn)品來集成系統(tǒng),避免因選擇某一廠家的產(chǎn)品而被"框死"了使用設(shè)備的選擇范圍。
現(xiàn)場總線廠家的產(chǎn)品遵循統(tǒng)一的現(xiàn)場總線協(xié)議,用戶可以自由選擇不同廠家的產(chǎn)品來集成系統(tǒng),避免因選擇某一廠家的產(chǎn)品而被"框死"了使用設(shè)備的選擇范圍。
5.提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性
   現(xiàn)場總線設(shè)備的智能化和數(shù)字化,與模擬信號相比,從根本上提高了測量與控制的精確度,減少了傳送誤差。
現(xiàn)場總線設(shè)備的智能化和數(shù)字化,與模擬信號相比,從根本上提高了測量與控制的精確度,減少了傳送誤差。 ,
, 現(xiàn)場儀表內(nèi)部功能的加強,減少了信號的往返傳送,也提高了系統(tǒng)運行的可靠性。
現(xiàn)場儀表內(nèi)部功能的加強,減少了信號的往返傳送,也提高了系統(tǒng)運行的可靠性。
  此外, 現(xiàn)場總線的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化,功能模塊化,因而系統(tǒng)設(shè)計簡單,易于重構(gòu)。
現(xiàn)場總線的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化,功能模塊化,因而系統(tǒng)設(shè)計簡單,易于重構(gòu)。
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