什么是現場總線現場總線的本質
什么是現場總線現場總線的本質
現場總線是一種工業(yè)數據總線，是自動化領域中底層數據通信網絡。那么你對現場總線了解多少呢?以下是由學習啦小編整理關于什么是現場總線的內容，希望大家喜歡!
現場總線的簡介
現場總線是近年來迅速發(fā)展起來的一種工業(yè)數據總線，它主要解決工業(yè)現場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構等現場設備間的數字通信以及這些現場控制設備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。由于現場總線簡單、可靠、經濟實用等一系列突出的優(yōu)點，因而受到了許多標準團體和計算機廠商的高度重視。
簡單說，現場總線就是以數字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號及普通開關量信號的傳輸，是連接智能現場設備和自動化系統(tǒng)的全數字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。
現場總線的本質
通信網絡
用于過程自動化和制造自動化的現場設備或現場儀表互連的現場通信網絡。
設備互聯
依據實際需要使用不同的傳輸介質把不同的現場設備或者現場儀表相互關聯。
互操作性
用戶可以根據自身的需求選擇不同廠家或不同型號的產品構成所需的控制回路，從而可以自由地集成FCS。
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場儀表, 從而構成虛擬控制站，徹底地實現了分散控制。
通信線供電
通信線供電方式允許現場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用于本質安全環(huán)境的低功耗現場儀表, 與其配套的還有安全柵。
開放式互聯網
現場總線為開放式互聯網絡，既可以與同層網絡互聯，也可與不同層網絡互聯，還可以實現網絡數據庫的共享。
從以上內容我們可以看到，現場總線體現了分布、開放、互聯、高可靠性的特點，而這些正是DCS系統(tǒng)的缺點。DCS通常是一對一單獨傳送信號，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整參數和預測故障，處于“失控”狀態(tài)，很多的儀表廠商自定標準，互換性差，儀表的功能也較單一，難以滿足現代的要求，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，采用的數字信號精度高、可靠性強，設備也始終處于操作員的遠程監(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備互聯，智能儀表具有通信、控制和運算等豐富的功能，而且控制功能分散到各個智能儀表中去。由此我們可以看到FCS相對于DCS的巨大進步。
也正是由于FCS的以上特點使得其在設計、安裝、投運到正常生產都具有很大的優(yōu)越性：首先由于分散在前端的智能設備能執(zhí)行較為復雜的任務，不再需要單獨的控制器、計算單元等，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設備，大大節(jié)約了安裝費用;由于現場控制設備往往具有自診斷功能，并能將故障信息發(fā)送至控制室，減輕了維護工作;同時，由于用戶擁有高度的系統(tǒng)集成自主權，可以通過比較靈活選擇合適的廠家產品;整體系統(tǒng)的可靠性和準確性也大為提高。這一切都幫助用戶實現了減低安裝、使用、維護的成本，最終達到增加利潤的目的。
現場總線的控制組成
現場總線控制系統(tǒng)由測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)三個部分組成，而通信部分的硬、軟件是它最有特色的部分。
1、現場總線控制系統(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、維護軟件、仿真軟件、設備軟件和監(jiān)控軟件等。首先選擇開發(fā)組態(tài)軟件、控制操作人機接口軟件MMI。通過組態(tài)軟件，完成功能塊之間的連接，選定功能塊參數，進行網絡組態(tài)。在網絡運行過程中對系統(tǒng)實時采集數據、進行數據處理、計算。優(yōu)化控制及邏輯控制報警、監(jiān)視、顯示、報表等。
2、現場總線的測量系統(tǒng)：
其特點為多變量高性能的測量，使測量儀表具有計算能力等更多功能，由于采用數字信號，具有高分辨率，準確性高、抗干擾、抗畸變能力強，同時還具有儀表設備的狀態(tài)信息，可以對處理過程進行調整。
3、設備管理系統(tǒng)：
可以提供設備自身及過程的診斷信息、管理信息、設備運行狀態(tài)信息(包括智能儀表)、廠商提供的設備制造信息。例如Fisher—Rosemoune公司，推出AMS管理系統(tǒng)，它安裝在主計算機內，由它完成管理功能，可以構成一個現場設備的綜合管理系統(tǒng)信息庫，在此基礎上實現設備的可靠性分析以及預測性維護。將被動的管理模式改變?yōu)榭深A測性的管理維護模式AMS軟件是以現場服務器為平臺的T型結構，在現場服務器上支撐模塊化，功能豐富的應用軟件為用戶提供一個圖形化界面。
4、總線系統(tǒng)計算機服務模式：
以客戶機/服務器模式是較為流行的網絡計算機服務模式。服務器表示數據源(提供者)，應用客戶機則表示數據使用者，它從數據源獲取數據，并進一步進行處理。客房機運行在PC機或工作站上。服務器運行在小型機或大型機上，它使用雙方的智能、資源、數據來完成任務。
5、數據庫：
它能有組織的、動態(tài)的存儲大量有關數據與應用程序，實現數據的充分共享、交叉訪問，具有高度獨立性。工業(yè)設備在運行過程中參數連續(xù)變化，數據量大，操作與控制的實時性要求很高。因此就形成了一個可以互訪操作的分布關系及實時性的數據庫系統(tǒng)，市面上成熟的供選用的如關系數據庫中的Oracle，sybas，Informix，SQL Server;實時數據庫中的Infoplus，PI，ONSPEC等。
6、網絡系統(tǒng)的硬件與軟件：
網絡系統(tǒng)硬件有：系統(tǒng)管理主機、服務器、網關、協(xié)議變換器、集線器，用戶計算機等及底層智能化儀表。網絡系統(tǒng)軟件有網絡操作軟件如：NetWarc，LAN Mangger，Vines，服務器操作軟件如Lenix，os/2，Window NT。應用軟件數據庫、通信協(xié)議、網絡管理協(xié)議等。
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