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现场总线技术及应用 大作业 AutoNetFCS-2006型检测线现场总线控制系统简介 授课教师：陈星 学生姓名：肖乐 学号现场总线基本概念 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）。 基于TCP/IP现场总线控制系统 计算机控制系统的发展在经历了集中式数字控制系统以及集散控制系统（DCS）后，今后将朝着现场总线控制系统的方向发展。 现场总线(FCS)是指现场仪表和数字控制系统输入输出之间的全数字化、双向、多站的通讯系统。现场总线技术近年来成为计算机工业控制界关注的一个焦点，其原因在于它向人们展示了一种全新的系统集成思想。 1、现场通信网络 传统DCS的通信网络截止于控制站或输入输出单元，现场仪表仍然是一对一模拟信号传统。现场总线是用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络，把通信线一直延伸到生产现场或生产设备。 2、互操作性 互操作性的含义来自不同制造厂的现场设备，不仅可以互相通信，而且可以统一组态，构成所需的控制回路，共同实现控制策略。也就是说，用户选用各种品牌的现场设备集成在一起，实现“即接即用”。 3、分散功能块 FCS废弃了DCS的输入/输出单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表，从而构成虚拟控制站。 4、通信线供电 现场总线的常用传输线是双绞线，通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量，这种低功耗现场仪表可以用于本质安全环境。 5、开放式互连网络 现场总线为开放式互连网络，既可与同类网络互连，也可与不同网络互连。开放式互连网络还体现在网络数据库共享，通过网络对现场设备和功能块统一组态，天衣无缝地把不同厂商的网络及设备融为一体构成统一的FCS。 FCS正是顺应以上潮流而诞生，它用现场总线这一开放的，具有可互操作的网络将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场，降低了安装成本和维护费用。因此，FCS实质是 一种开放的、具可互操作性的、彻底分散的分布式控制系统，有望成为21世纪控制系统的主流产品。 现场总线控制系统的优越性 一般人们在论述FCS（现场总线式）的优点时总是对DCS（分布式或集散式）来说的。与DCS相比， FCS具有以下几个方面的优点： 1）、 FCS的可靠性比DCS高　　这包括两方面的内容：　　(1) FCS的系统的可靠性比DCS高。　　(2)FCS传输出数字信号，抗干扰能力强、可靠性高。由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量和控制的精确度，减少了传送误差。同时由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统工作的可靠性，　 2）、结构性好 FCS可以把智能技术分散现场各点，把控制功能彻底下放到现场，依靠现场智能设备实现基本控制功能。　 3）、可控性强 FCS有较强的自诊断功能，数字通信使用户从控制室中查索所有设备的数据、组态、运行和诊断信息已成为现实。自诊断功能可以及时帮助用户分析问题是否发生在设备上。无需亲临现场观察后才得出结论。这样，即使设备发生故障，也可以很快地恢复生产。　 4）、互操作性和互换性 标准化的智能仪表可方便互连、互组态和互换。互操作性是实现互连设备间、系统问的信息传送与沟通。互换性是指不同生产厂家功能类似的设备之间可以进行相互替换。互操作和互换性是将系统升级为现场总线的关键动力之一。　 5）、统一组态 现场总线采用功能块方式组态　　现场总线已有大量可满足各种过程控制的功能模块。如输入、输出、闭环调节等，一些模块还具有报警功能。　　6）、开放性好 标准化的网络互连在FCS中，用户可以把遵循相同协议不同品牌的产品集成到一个规模随意的系统里，使用户真正具有系统集成的主动权。可以说现场总线控制系统就是自动化领域的开设互联系统，它从根本上打破了DCS系统的封闭性，使企业与外界信息的沟通范围不断扩大，为企业实现信息化控制与管理创造了条件。　　7）、数据库的一致性　　现场总线采用完全分散的数据库概念，任何同现场总线接口的人机界面都可显示有关仪表与控制回路