现场总线控制网络与网络集成

　　1 引言

　　现场总线技术是近几年伴随着自控技术、计算机技术、网络技术及微电子技术的发展而迅速发展起来的一种总线技术，它的出现导致了现场控制系统的更新换代，是对现有控制体系的一次彻底革命。基于现场总线基础上的现场总线控制系统(fcs)将操作站，现场智能仪表以及其它信息资源作为工厂网络中的节点，非控制信息(管理信息)大大增加，从而从过程控制走向了过程管理，提高了生产效率和产品质量。现场总线控制系统也相应的成为继集散控制系统之后的又一代控制系统。自80年代末以来,国外相继出现了一些有影响的现场总线标准,如:基金会现场总线(ff,foundation fieldbus)、lonwork总线、profibus、can控制局域网等,它们大都是在公司标准的基础上逐渐形成的, 但发展一个统一的现场总线通信协议的国际标准,形成真正的开放互连系统，是大势所趋。

　　2 现场总线的定义及特点

　　现场总线是“安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动化控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总数”。简单的说就是从控制室连接到现场设备的双向全数字通信总线。它是应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信系统。也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。简单地概括现场总线技术的特点就是:信号传输全数字，控制功能全分散，标准统一全开放。

　　(1) 总线式结构

　　一对传输线(总线)挂接多台现场设备,双向传输多个数字信号。这种结构比一对一的单向模拟信号传送结构布线简单,安装费用低,维护简便。

　　(2) 开放互操作性

　　现场总线采用统一的协议标准,是开放式的互联网络,对用户是透明的,在传统的dcs中,不同厂家的设备是不能相互访问的。而fcs采用统一的标准,不同厂家的网络产品可以方便地接入同一网络,集成在同一控制系统中进行互操作,因此简化了系统集成。

　　(3) 彻底的分散控制

　　现场总线将控制功能下放到作为网络节点的现场智能仪表和设备中,做到彻底的分散控制,提高了系统的灵活性、自治性和安全可靠性,减轻了控制站cpu的计算负担。

　　(4) 信息综合、组态灵活

　　通过数字化传输现场数据,fcs能获取现场仪表的各种状态、诊断信息,实现实时的系统监控和管理。此外,fcs引入了功能块的概念,通过统一的组态方法, 使系统组态简单灵活,不同现场设备中的功能块可以构成完整的控制回路。

　　(5) 多种传输媒介和拓扑结构

　　fcs由于采用数字通讯方式,因此可采用多种传输介质进行通信。根据控制系统中节点的空间分布情况,可采用多种网络拓扑结构。这种传输介质和网络拓扑结构的多样性给自动化系统的施工带来了极大的方便。