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一、現(xiàn)場總線簡介
隨著控制、計算機、通訊、網(wǎng)絡等技術的發(fā)展，信息交換溝通的領域正在迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設備層到控制、管理的各個層次、覆蓋從工段、車間、工廠、企業(yè)乃至世界各地的市場。
信息技術的飛速發(fā)展，引起了自動化系統(tǒng)結構的變革，逐步形成以網(wǎng)絡集成自動化系統(tǒng)為基礎的企業(yè)信息系統(tǒng)。現(xiàn)場總線就是順應這一形勢發(fā)展起來的新技術。
現(xiàn)場總線是當今自動化領域技術發(fā)展的熱點之一，被譽為自動化領域的計算機局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)，標志著工業(yè)控制領域又一個新時代的開始，并將對該領域的發(fā)展產生重要影響。
現(xiàn)場總線是應用在生產現(xiàn)場、在微型計算機化測量控制設備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點通信的底層控制網(wǎng)絡。它在制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇等方面的自動化系統(tǒng)中具有廣泛的應用背景。
現(xiàn)場總線技術微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制儀表，使它們各自具有數(shù)字計算和通信能力，采用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線，把多個測量控制儀表連接成的網(wǎng)絡系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個微型計算機化測量控制設備之間以及現(xiàn)場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應實際需要的自動控制系統(tǒng)。簡而言之，它把單個分散的測量控制設備變成網(wǎng)絡節(jié)點，以現(xiàn)場總線為紐帶，連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務的網(wǎng)絡系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。它給自動化領域帶來的變化正如眾多分散的計算機被網(wǎng)絡連接在一起，使計算機的功能、加入到信息網(wǎng)絡的行列。因此把現(xiàn)場總線技術說成是一個控制技術新時代的開端并不過分。
使用現(xiàn)場總線技術給用戶帶來的好處：
1、節(jié)省硬件成本
2、設計組態(tài)安裝調試簡便
3、系統(tǒng)的安全可靠性好
4、減少故障停機時間
5、用戶對系統(tǒng)配置設備選型有大的自主權
6、系統(tǒng)維護設備更換和系統(tǒng)擴充方便
7、完善了企業(yè)信息系統(tǒng)為實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化提供了基礎
二、現(xiàn)場總線的種類
在過去的10年內，出現(xiàn)了許多的總線產品，較流行的有：德國Bosch公司設計的CAN網(wǎng)絡（Controller Area Network）,美國Echelon公司設計的LonWorks網(wǎng)絡（Local Operation Network），按德國標準生產的Profibus(Profess FieldBus)總線，Rosemount公司設計的Hart（Highway Addressable Remote Transducer）總線，羅克韋爾自動化公司的DeviceNet 和ControlNet等。它們在一定的程度上獲得了應用并取得了效益，對現(xiàn)場總線技術的發(fā)展和促進發(fā)揮了重要的作用，但都未能統(tǒng)一成為標準，因而其應用必然受到產品技術程度不足的限制，難以構成真正的FCS。
現(xiàn)場總線的分類方法很多，這里，我們采用IECSC65c/WG6委員會主席Richard H.Caro的分類方法，將現(xiàn)場總線分為以下3類。
（1） 全功能數(shù)字網(wǎng)絡
這類現(xiàn)場總線提供從物理層到用戶層的所有功能，標準化工作進行得較為完善。這類總線包括：IEC/ISA現(xiàn)場總線，IEC和美國國家標準。Foundation FieldBus實現(xiàn)了IEC/ISA現(xiàn)場總線的一個子集。Profibus-PA和DP是德國標準，歐洲標準的一部分。LonWorks是Echelon公司的專有現(xiàn)場總線，在建筑自動化、電梯控制、安全系統(tǒng)中得到廣泛的應用。
（2） 傳感器網(wǎng)絡
這類現(xiàn)場總線包括羅克韋爾自動化公司的DeviceNet，Honeyweill microswitch公司的 SDS。
它們的基礎是CAN（高速ISO11898；低速ISO11519）。 CAN出現(xiàn)于20世紀80年代，初應用于汽車工業(yè)。許多自動化公司在CAN的基礎上建立了自己的現(xiàn)場總線標準。
（3） 數(shù)字信號串行線
現(xiàn)場總線，不提供應用層和用戶層。例如Seriplex ，Interbus-S，ASI等
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