什么是现场总线技术?现场总线与 PLC 有何联系

时间:2020-04-29 12:58来源:21 Dianyuan

摘要:现场总线主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。

现场总线在电气等行业中常被提及,但并非所有人都对现场总线技术有所了解。为增进大家对现场总线的认识,本文将对现场总线技术的定义予以介绍,并在最后探讨现场总线与的联系。

    一、现场总线技术
 

    现场总线()是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线,它主要解决工业现场的仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点,因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。

    


    现场总线(Fieldbus)是自动化系统中一种把大量现场级设备和操作级设备相连的工业通讯系统。其一般定义为:一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式,数字化,双向串行,多节点的通信总线。
 

    现场总线(Fieldbus)是20世纪80年代末、90年代初国际上发展形成的,用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础,沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术,已经受到世界范围的关注,成为自动化技术发展的热点,并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层,作为工厂设备级基础通讯网络,要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点:具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定,多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点,现场总线系统从网络结构到通讯技术,都具有不同上层高速数据通信网的特色。

    


    一般把现场总线系统称为第五代控制系统,也称作FCS——现场总线控制系统。人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代,把4~20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代,把数字计算机集中式控制系统称为第三代,而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统,一方面,突破了采用通信专用网络的局限,采用了基于公开化、标准化的解决方案,克服了封闭系统所造成的缺陷;另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,把控制功能彻底下放到现场。可以说,开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。
 

    二、现场总线技术与PLC的联系

    


    现场总线控制系统将DCS的控制站功能分散给现场控制设备,仅靠现场总线设备就可以实现自动控制的基本功能。
 

    使用现场总线后,操作员可以在中央控制室实现远程监控,对现场设备进行参数调整,还可以通过现场设备的自诊断功能预测故障和寻找故障点。
 

    PLC与现场总线相结合,可以组成价格便宜、功能强大的分布式控制系统。
 

    PLC与现场总线是密不可分的,现场总线本身就是主要的PLC生产厂商开发出的,例如西门子的PROFIBUS和AS-i.Rockwell自动化公司的ControINet和DeviceNet等。主流厂商的PLC都可以接入各种主要的现场总线网络。

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