現場總線技術的應用分析

路陽　林桁

摘 要：在設備使用現場和設備控制之間有一個非常重要的連接就是現場總線。現場總線技術的好壞直接影響設備的電氣控制。因此在設備的使用現場一定要采取適當的現場總線技術來應對現場的設備電氣控制。文章主要針對現場總線技術的具體應用來進行詳細的闡述和分析，希望通過文章的闡述和分析能夠為我國的設備電氣控制方面的發展和創新貢獻自己的力量。

關鍵詞：現場；總線；技術應用

在設備的使用場地現場總線通常也被叫做開放式數字化方式的多點通信控制網絡。現場總線主要是作為一種串聯通信系統存在的。現場的設備控制和中控微機之間的雙向連接和控制就是現場總線技術的主要應用。現場總線在現場的應用過程中具有四個特色的通信系統。分別是全數字化的通信系統；雙向控制通信系統；多變量控制系統和多點多站。現場的總線技術主要有五個作用。第一個作用是現場總線技術的應用能夠實現現場的通信網絡的暢通；第二個作用是現場總線技術的應用能夠實現現場設備之間的控制互連；第三個作用是現場總線技術的應用能夠實現設備的控制相互互換操作性能；第四個作用是現場總線技術的應用能夠有效的實現設備的分散模塊處理；第五個作用是現場的總線技術的應用能夠有效的實現設備控制方面的開放互連。

現場總線在現場的應用過程中有很多的優點，下面舉例說明。現場總線技術完全實現了現場的全部數字化通信應用；現場總線技術在應用的過程中已經完全實現了現場控制部件的全部互換；現場總線技術在設備的控制過程中能夠進行分散式的控制。現場總線在控制過程中能夠一次傳送多個變量信號，并且保障變量信號的保真。在現場總線應用過程中，由于采用了最先進的設備儀表，使用了多變量的信號傳送器，這樣能夠有效的保障測試精準度，提升控制系統的自治能力。

1 現場總線產品類型

在上世紀八十年代中期，現場總線在世界范圍內有了非常大的發展，歐洲的很多國家都相繼推出了屬于自己的現場總線產品，同時還不斷推出了行業標準，但是行業標準長時間內沒有一個統一的標準。到目前為止世界范圍內已經有了數十種現場總線產品，但是具有世界影響力的現場總成產品主要有六種。第一種是德國BOSCH公司推出的CAN控制局域網；第二種是由西門子公司等德國公司集中推出的過程現場總線；第三種是美國Echelon公司設計的局部操作網絡；第四種是現在認可度非常高的基金會現場總線；第五種是法國通信公司集體推出的worldFIP現場總線；第六種是由八十多家儀表公司共同推出的可尋址遠程傳感數據通路。下面進行詳細的闡述和分析。

1.1 德國BOSCH公司推出的CAN控制局域網

由德國BOSCH公司推出用于汽車內部測量與執行部門之間的數據通信。CAN總線規范已被國際標準組織制定為國際標準，并廣泛應用于離散控制領域。目前CAN總線在國內是最熱門的現場總線之一。

1.2 西門子公司等德國公司集中推出的過程現場總線

它包括PROFIBUS-DP、PROF工BUS-FMS和PROFIBUS-PA三部分。其中PROFIBUS-DP主要應用分散外設間的高速數據傳輸，適用于加工自動化領域的應用。PROF工BU-FMS適用于紡織，樓宇自動化，可編程控制器，低壓開關等一般自動化。

1.3 美國Echelon公司設計的局部操作網絡

是一種得到廣泛應用的現場總線，由美國Echelon公司推出它采用了工SQ/051模型的全部七層通訊協議，采用面向對象的設計方法，通過網絡變量把網絡通信設計簡化為參數設計，在智能建筑中得到廣泛的應用。

1.4 現在認可度非常高的基金會現場總線

在過程自動化領域得到廣泛支持和具有良好發展前景的技術，主要用于工業過程控制和制造業自動化環境。

1.5 法國通信公司集體推出的worldFIP現場總線

最初是由CegeleC等幾家法國公司在原有通信技術的基礎上根據用戶要求制定，以后成為法國標準，后來納入工EC物理層標準（IEC61158-2），并命名為WorldFIP。

1.6 八十多家儀表公司共同推出的可尋址遠程傳感數據通路

其特點是在現有模擬傳輸線上實現數字信號通信。這種通信協議既可用于4-20mADC的模擬儀表，也可用于數字式通信儀表。

2 現場總線在技術應用過程中具有的特點

關于現場總線在技術的應用過程中具有的特點，文章主要從六個方面進行闡述。第一個方面是現場總線具有非常好的系統開放性能。第二個方面是現場總線能夠靈活的進行互換和互用。第三個方面是現場總線的應用能夠讓現場的使用設備具有非常高的智能化并且實現設備的功能自治。第四個方面是現場總線能夠實現系統的高度分散性能。第五個方面是現場總線對于環境有非常好的適應性能。第六個方面是現場總線在成本性能比上非常高。下面進行詳細的闡述和分析。

2.1 現場總線具有非常好的系統開放性能

現場總線的開放性指的是對相應標準的適應性和公開性，這里強調的是現場總線對于標準的服從。作為一個開放的現場總線在理論上能夠和世界上任何行業標準進行連接和互換。現場總線的應用目標主要是要實現一種共用，建立一種底層的統一的網絡開放系統，在實際過程中，使用客戶可以通過自己的實際需求來選擇任何廠家的產品來進行組裝，這樣現場總線的實現了自動化控制互連互換。

2.2 現場總線能夠靈活的進行互換和互用

現場總線的互換和互用主要是實現信息之間的傳遞和溝通，這樣就能夠實現每一個設備生產廠家的功能互換。

2.3 現場總線的應用能夠讓現場的使用設備具有非常高的智能化并且實現設備的功能自治

現場總線的智能化和功能自治主要指的是現場系統能夠將設備的四種控制功能有效的分散到現場的設備控制中。這四種功能是：系統的傳感測量；系統的補償計算；系統的工程量處理；系統的控制功能。通過四種功能的分散能夠有效的實現設備的自動控制，在控制的過程中，能夠根據現場的運行過程來診斷設備的運行狀態，實現系統的自治功能。

2.4 現場總線能夠實現系統的高度分散性能

現場總線的分散性已經成為了一種非常有效的控制功能，這樣能夠在根本上解決控制過程中的DCS控制集中問題，有效的分散了設備控制功能，簡化了設備的控制功能設置，提升了設備的控制可靠性能。

2.5 現場總線對于環境有非常好的適應性能

現場總線作為底層網絡，大多數都是根據現場的實際情況來進行具體設計，這樣就有效的提升了設備的外部環境抗干擾能力，通過供電和通信的雙重控制，能夠滿足設備控制過程中的防爆能力。

2.6 現場總線在成本性能比上非常高

設備控制采用現場總線后，能夠將設備的現場網絡控制底層不斷的智能化，同時還會不斷改變信號之間點對點的連接，讓自動化控制軟件不斷的升級更新，這樣就會大大的降低現場總線的使用和成產成本，同時設備的控制性能還會有非常大的提升。

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