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【簡單介紹】
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【詳細(xì)說明】

 

 

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本質(zhì)體現(xiàn)

不同的機(jī)構(gòu)和不同的人可能對現(xiàn)場總線有著不同的定義,不過通常情況下,大家*在以下六個(gè)方面:

折疊現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)

用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互連的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)。

折疊現(xiàn)場設(shè)備互聯(lián)

依據(jù)實(shí)際需要使用不同的傳輸介質(zhì)把不同的現(xiàn)場設(shè)備或者現(xiàn)場儀表相互關(guān)聯(lián)。

折疊互操作性

用戶可以根據(jù)自身的需求選擇不同廠家或不同型號的產(chǎn)品構(gòu)成所需的控制回路,從而可以自由地集成FCS。

折疊分散功能塊

FCS 廢棄了DCS 的輸入/輸出單元和控制站, 把DCS 控制站的功能塊分散地分配給現(xiàn)場儀表, 從而構(gòu)成虛擬控制站,*地實(shí)現(xiàn)了分散控制。

折疊通信線供電

通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用于本質(zhì)安全環(huán)境的低功耗現(xiàn)場儀表, 與其配套的還有安全柵。

折疊開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場總線為開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),既可以與同層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),也可與不同層網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的共享。

從以上內(nèi)容我們可以看到,現(xiàn)場總線體現(xiàn)了分布、開放、互聯(lián)、高可靠性的特點(diǎn),而這些正是DCS系統(tǒng)的缺點(diǎn)。DCS通常是一對一單獨(dú)傳送信號,其所采用的模擬信號精度低,易受干擾,位于操作室的操作員對模擬儀表往往難以調(diào)整參數(shù)和預(yù)測故障,處于“失控”狀態(tài),很多的儀表廠商自定標(biāo)準(zhǔn),互換性差,儀表的功能也較單一,難以滿足現(xiàn)代的要求,而且?guī)缀跛械目刂乒δ芏嘉挥诳刂普局?。FCS則采取一對多雙向傳輸信號,采用的數(shù)字信號精度高、可靠性強(qiáng),設(shè)備也始終處于操作員的遠(yuǎn)程監(jiān)控和可控狀態(tài),用戶可以自由按需選擇不同品牌種類的設(shè)備互聯(lián),智能儀表具有通信、控制和運(yùn)算等豐富的功能,而且控制功能分散到各個(gè)智能儀表中去。由此我們可以看到FCS相對于DCS的巨大進(jìn)步。

也正是由于FCS的以上特點(diǎn)使得其在設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)都具有很大的*性:首先由于分散在前端的智能設(shè)備能執(zhí)行較為復(fù)雜的任務(wù),不再需要單獨(dú)的控制器、計(jì)算單元等,節(jié)省了硬件投資和使用面積;FCS的接線較為簡單,而且一條傳輸線可以掛接多個(gè)設(shè)備,大大節(jié)約了安裝費(fèi)用;由于現(xiàn)場控制設(shè)備往往具有自診斷功能,并能將故障信息發(fā)送至控制室,減輕了維護(hù)工作;同時(shí),由于用戶擁有高度的系統(tǒng)集成自主權(quán),可以通過比較靈活選擇合適的廠家產(chǎn)品;整體系統(tǒng)的可靠性和準(zhǔn)確性也大為提高。這一切都幫助用戶實(shí)現(xiàn)了減低安裝、使用、維護(hù)的成本,終達(dá)到增加利潤的目的。

折疊編輯本段現(xiàn)在狀況

由于各個(gè)國家各個(gè)公司的利益之爭,雖然早在1984年電工技術(shù)委員會/標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(IEC/ISA)就著手開始制定現(xiàn)場總線的標(biāo)準(zhǔn),至今統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)仍未完成。很多公司也推出其各自的現(xiàn)場總線技術(shù),但彼此的開放性和互操作性還難以統(tǒng)一。目前現(xiàn)場總線市場有著以下的特點(diǎn):

折疊編輯本段總線并存

目前世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場總線,如法國的FIP,英國的ERA,德國西門子公司Siemens的ProfiBus,挪威的FINT,Echelon公司的LONWorks,PhenixContact公司的InterBus,RoberBosch公司的CAN,Rosemounr公司的HART,CarloGavazzi公司的Dupline,丹麥ProcessData公司的P-net,PeterHans公司的F-Mux,以及ASI(ActraturSensorInterface),MODBus,SDS,Arcnet,標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會現(xiàn)場總線FF:FieldBusFoundation,WorldFIP,BitBus,美國的DeviceNet與ControlNet等等。這些現(xiàn)場總線大都用于過程自動化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域,大概不到十種的總線占有80%左右的市場。

目前的工業(yè)總線網(wǎng)絡(luò)可歸為三類:485網(wǎng)絡(luò)、HART網(wǎng)絡(luò)、FieldBus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)。

485網(wǎng)絡(luò):RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行的一種工業(yè)組網(wǎng)方式,其特點(diǎn)是實(shí)施簡單方便,而且現(xiàn)在支持RS485的儀表又特別多?,F(xiàn)在的儀表商也紛紛轉(zhuǎn)而支持RS485/MODBUS,原因很簡單, RS485的轉(zhuǎn)換接口不僅便宜得而且種類繁多。至少在低端市場上,RS485/MODBUS仍將是主要的工業(yè)組網(wǎng)方式。

HART網(wǎng)絡(luò):HART是由艾默生提出的一個(gè)過度性總線標(biāo)準(zhǔn),主要特征是在4-20毫安電流信號上面疊加數(shù)字信號,但該協(xié)議并未真正開放,要加入他的基金會才能拿到協(xié)議,而加入基金會要一定的費(fèi)用。HART技術(shù)主要被國外幾家大公司壟斷,近些年國內(nèi)也有公司在做,但還沒有達(dá)到國外公司的水平?,F(xiàn)在有很多智能儀表帶有[HART圓卡],支持HART通訊功能。但從國內(nèi)情況來看,還沒有真正用到這部分功能來進(jìn)行設(shè)備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,多只是利用手操器對其進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。從長遠(yuǎn)來看,由于HART通信速率低、組網(wǎng)困難等原因,HART儀表的應(yīng)用將呈下滑趨勢。

FieldBus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò):現(xiàn)場總線是當(dāng)今自動化領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)之一,被譽(yù)為自動化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)標(biāo)志著自動化控制技術(shù)又一個(gè)新時(shí)代的開始?,F(xiàn)場總線是連接控制現(xiàn)場的儀表與控制室內(nèi)的控制裝置的數(shù)字化、串行、多站通信的網(wǎng)絡(luò)。其關(guān)鍵標(biāo)志是能支持雙向、多節(jié)點(diǎn)、總線式的全數(shù)字化通信?,F(xiàn)場總線技術(shù)近年來成為上自動化和儀器儀表發(fā)展的熱點(diǎn),它的出現(xiàn)使傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了革命性的變化,使自控系統(tǒng)朝著“智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、分散化”的方向進(jìn)一步邁進(jìn),形成新型的網(wǎng)絡(luò)通信的全分布式控制系統(tǒng)——現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(Fieldbus Control System)。然而,到目前為止,現(xiàn)場總線還沒有形成真正統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),ProfiBus、CANbus、CC-Link等多種標(biāo)準(zhǔn)并行存在,并且都有自己的生存空間。何時(shí)統(tǒng)一,遙遙無期。目前,支持現(xiàn)場總線的儀表種類還比較少,可供選擇的余地小,價(jià)格又偏高,用量也較小。

折疊編輯本段應(yīng)用領(lǐng)域

每種總線大都有其應(yīng)用的領(lǐng)域,比如FF、PROFIBUS-PA適用于石油、化工、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)的過程控制領(lǐng)域;LonWorks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet適用于樓宇、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域;DeviceNet、PROFIBUS-DP適用于加工制造業(yè),而這些劃分也不是的,每種現(xiàn)場總線都力圖將其應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大,彼此滲透。

折疊編輯本段組織

大多數(shù)的現(xiàn)場總線都有一個(gè)或幾個(gè)大型跨國公司為背景并成立相應(yīng)的組織,力圖擴(kuò)大自己的影響、得到更多的*。比如PROFIBUS以Siemens公司為主要支持,并成立了PROFIBUS用戶組織WorldFIP以Alstom公司為主要后臺,成立了WorldFIP用戶組織。

折疊國家和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)

為了加強(qiáng)自己的競爭能力,很多總線都爭取成為國家或者地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn),比如PROFIBUS已成為德國標(biāo)準(zhǔn),WorldFIP已成為法國標(biāo)準(zhǔn)等。

折疊設(shè)備制造商參與

為了擴(kuò)大自己產(chǎn)品的使用范圍,很多設(shè)備制造商往往參與不止一個(gè)甚至多個(gè)總線組織。

折疊各個(gè)總線彼此協(xié)調(diào)共存

由于競爭激烈,而且還沒有哪一種或幾種總線能一統(tǒng)市場,很多重要企業(yè)都力圖開發(fā)接口技術(shù),使自己的總線能和其他總線相連,在標(biāo)準(zhǔn)中也出現(xiàn)了協(xié)調(diào)共存的局面。

工業(yè)自動化技術(shù)應(yīng)用于各行各業(yè),要求也千變?nèi)f化,使用一種現(xiàn)場總線技術(shù)也很難滿足所有行業(yè)的技術(shù)要求;現(xiàn)場總線不同于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),人們將會面對一個(gè)多種總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)共存的現(xiàn)實(shí)世界。技術(shù)發(fā)展很大程度上受到市場規(guī)律、商業(yè)利益的制約;技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不僅是一個(gè)技術(shù)規(guī)范,也是一個(gè)商業(yè)利益的妥協(xié)產(chǎn)物。而現(xiàn)場總線的關(guān)鍵技術(shù)之一是彼此的互操作性,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)的統(tǒng)一是所有用戶的愿望。

 

 



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