现场总线课题报告-浅谈我所了解的现场总线.docx

浅谈我所了解的现场总线摘要：现场总线是二十世纪八十年代末、九十年代初在国际上发展形成的广泛应用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连网络。是一项以计算机技术、通讯技术和控制技术为主的综合技术。本文是根据我个人收集到的资料和理解写的一篇关于现场总线的文章，文中简要的说明了现场总线技术的概念，发展，技术特点并着重说明了几种典型现场总线技术同时还列表对几种典型技术的比较。关键字：现场总线，发展，FF，ControlNet一、现场总线（FCS）的概念现场总线原本是指现场设备之间公用的信号传输线。以后又被定义为应用在生产现场，在测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的技术。随着技术内容的不断发展和更新，现场总线已经成为控制网络技术的代名词。现场总线是依靠具有数据采集、运算、控制、通信能力的微处理芯片，通过现场数字化仪表对工业生产装置实现彻底地分散控制。它以现场分散的测量点，控制仪表的单个点作为网络节点，将这些点以总线形式连接起来，形成现场总线控制系统。现场总线属于最底层的网络系统，是网络集成式全分布控制系统，它将原来集散型的DCS系统现场控制机的基本功能，分散在各个网络节点处。为此，可以将原来封闭、专用的系统变成开放、标准的系统，使得不同制造商的产品可以互连，是DCS系统的更新换代产品。FCS简化了系统结构，降低了成本，提高了系统运行的可靠性。不同通信协议的现场总线控制系统一般通过工业PC机内总线插槽的PC接口板与现场总线网段连接。二、现场总线技术的发展由于各个国家各公司的利益之争，虽然早在1984年国际电工技术委员会／国际标准协会(IEC／ISA)就开始着手制定现场总线的标准．但至今统一的标准仍未完成。很多公司也推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一。目前现场总线市场的特点：①各种现场总线都有其应用的领域；②每种现场总线都有国际组织支持的背景；③多种总线成为国家和地区标准；④设备制造商参与多个现场总线组织；⑤各个现场总线彼此协调共存。而国际上各种各样的现场总线有几百种之多，统一的国际标准尚未建立。已开发出的现场总线有40多种，较著名的有基金会现场总线(FF)、Profibus、HART、CAN、Lonworks、Modbus、Interbus等。近年来，现场总线技术一直是国内工业自动化领域的热点，一些业内的企业和科研单位已经由最初对现场总线技术研究、公关、示范，转变为具体应用和产品开发。三、现场总线的技术特点现场总线系统打破了传统控制系统采用的按控制回路，现场仪表一对一地分别进行连线的结构形式，把集散控制系统(DCS)中处于控制室的控制模块、各输入输出模块放入现场智能仪表，加上现场智能仪表具有通信能力，因而控制系统的基本功能不依赖控制室中的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。现场总线控制系统既是一个开放的通信网络，又是一种全分布的控制系统，它把作为网络节点的智能仪表连接成自动化网络系统，实现基础控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化的综合功能，是一项以智能传感器、控制、计算机、数字通信、网络为主要内容的综合技术。现场总线系统具有以下特点:(1)一对N结构一对传输线，N台仪表，双向传输多个信号，这使得接线简单，工程周期短，安装费用低。若增加现场控制设备或现场仪表，只需并行挂接到电缆上，无须架设新的电缆。(2)可靠性高数字信号传输抗干扰能力强，精度高，无需采用抗干扰和提高精度的措施。(3)可控状态操作员在控制室既可了解现场控制设备或现场仪表的工作状况，也能对其参数进行调整，还可预测或寻找故障，使现场控制设备或控制仪表始终处于操作员的远程监控和可控状态，提高了系统的可靠性、可控性和可维护性。(4)互换性用户可自由选择不同制造商提供的现场控制设备或现场仪表，并将不同品牌的仪表通过总线互连，即使某台仪表出现故障，换上其他品牌的同类仪表也可照常工作，实现“即接即用”。(5)互操作性用户可把不同制造商的各种品牌的仪表集成在一起，进行统一组态，构成所需的控制回路，不至因集成不同品牌的产品而在硬件或软件上增加额外投资。(6)综合功能现场仪表既有检测、变换和补偿功能，又有控制和运算功能，一表多用，节省成本。(7)分散控制控制站功能分散在现场仪表中，通过现场仪表就可以构成控制回路，实现了彻底的分散控制，提高了系统的分散性、自治性和灵活性。(8)统一组态由于现场控制设备或现场仪表都引入了功能块的概念，所有厂商都使用相同的功能块，并统一组态方法，使得组态非常简单，用户不必因现场控制设备或仪表的种类不同而带来组态方法不同，进行不同组态方法及编程语言的学习。(9)开放式系统现场总线为开放式互连网络，所有技术和标准都是公开的，所有制造商都必须遵循，用户可以自由集成不同制造商的通信网络，既可