大多數(shù)的現(xiàn)場總線都有一個或幾個大型跨國公司為背景并成立相應的國際組織,力圖擴大自己的影響、得到更多的市場份額。比如PROFIBUS以Siemens公司為主要支持,并成立了PROFIBUS國際用戶組織WorldFIP以Alstom公司為主要后臺,成立了WorldFIP國際用戶組織。
為了加強自己的競爭能力,很多總線都爭取成為國家或者地區(qū)的標準,比如PROFIBUS已成為德國標準,WorldFIP已成為法國標準等。
為了擴大自己產(chǎn)品的使用范圍,很多設備制造商往往參與不止一個甚至多個總線組織。
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,在國際標準中也出現(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)場總線不同于計算機網(wǎng)絡,人們將會面對一個多種總線技術(shù)標準共存的現(xiàn)實世界。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)標準不僅是一個技術(shù)規(guī)范,也是一個商業(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,實現(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)的統(tǒng)一是所有用戶的愿望。
每種總線大都有其應用的領域,比如FF、PROFIBUS-PA適用于石油、化工、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)的過程控制領域;LonWorks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet適用于樓宇、交通運輸、農(nóng)業(yè)等領域;DeviceNet、PROFIBUS-DP適用于加工制造業(yè),而這些劃分也不是絕對的,每種現(xiàn)場總線都力圖將其應用領域擴大,彼此滲透。
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,國際標準組織-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)藥領域、加工制造、交通運輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領域,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)絡可歸為三類:485網(wǎng)絡、HART網(wǎng)絡、FieldBus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡。
485網(wǎng)絡:RS485/MODBUS是現(xiàn)在流行的一種工業(yè)組網(wǎng)方式,其特點是實施簡單方便,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仍將是最主要的工業(yè)組網(wǎng)方式。
HART網(wǎng)絡:HART是由艾默生提出的一個過度性總線標準,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行設備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,最多只是利用手操器對其進行參數(shù)設定。從長遠來看,由于HART通信速率低、組網(wǎng)困難等原因,HART儀表的應用將呈下滑趨勢。
FieldBus現(xiàn)場總線網(wǎng)絡:現(xiàn)場總線是當今自動化領域的熱點技術(shù)之一,被譽為自動化領域的計算機局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)標志著自動化控制技術(shù)又一個新時代的開始?,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。其關(guān)鍵標志是能支持雙向、多節(jié)點、總線式的全數(shù)字化通信?,F(xiàn)場總線技術(shù)近年來成為國際上自動化和儀器儀表發(fā)展的熱點,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)絡化、分散化”的方向進一步邁進,形成新型的網(wǎng)絡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)一的標準,ProfiBus、CANbus、CC-Link等多種標準并行存在,并且都有自己的生存空間。何時統(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,價格又偏高,用量也較小。
一、使用范圍 根據(jù)國際電工委員會IEC61158標準的定義,現(xiàn)場總線是指安裝在制造過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線。連接現(xiàn)場設備的通信介質(zhì)有很多種,每...
定義:是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的全數(shù)字、雙向、多站的通信系統(tǒng)。主要解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構(gòu)等現(xiàn)場設備間的數(shù)字通信以及這些現(xiàn)場控制設備和高級控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題 。主要...
它是國際紅十字會或紅新月會的標志.. 具體介紹如下--------- 國際紅十字會或紅新月會及其職能 各國紅會成立之初,只為協(xié)助軍隊醫(yī)務人員在戰(zhàn)時救護傷病者。隨著歷史的發(fā)展,時間的推移,不論在戰(zhàn)爭時期...
由于各個國家各個公司的利益之爭,雖然早在1984年國際電工技術(shù)委員會/國際標準協(xié)會(IEC/ISA)就著手開始制定現(xiàn)場總線的標準,至今統(tǒng)一的標準仍未完成。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:
不同的機構(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,大家公認在以下六個方面:
用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表互連的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡。
依據(jù)實際需要使用不同的傳輸介質(zhì)把不同的現(xiàn)場設備或者現(xiàn)場儀表相互關(guān)聯(lián)。
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。
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,徹底地實現(xiàn)了分散控制。
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。
現(xiàn)場總線為開放式互聯(lián)網(wǎng)絡,既可以與同層網(wǎng)絡互聯(lián),也可與不同層網(wǎng)絡互聯(lián),還可以實現(xiàn)網(wǎng)絡數(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,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(diào)整參數(shù)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(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,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(lián),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(chǎn)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(xiàn)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(quán),可以通過比較靈活選擇合適的廠家產(chǎn)品;整體系統(tǒng)的可靠性和準確性也大為提高。這一切都幫助用戶實現(xiàn)了減低安裝、使用、維護的成本,最終達到增加利潤的目的。
現(xiàn)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(xiàn)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(shù),進行網(wǎng)絡組態(tài)。在網(wǎng)絡運行過程中對系統(tǒng)實時采集數(shù)據(jù)、進行數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)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(diào)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(nèi),由它完成管理功能,可以構(gòu)成一個現(xiàn)場設備的綜合管理系統(tǒng)信息庫,在此基礎上實現(xiàn)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(xiàn)場服務器為平臺的T型結(jié)構(gòu),在現(xiàn)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/服務器模式是目前較為流行的網(wǎng)絡計算機服務模式。服務器表示數(shù)據(jù)源(提供者),應用客戶機則表示數(shù)據(jù)使用者,它從數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù),并進一步進行處理??头繖C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(shù)據(jù)來完成任務。
5、數(shù)據(jù)庫:
它能有組織的、動態(tài)的存儲大量有關(guān)數(shù)據(jù)與應用程序,實現(xiàn)數(shù)據(jù)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(shù)連續(xù)變化,數(shù)據(jù)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(guān)系及實時性的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),市面上成熟的供選用的如關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的Orad,sybas,Informix,SQL Server;實時數(shù)據(jù)庫中的Infoplus,PI,ONSPEC等。
6、網(wǎng)絡系統(tǒng)的硬件與軟件:
網(wǎng)絡系統(tǒng)硬件有:系統(tǒng)管理主機、服務器、網(wǎng)關(guān)、協(xié)議變換器、集線器,用戶計算機等及底層智能化儀表。網(wǎng)絡系統(tǒng)軟件有網(wǎng)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(shù)據(jù)庫、通信協(xié)議、網(wǎng)絡管理協(xié)議等。
1984年,現(xiàn)場總線的概念得到正式提出。IEC(International Electrotechnical Commission,國際電工委員會)對現(xiàn)場總線(Fieldbus)的定義為:現(xiàn)場總線是一種應用于生產(chǎn)現(xiàn)場,在現(xiàn)場設備之間、現(xiàn)場設備和控制裝置之間實行雙向、串形、多結(jié)點的數(shù)字通信技術(shù)。
從現(xiàn)場總線技術(shù)本身來分析,它有兩個明顯的發(fā)展趨勢:
一是尋求統(tǒng)一的現(xiàn)場總線國際標準
二是Industrial Ethernet走向工業(yè)控制網(wǎng)絡
統(tǒng)一、開放的TCP/IP Ethernet是20多年來發(fā)展最成功的網(wǎng)絡技術(shù) ,過去一直認為,Ethernet是為IT領域應用而開發(fā)的,它與工業(yè)網(wǎng)絡在實時性、環(huán)境適應性、總線饋電等許多方面的要求存在差距,在工業(yè)自動化領域只能得到有限應用。事實上,這些問題正在迅速得到解決,國內(nèi)對EPA技術(shù)(Ethernet for Process Automation)也取得了很大的進展。
隨著FF HSE的成功開發(fā)以及PROFInet的推廣應用,可以預見Ethernet技術(shù)將會十分迅速地進入工業(yè)控制系統(tǒng)的各級網(wǎng)絡。
(1) 全數(shù)字化通信
(2) 開放型的互聯(lián)網(wǎng)絡
(3) 互可操作性與互用性
(4) 現(xiàn)場設備的智能化
(5) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性
(6) 對現(xiàn)場環(huán)境的適應性
現(xiàn)場控制設備具有通信功能,便于構(gòu)成工廠底層控制網(wǎng)絡。
通信標準的公開、一致,使系統(tǒng)具備開放性,設備間具有互可操作性。
功能塊與結(jié)構(gòu)的規(guī)范化使相同功能的設備間具有互換性。
控制功能下放到現(xiàn)場,使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具備高度的分散性。
現(xiàn)場總線使自控設備與系統(tǒng)步入了信息網(wǎng)絡的行列,為其應用開拓了更為廣闊的領域;
一對雙絞線上可掛接多個控制設備, 便于節(jié)省安裝費用;
節(jié)省維護開銷;
提高了系統(tǒng)的可靠性;
為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動權(quán)。
網(wǎng)絡通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲,通信系統(tǒng)的瞬時錯誤和數(shù)據(jù)包丟失,發(fā)送與到達次序的不一致等都會破壞傳統(tǒng)控制系統(tǒng)原本具有的確定性,使得控制系統(tǒng)的分析與綜合變得更復雜,是控制系統(tǒng)的性能受到負面影響。
現(xiàn)場總線典型技術(shù)
2003年4月,IEC61158 Ed.3現(xiàn)場總線標準第3版正式成為國際標準,規(guī)定10種類型的現(xiàn)場總線。
Type 1 TS61158現(xiàn)場總線
Type 2 ControlNet和Ethernet/IP現(xiàn)場總線
Type 3 Profibus現(xiàn)場總線
CC-Link
Type 4 P-NET現(xiàn)場總線
Type 5 FF HSE現(xiàn)場總線
Type 6 SwiftNet現(xiàn)場總線
Type 7 World FIP現(xiàn)場總線
Type 8 Interbus現(xiàn)場總線
Type 9 FF H1現(xiàn)場總線
Type 10 PROFInet現(xiàn)場總線
國內(nèi)工業(yè)總線EPA,G-link,Symotion與NCUC-BUS
Symotion是一種用于運動控制的實時工業(yè)總線,基于10/100M以太網(wǎng)物理層,應用層使用canopen及精簡協(xié)議??蓱糜谶\動控制器,電機驅(qū)動器,PLC,編碼器光柵尺與其它工業(yè)現(xiàn)場執(zhí)行器互連。symotion總線提供安全、開放、低成本及高性能應用。
制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇、電力等方面的自動化系統(tǒng)中。
現(xiàn)場總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線。
簡單說,現(xiàn)場總線就是以數(shù)字通信替代了傳統(tǒng)4-20mA模擬信號及普通開關(guān)量信號的傳輸。
它是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線,是自動化領域中底層數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡。
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現(xiàn)場總線論文 題目:現(xiàn)場總線的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 班級:電子 1302 學號: 1310910215 姓名:李天德 摘要: 現(xiàn)場儀表與控制室儀表之間的數(shù)字通信統(tǒng)稱為現(xiàn)場總線。 現(xiàn)場總線技術(shù)自 20 世紀 90 年代出現(xiàn)以來已成為世界范圍內(nèi)自動化技術(shù)發(fā)展的熱點之一,廣泛 用于過程自動化、制造自動化、樓宇自動化等領域的現(xiàn)場智能設備互連通訊 網(wǎng)絡。它作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡的基礎,溝通了生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設備之 間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系,被譽為“自動化儀表與控制系統(tǒng)的 一次變革”。我國自 20 世紀 90年代后期即開始引入并研究總線技術(shù),將其 作為今后工業(yè)過程控制技術(shù)研究的重點,并于 1996 年正式將現(xiàn)場總線技術(shù) 的研究和產(chǎn)品 .開發(fā)列入九五國家重點科技攻關(guān)項目。 Digital communication between field instruments and control r
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基于 CAN總線的變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設計 摘要 現(xiàn)場總線是自動化領域的計算機網(wǎng)絡, 是當今自動化領域技術(shù)發(fā)展的熱點之 一。它以總線為紐帶, 將現(xiàn)場設備連接起來成為一個能夠相互交換信息的控制網(wǎng) 絡,是一種雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的系統(tǒng)。 CAN總線是現(xiàn)場總線的一種,它最 初被應用于汽車的控制系統(tǒng)中。由于其卓越的性能, CAN總線的應用范圍已不再 局限于汽車工業(yè), 被廣泛應用到自動控制、 樓宇自動化、 醫(yī)學設備等各個工業(yè)控 制領域。 本文介紹了現(xiàn)場總線及其特點,然后以 CAN總線為重點,說明了 CAN總線的 特點及工作原理。 接著分析了 CAN總線在電氣控制領域的應用, 以在變電站監(jiān)控 系統(tǒng)中的應用為重點, 根據(jù)變電站監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)絡的特點和要求提出自己的設 計思想。 關(guān)鍵字:現(xiàn)場總線、 CAN總線、控制系統(tǒng)、變壓器 第一章 現(xiàn)場總線介紹 現(xiàn)場總線是應用于現(xiàn)場智能設備之間的一種通信總線, 廣泛應用
1984年,現(xiàn)場總線的概念得到正式提出。IEC(International Electrotechnical Commission,國際電工委員會)對現(xiàn)場總線(Fieldbus)的定義為:現(xiàn)場總線是一種應用于生產(chǎn)現(xiàn)場,在現(xiàn)場設備之間、現(xiàn)場設備和控制裝置之間實行雙向、串形、多結(jié)點的數(shù)字通信技術(shù)。
不同的機構(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,大家公認現(xiàn)場總線的本質(zhì)體現(xiàn)在以下六個方面:
現(xiàn)場通信網(wǎng)絡
用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表互連的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡。
現(xiàn)場設備互聯(lián)
依據(jù)實際需要使用不同的傳輸介質(zhì)把不同的現(xiàn)場設備或者現(xiàn)場儀表相互關(guān)聯(lián)。
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。
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,徹底地實現(xiàn)了分散控制。
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。
開放式互聯(lián)網(wǎng)絡
現(xiàn)場總線為開放式互聯(lián)網(wǎng)絡,既可以與同層網(wǎng)絡互聯(lián),也可與不同層網(wǎng)絡互聯(lián),還可以實現(xiàn)網(wǎng)絡數(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,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(diào)整參數(shù)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(xiàn)代的要求,而且?guī)缀跛械目刂乒δ芏嘉挥诳刂普局小CS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,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(lián),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(chǎn)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了設備,大大節(jié)約了安裝費用;由于現(xiàn)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(quán),可以通過比較靈活選擇合適的廠家產(chǎn)品;整體系統(tǒng)的可靠性和準確性也大為提高。這一切都幫助用戶實現(xiàn)了減低安裝、使用、維護的成本,最終達到增加利潤的目的。
由于各個國家各個公司的利益之爭,雖然早在1984年國際電工技術(shù)委員會/國際標準協(xié)會(IEC/ISA)就著手開始制定現(xiàn)場總線的標準,至今統(tǒng)一的標準仍未完成。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:
多種現(xiàn)場總線并存
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,Rosemount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,國際標準組織-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)藥領域、加工制造、交通運輸、國防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領域,大概不到十種的總線占有80%左右的市場。
各種總線都有其應用的領域
每種總線大都有其應用的領域,比如FF、PROFIBUS-PA適用于石油、化工、醫(yī)藥、冶金等行業(yè)的過程控制領域;LonWrks、PROFIBUS-FMS、DevieceNet適用于樓宇、交通運輸、農(nóng)業(yè)等領域;DeviceNet、PROFIBUS-DP適用于加工制造業(yè),而這些劃分也不是絕對的,每種現(xiàn)場總線都力圖將其應用領域擴大,彼此滲透。
每種現(xiàn)場總線都有其國際組織和支持背景
大多數(shù)的現(xiàn)場總線都有一個或幾個大型跨國公司為背景并成立相應的國際組織,力圖擴大自己的影響、得到更多的市場份額。比如PROFIBUS以Siemens公司為主要支持,并成立了PROFIBUS國際用戶組織WorldFIP以Alstom公司為主要后臺,成立了WorldFIP國際用戶組織。
多種總線成為國家和地區(qū)標準
為了加強自己的競爭能力,很多總線都爭取成為國家或者地區(qū)的標準,比如PROFIBUS已成為德國標準,WorldFIP已成為法國標準等。
設備制造商參與多個總線組織
為了擴大自己產(chǎn)品的使用范圍,很多設備制造商往往參與不止一個甚至多個總線組織。
各個總線彼此協(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,在國際標準中也出現(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)場總線不同于計算機網(wǎng)絡,人們將會面對一個多種總線技術(shù)標準共存的現(xiàn)實世界。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)標準不僅是一個技術(shù)規(guī)范,也是一個商業(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,實現(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)的統(tǒng)一是所有用戶的愿望。
現(xiàn)場總線使自控設備與系統(tǒng)步入了信息網(wǎng)絡的行列,為其應用開拓了更為廣闊的領域;
一對雙絞線上可掛接多個控制設備, 便于節(jié)省安裝費用;
節(jié)省維護開銷;
提高了系統(tǒng)的可靠性;
為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動權(quán)。
現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展趨勢
從現(xiàn)場總線技術(shù)本身來分析,它有兩個明顯的發(fā)展趨勢:
一是尋求統(tǒng)一的現(xiàn)場總線國際標準
二是Industrial Ethernet走向工業(yè)控制網(wǎng)絡
統(tǒng)一、開放的TCP/IP Ethernet是20多年來發(fā)展最成功的網(wǎng)絡技術(shù) ,過去一直認為,Ethernet是為IT領域應用而開發(fā)的,它與工業(yè)網(wǎng)絡在實時性、環(huán)境適應性、總線饋電等許多方面的要求存在差距,在工業(yè)自動化領域只能得到有限應用。事實上,這些問題正在迅速得到解決,國內(nèi)對EPA技術(shù)(Ethernet for Process Automation)也取得了很大的進展。
隨著FF HSE的成功開發(fā)以及PROFInet的推廣應用,可以預見Ethernet技術(shù)將會十分迅速地進入工業(yè)控制系統(tǒng)的各級網(wǎng)絡。