现场总线技术的应用分析

路阳　林桁

摘 要：在设备使用现场和设备控制之间有一个非常重要的连接就是现场总线。现场总线技术的好坏直接影响设备的电气控制。因此在设备的使用现场一定要采取适当的现场总线技术来应对现场的设备电气控制。文章主要针对现场总线技术的具体应用来进行详细的阐述和分析，希望通过文章的阐述和分析能够为我国的设备电气控制方面的发展和创新贡献自己的力量。

关键词：现场；总线；技术应用

在设备的使用场地现场总线通常也被叫做开放式数字化方式的多点通信控制网络。现场总线主要是作为一种串联通信系统存在的。现场的设备控制和中控微机之间的双向连接和控制就是现场总线技术的主要应用。现场总线在现场的应用过程中具有四个特色的通信系统。分别是全数字化的通信系统；双向控制通信系统；多变量控制系统和多点多站。现场的总线技术主要有五个作用。第一个作用是现场总线技术的应用能够实现现场的通信网络的畅通；第二个作用是现场总线技术的应用能够实现现场设备之间的控制互连；第三个作用是现场总线技术的应用能够实现设备的控制相互互换操作性能；第四个作用是现场总线技术的应用能够有效的实现设备的分散模块处理；第五个作用是现场的总线技术的应用能够有效的实现设备控制方面的开放互连。

现场总线在现场的应用过程中有很多的优点，下面举例说明。现场总线技术完全实现了现场的全部数字化通信应用；现场总线技术在应用的过程中已经完全实现了现场控制部件的全部互换；现场总线技术在设备的控制过程中能够进行分散式的控制。现场总线在控制过程中能够一次传送多个变量信号，并且保障变量信号的保真。在现场总线应用过程中，由于采用了最先进的设备仪表，使用了多变量的信号传送器，这样能够有效的保障测试精准度，提升控制系统的自治能力。

1 现场总线产品类型

在上世纪八十年代中期，现场总线在世界范围内有了非常大的发展，欧洲的很多国家都相继推出了属于自己的现场总线产品，同时还不断推出了行业标准，但是行业标准长时间内没有一个统一的标准。到目前为止世界范围内已经有了数十种现场总线产品，但是具有世界影响力的现场总成产品主要有六种。第一种是德国BOSCH公司推出的CAN控制局域网；第二种是由西门子公司等德国公司集中推出的过程现场总线；第三种是美国Echelon公司设计的局部操作网络；第四种是现在认可度非常高的基金会现场总线；第五种是法国通信公司集体推出的worldFIP现场总线；第六种是由八十多家仪表公司共同推出的可寻址远程传感数据通路。下面进行详细的阐述和分析。

1.1 德国BOSCH公司推出的CAN控制局域网

由德国BOSCH公司推出用于汽车内部测量与执行部门之间的数据通信。CAN总线规范已被国际标准组织制定为国际标准，并广泛应用于离散控制领域。目前CAN总线在国内是最热门的现场总线之一。

1.2 西门子公司等德国公司集中推出的过程现场总线

它包括PROFIBUS-DP、PROF工BUS-FMS和PROFIBUS-PA三部分。其中PROFIBUS-DP主要应用分散外设间的高速数据传输，适用于加工自动化领域的应用。PROF工BU-FMS适用于纺织，楼宇自动化，可编程控制器，低压开关等一般自动化。

1.3 美国Echelon公司设计的局部操作网络

是一种得到广泛应用的现场总线，由美国Echelon公司推出它采用了工SQ/051模型的全部七层通讯协议，采用面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设计，在智能建筑中得到广泛的应用。

1.4 现在认可度非常高的基金会现场总线

在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的技术，主要用于工业过程控制和制造业自动化环境。

1.5 法国通信公司集体推出的worldFIP现场总线

最初是由CegeleC等几家法国公司在原有通信技术的基础上根据用户要求制定，以后成为法国标准，后来纳入工EC物理层标准（IEC61158-2），并命名为WorldFIP。

1.6 八十多家仪表公司共同推出的可寻址远程传感数据通路

其特点是在现有模拟传输线上实现数字信号通信。这种通信协议既可用于4-20mADC的模拟仪表，也可用于数字式通信仪表。

2 现场总线在技术应用过程中具有的特点

关于现场总线在技术的应用过程中具有的特点，文章主要从六个方面进行阐述。第一个方面是现场总线具有非常好的系统开放性能。第二个方面是现场总线能够灵活的进行互换和互用。第三个方面是现场总线的应用能够让现场的使用设备具有非常高的智能化并且实现设备的功能自治。第四个方面是现场总线能够实现系统的高度分散性能。第五个方面是现场总线对于环境有非常好的适应性能。第六个方面是现场总线在成本性能比上非常高。下面进行详细的阐述和分析。

2.1 现场总线具有非常好的系统开放性能

现场总线的开放性指的是对相应标准的适应性和公开性，这里强调的是现场总线对于标准的服从。作为一个开放的现场总线在理论上能够和世界上任何行业标准进行连接和互换。现场总线的应用目标主要是要实现一种共用，建立一种底层的统一的网络开放系统，在实际过程中，使用客户可以通过自己的实际需求来选择任何厂家的产品来进行组装，这样现场总线的实现了自动化控制互连互换。

2.2 现场总线能够灵活的进行互换和互用

现场总线的互换和互用主要是实现信息之间的传递和沟通，这样就能够实现每一个设备生产厂家的功能互换。

2.3 现场总线的应用能够让现场的使用设备具有非常高的智能化并且实现设备的功能自治

现场总线的智能化和功能自治主要指的是现场系统能够将设备的四种控制功能有效的分散到现场的设备控制中。这四种功能是：系统的传感测量；系统的补偿计算；系统的工程量处理；系统的控制功能。通过四种功能的分散能够有效的实现设备的自动控制，在控制的過程中，能够根据现场的运行过程来诊断设备的运行状态，实现系统的自治功能。

2.4 现场总线能够实现系统的高度分散性能

现场总线的分散性已经成为了一种非常有效的控制功能，这样能够在根本上解决控制过程中的DCS控制集中问题，有效的分散了设备控制功能，简化了设备的控制功能设置，提升了设备的控制可靠性能。

2.5 现场总线对于环境有非常好的适应性能

现场总线作为底层网络，大多数都是根据现场的实际情况来进行具体设计，这样就有效的提升了设备的外部环境抗干扰能力，通过供电和通信的双重控制，能够满足设备控制过程中的防爆能力。

2.6 现场总线在成本性能比上非常高

设备控制采用现场总线后，能够将设备的现场网络控制底层不断的智能化，同时还会不断改变信号之间点对点的连接，让自动化控制软件不断的升级更新，这样就会大大的降低现场总线的使用和成产成本，同时设备的控制性能还会有非常大的提升。

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