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現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點
作者：峰恒普洛 時間：2014-11-04
根據(jù)國際電工委員會IEC標準和現(xiàn)場總線基金會FF的定義：現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡。
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有以下特點：
l)分散控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡接至現(xiàn)場控制級，現(xiàn)場儀表仍然是一對一的模擬信號傳輸，現(xiàn)場總線的現(xiàn)場設備采用智能化儀表（智能傳感器、變送器或執(zhí)行器等）．現(xiàn)場總線的通信網(wǎng)絡實現(xiàn)了這些智能現(xiàn)場儀表的互連，把通信線一直延伸到被挖現(xiàn)場和設備。數(shù)字信號傳輸抗下擾能力強、精度高，無需采用過多的抗干擾措施，可有效減少系統(tǒng)成本。
2)在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，不同廠商的現(xiàn)場設備可以實現(xiàn)相互通信，而且可以統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需的控制回路，共同實現(xiàn)控制策略。用戶可以選用各種品牌的現(xiàn)場設備集成在一起，即實現(xiàn)互操作性。
3)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)廢棄了分散控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制器，把現(xiàn)場控制器的功能塊分散給現(xiàn)場儀表。例如，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中的流量變送器不僅具有流量信號變換、補償和累加輸入功能塊，而且有比例積分微分( PID)控制和運算功能塊；調(diào)節(jié)閥除了具有信號驅(qū)動和執(zhí)行功能外，還內(nèi)含輸出特性補償功能塊、PID控制和運算功能塊，甚至有閥門特性自校驗和自診斷功能。由于功能塊分散在多臺現(xiàn)場儀表中，并可以統(tǒng)一組態(tài)，故用戶可以靈活選用各種功能塊，構(gòu)成所需要的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)徹底的分散控制。
4)由于現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表（傳感器、變送器、執(zhí)行器）內(nèi)嵌入了智能控制單元，這些設備通過一對傳輸線互連?，F(xiàn)場總線可以使用多種通信介質(zhì)，包括雙絞線、同軸電纜、光纖和電源線等，并可根據(jù)需要因地制宜地選擇不同類型的傳輸介質(zhì)，常用的傳輸線是雙絞線。
5)現(xiàn)場總線允許使用通信線供電方式，此時現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量，這種低功耗現(xiàn)場儀表可以用于本質(zhì)安全環(huán)境。有些控制現(xiàn)場有易燃、易爆物質(zhì)，通信線供電方式非常適用于這種場合。
5)現(xiàn)場總線允許使用通信線供電方式，此時現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量，這種低功耗現(xiàn)場儀表可以用于本質(zhì)安全環(huán)境。有些控制現(xiàn)場有易燃、易爆物質(zhì)，通信線供電方式非常適用于這種場合。
6)現(xiàn)場總線為開放式互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)絡，既可與同類網(wǎng)絡互聯(lián)，也可與不同類型網(wǎng)絡互聯(lián)。開放式互聯(lián)網(wǎng)絡還體現(xiàn)在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫共享，通過網(wǎng)絡對現(xiàn)場設備和功能塊統(tǒng)一組態(tài)，能把不同廠商的網(wǎng)絡及設備融為一體，構(gòu)成統(tǒng)一的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。
7)支持多種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，低速（小于31.25Kbit/s）現(xiàn)場總線支持點對點連接、總線型、菊花鏈形、樹形拓撲結(jié)構(gòu)，高速（大于lMbit/s．小于2.5Mbit/s）現(xiàn)場總線只支持總線型拓撲結(jié)構(gòu)。
8)現(xiàn)場總線的技術(shù)和標準實現(xiàn)了全開放，開發(fā)人員只需致力于建市統(tǒng)一的底層網(wǎng)絡的開放系統(tǒng)，使得系統(tǒng)開發(fā)任務簡化，開發(fā)周期縮短。
在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中智能控制單元嵌入到設備內(nèi)部，控制范圍縮小到某一監(jiān)測點或某一回路，一個智能單元出現(xiàn)故障如同過去一只變送器出現(xiàn)故障一樣，而且取代傳統(tǒng)儀表的智能單元隨時處于自診斷狀態(tài)下，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障并報警，在事態(tài)未擴大之前就能得到及時處理。即使上位機出現(xiàn)了故障，由于智能單元本身具有獨立的控制功能和通信功能，不依賴于上位機，仍可照常執(zhí)行預定功能，并通過現(xiàn)場總線傳送信息，完成必要的協(xié)調(diào)功能。傳統(tǒng)分散控制系統(tǒng)只能依靠雙機熱備份的冗余措施來提高可靠性，而現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)通過控制；功能的徹底分散，最大限度地消除了故障根源．大大提高了系統(tǒng)的可靠性。
（本文由重慶安防監(jiān)控www.rafz.com.cn編輯）
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