现场总线和现场总线控制系统
【网学提醒】：本文主要为网上学习者提供现场总线和现场总线控制系统，希望对需要现场总线和现场总线控制系统网友有所帮助，学习一下吧!
资料包括： 论文(3页2492字) 图纸
说明：
引言
20世纪50年代，检测控制仪表采用的是基于20.68～103.41 kPa气动标准信号的基地式气动仪表；60年代～70年代发展到采用4～20 mA(DC)信号标准的电动单元组合仪表；80年代起，出现了以微处理器为核心的智能化现场仪表。智能化现场仪表的应用和发展，要求系统中使用数字信号取代4～20 mA(DC)的模拟信号。另外，在目前广泛应用的分散控制系统(DCS)中，因为检测、变送、执行等现场仪表仍采用4～20 mA(DC)的模拟信号，无法满足上位机系统对现场仪表的信息要求，限制了控制系统的视野，阻碍了上位机系统功能的发挥，因而产生了上位机与现场仪表之间进行数字通信的要求。因此，就要求建立一个标准的连接现场智能仪表与上位机系统的数字通信链路，这就是现场总线(Fieldbus)。它是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。现场总线与控制系统和现场智能仪表联用，就组成了现场总线控制系统FCS (Fieldbus Control System)。它不仅仅是一个通信系统，还是一个控制系统，也可进一步与监控、管理、商务等上层网络连成一体，构成以现场总线为基础的企业网络系统。
1 现场总线简介
按照国际电工委员会IEC61158标准的定义，现场总线是安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有数字计算和数字通信能力，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，将多个测量控制仪表连接成网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现双向的数据传输与信息交换。现场总线本质上是一种控制网络，与Intranet、Internet等类型的信息网络不同的是，它直接面向生产过程，对实时性、可靠性、安全性和数据完整性有很高的要求。为适应这种要求，现场总线标准一般仅使用ISO/OSI 7层模型中的3层：物理层、数据链路层和应用层。
现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的，由于它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向，所以一经产生，它便成为世界范围内工业自动化技术的热点，并导致目前生产的自动化仪表、DCS、PLC(可编程控制器)等产品在体系结构、功能等方面的较大变革，导致自动化产品又一次面临更新换代。
目前，现场总线已经在过程自动化、制造自动化、楼宇、交通等领域中获得了广泛的应用。并由不同的企业或企业组织在不同的领域开发出多种现场总线类型，其中有些已经成为企业标准或国家标准，如：CAN (Controller Area Network)、FF (Foundation Fieldbus)、LonWorks (Local Operating Networks)、Profibus(Process Field Bus)、HART (Highway Addressable Remote Transducer)等。国际电工委员会(IEC)经过长达15年的努力，终于在不久前推出了现场总线标准IEC61158。它由8个部分组成，分别为：IEC61158TS(H1)、ControlNet、Profibus、P-Net、FF HSE(H2)、SwiftNet、WorldFIP和Interbus，这实际上并不是一个统一的标准，它是各控制设备制造商争夺市场，长期争斗而达成的一种妥协，但发展共同遵从的统一的标准规范，真正形成开放互连系统，是大势所趋。
2 现场总线控制系统
80年代发展起来的DCS，其结构模式为“操作站—控制站—现场仪表”三层结构，如图1所示。其中操作站和控制站通常位于控制室，而现场的测量变送装置、执行器等现场仪表一般是模拟仪表，因此，它是一种信号需要在现场与控制室之间往返传递的模拟数字混合系统。这种系统比由模拟仪表构成的系统和集中式数字控制系统有了很大进步，可实现装置级、车间级的优化控制。但由于DCS要将现场模拟仪表的信号传送到控制室，因而成本较高，且各厂商的DCS有各自的标准，难实现互连。
目录：
1 现场总线简介
2 现场总线控制系统
3 现场总线系统是21世纪火电厂自动化的发展方向
资料包括： 论文(3页2492字) 图纸
说明：
引言
20世纪50年代，检测控制仪表采用的是基于20.68～103.41 kPa气动标准信号的基地式气动仪表；60年代～70年代发展到采用4～20 mA(DC)信号标准的电动单元组合仪表；80年代起，出现了以微处理器为核心的智能化现场仪表。智能化现场仪表的应用和发展，要求系统中使用数字信号取代4～20 mA(DC)的模拟信号。另外，在目前广泛应用的分散控制系统(DCS)中，因为检测、变送、执行等现场仪表仍采用4～20 mA(DC)的模拟信号，无法满足上位机系统对现场仪表的信息要求，限制了控制系统的视野，阻碍了上位机系统功能的发挥，因而产生了上位机与现场仪表之间进行数字通信的要求。因此，就要求建立一个标准的连接现场智能仪表与上位机系统的数字通信链路，这就是现场总线(Fieldbus)。它是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。现场总线与控制系统和现场智能仪表联用，就组成了现场总线控制系统FCS (Fieldbus Control System)。它不仅仅是一个通信系统，还是一个控制系统，也可进一步与监控、管理、商务等上层网络连成一体，构成以现场总线为基础的企业网络系统。
1 现场总线简介
按照国际电工委员会IEC61158标准的定义，现场总线是安装在制造和过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线。现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有数字计算和数字通信能力，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，将多个测量控制仪表连接成网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现双向的数据传输与信息交换。现场总线本质上是一种控制网络，与Intranet、Internet等类型的信息网络不同的是，它直接面向生产过程，对实时性、可靠性、安全性和数据完整性有很高的要求。为适应这种要求，现场总线标准一般仅使用ISO/OSI 7层模型中的3层：物理层、数据链路层和应用层。
现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的，由于它适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能化发展的方向，所以一经产生，它便成为世界范围内工业自动化技术的热点，并导致目前生产的自动化仪表、DCS、PLC(可编程控制器)等产品在体系结构、功能等方面的较大变革，导致自动化产品又一次面临更新换代。
目前，现场总线已经在过程自动化、制造自动化、楼宇、交通等领域中获得了广泛的应用。并由不同的企业或企业组织在不同的领域开发出多种现场总线类型，其中有些已经成为企业标准或国家标准，如：CAN (Controller Area Network)、FF (Foundation Fieldbus)、LonWorks (Local Operating Networks)、Profibus(Process Field Bus)、HART (Highway Addressable Remote Transducer)等。国际电工委员会(IEC)经过长达15年的努力，终于在不久前推出了现场总线标准IEC61158。它由8个部分组成，分别为：IEC61158TS(H1)、ControlNet、Profibus、P-Net、FF HSE(H2)、SwiftNet、WorldFIP和Interbus，这实际上并不是一个统一的标准，它是各控制设备制造商争夺市场，长期争斗而达成的一种妥协，但发展共同遵从的统一的标准规范，真正形成开放互连系统，是大势所趋。
2 现场总线控制系统
80年代发展起来的DCS，其结构模式为“操作站—控制站—现场仪表”三层结构，如图1所示。其中操作站和控制站通常位于控制室，而现场的测量变送装置、执行器等现场仪表一般是模拟仪表，因此，它是一种信号需要在现场与控制室之间往返传递的模拟数字混合系统。这种系统比由模拟仪表构成的系统和集中式数字控制系统有了很大进步，可实现装置级、车间级的优化控制。但由于DCS要将现场模拟仪表的信号传送到控制室，因而成本较高，且各厂商的DCS有各自的标准，难实现互连。
目录：
1 现场总线简介
2 现场总线控制系统
3 现场总线系统是21世纪火电厂自动化的发展方向