现场总线与工厂底层自动化净化过滤器

现场总线与工厂底层自动化

现场总线与工厂底层自动化 2011年12月10日 来源： 1、现场总线技术1.1现场总线技术概念　　根据国际电工委员会IEC1158定义，现场总线（Fieldbus）是“安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线”。或者说，现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。其中，“生产过程”应包括断续生产过程和连续生产过程两类。现场设备/仪表指位于现场层的传感器、驱动器、执行机构等设备。因此，现场总线是面向工厂底层自动化及信息集成的数字化网络技术。基于这项技术的自动化系统称为FCS（Fieldbus Control System）。　　1.2现场总线技术的主要特点　　（l）数字化通信取代4~20mA模拟信号传统技术，现场层设备与控制器之间的连接是一对一（一个I/O点对设备的一个测控点）所谓I/O接线方式，信号传递4~20mA（传送模拟量信息）或24VDC（传送开关量信息）信号。应用现场总线技术可用一条通信电缆将控制器与现场设备（智能化、带有通信接口）连接，使用数字化通信完成底层设备通信及控制要求。　　（2）现场设备智能化应用现场总线技术，要求现场设备（传感器、驱动器、执行机构等设备）是带有串行通信接口的智能化（可编程或可参数化）设备。因此，现场总线技术以计算机大规模集成电路的发展为基础。　　（3）集现场设备的远程控制、参数化及故障诊断为一体现场总线采用计算机数字化通信技术连接智能化现场设备，因此，控制器可从现场设备获取大量丰富信息，可实现设备状态、故障、参数信息传送，可完成设备远程控制、参数化及故障诊断工作。　　（4）现场总线是计算机网络通信向现场级的延伸传统的现场层设备与控制器之间的通信采用一对一连线的方式，传输4~20mA/24VDC信号。这种通信技术信息量有限，难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换，使自控系统成为工厂中的“信息孤岛”，严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现。现场总线技术采用计算机数字化通信技术，使自控系统与设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。　　（5）现场总线技术是实现工厂底层信息集成的关键技术要成功的实施CIMS，各层次的信息集成及支撑技术——计算机网络问题就必须得到解决。现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。　　1.3现场总线技术发展及标准　　（1）国内外现场总线技术、产品发展迅速国际上现场总线技术及产品、系统发展迅速。以现场总线PROFIBUS为例，目前支持PRomBUS标准的产品超过1500多种，分别来自国际上250多个生产厂家。在世界范围内已安装运行的PROFIBUS设备已超过200万台，年增长率25%。由CONSULTIC提供的现场总线系统FBS（FBSz由10个以上设备组成的现场总线系统）市场调查表明（在欧洲市场，1996年）：已安装的FBS为427500套，新增FBS数量为146400。现场总线系统占整个自动化系统市场份额平均为25%。目前国际著名自动化、仪表、电器制造商均有现场总线产品及系统，如罗克威尔、西门子、施耐德、罗斯蒙特、霍尼威尔、横河等。　　（2）现场总线没有形成统一的国际标准现场总线技术得以实现的一个关键问题，是要在行业中形成一个制造商们共同遵守的现场总线技术标准。国际上著名自动化产品及现场设备生产厂家，意识到现场总线技术是未来发展方向，纷纷结成企业联盟，推出自己的总线标准及产品，在市场上培养用户、扩大影响，并支持国际标准组织制定现场总线国际标准。各大国际公司在制定现场总线国际标准中的竞争，实际是技术、经济实力的较量，是对未来市场的争夺与瓜分，因此，由于利益所在，在短期达成协议是很困难的。目前，IEC还没有达到预期目标。　　（3）不可能用一种现场总线标准面对种类繁多的自动化行业和各种各样的应用需求自动化技术对通信网络的要求不同于计算机，没有脱离行业的自动化，不可能用一种现场总线标准面对种类繁多的自动化行业和各种各样应用需求。某一种现场总线标准在某些领域中是适用的、具有高性能价格比，超出这些领域可能就不是最优的，甚至是不适用的。试图用一种现场总线标准去覆盖所有应用领域范围的想法和做法是不现实的。　　（4）面对众多的现场总线标准，应积极开展适合中国国情的、面向制造业自动化的现场总线技术的研究面对国际上各种流派的现场总线及标准，中外专家普遍认为：　　·期望IEC能尽早按预期目标完成统一标准的制定。但按目前进度估计，近年内IEC很难完成预期目标。　　·目前IEC提出的建议方案只限于过程自动化，难于满足其它应用领域要求，不可能成为唯一标准，很可能形成多种标准体系共存。在统一标准框架下做多种通信协议接口，可

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