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工控领域的9大现场总线

2019/07/17 来源:东城信息港

导读

(Fieldbus)是20世纪80年代末、90年代初国际上发展构成的,用于现场总线技术过程、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能装备互连通

  (Fieldbus)是20世纪80年代末、90年代初国际上发展构成的,用于现场总线技术过程、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能装备互连通讯络。它作为工厂数字通信络的基础,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。它不仅是一个基层络,而且还是一种开放式、新型全散布。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,已遭到世界范围的关注,成为自动化技术发展的热点,并将致使自动化系统结构与装备的深入变革。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进程设备的底层,作为工厂装备级基础通讯络,要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、本钱低的特点: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,现场总线系统从络结构到通讯技术,都具有不同上层高速数据通信的特色。

  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称作代,把4~20mA等电动摹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散布控制系统称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统,一方面,突破了DCS系统采用通讯专用络的局限,采取了基于公开化、标准化的解决方案,克服了封闭系统所造成的缺点;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,把控制功能完全下放到现场。可以说,开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统显著的特点。

  现场总线技术展望与发展趋势

  现场总线技术的发展应体现为两个方面:一个是低速现场总线领域的继续发展和完善;另一个是高速现场总线技术的发展。

  目前现场总线产品主要是低速总线产品,应用于运行速率较低的领域,对络的性能要求不是很高。从运用状态看,无论是FF和Profibus,还是其他一些现场总线,都能较好地实现速率要求较慢的进程控制。因此,在速率要求较低的控制领域,谁都很难统一整个世界市场。而现场总线的关键技术之一是互操作性,实现现场总线技术的统一是所有用户的欲望。今后现场总线技术如何发展、如何统一,是所有生产厂商和用户十分关心的问题。

  高速现场总线主要应用于控制内的互连,连接控制计算机、等智能程度较高、处理速度快的装备,以及实现低速现场总线桥间的连接,它是充分实现系统的全分散控制结构所必须的。目前这1领域还比较薄弱。因此,高速现场总线的设计、开发将是竞争十分激烈的领域,这也将是现场总线技术实现统一的重要机会。而选择什么样的络技术作为高速现场总线的整体框架将是其重要内容。

  發展現場總線技術已成為領域廣為注的焦點課題,國際上現場總線的研究、開發,使測控系統沖破了長時間封閉系統的禁錮,走上開放發展的征程,這對中國現場總線控制系統的發展是個極好的機會,也是一次嚴峻的挑戰。自動化系統的絡化是發展的大趨勢,現場總線技術受計算機絡技術的影響是十分深入的。現在絡技術日新月異,發展十分迅猛,一些具有重大影響的絡新技術勢必進一步融會到現場總線技術當中,這些具有發展前景的現場總線技術有;智能與絡設備開發的軟硬件技術;組態抗術,包括絡拓撲結構、絡設備、段互連等;絡管理技術,包括絡管理軟件、絡數據操作與傳輸;人機接口、軟件技術;現場總線系統集成技術。

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