現場(chǎng)總線(xiàn)是迅速發(fā)展的一門(mén)新技術(shù)。它順應信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動(dòng)化系統結構的變革，為形成以網(wǎng)絡(luò )集成自動(dòng)化系統為基礎的企業(yè)信息系統奠定了基礎。

【詳細說(shuō)明】

現場(chǎng)總線(xiàn)

1 現場(chǎng)總線(xiàn)的概念  
現場(chǎng)總線(xiàn)是應用在生產(chǎn)現場(chǎng)、在微機化測量控制設備之間實(shí)現雙向串行多節點(diǎn)數字通信的系統，也被稱(chēng)為開(kāi)放式、數字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò )。  
現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)將專(zhuān)用微處理器置入傳統的測量控制儀表，使它們各自具有了數字計算和數字通訊能力，采用可進(jìn)行簡(jiǎn)單連接的雙絞線(xiàn)等作為總線(xiàn)，把多個(gè)測量控制儀表連接成網(wǎng)絡(luò )系統，并按公開(kāi)、規范的通信協(xié)議，在位于現場(chǎng)的多個(gè)微機化測量控制設備之間及現場(chǎng)儀表與遠程監控計算機之間，實(shí)現數據傳輸與信息交換，形成各種適應實(shí)際需要的自動(dòng)控制系統。  
現場(chǎng)總線(xiàn)是20世紀80年代中期在國際上發(fā)展起來(lái)的。隨著(zhù)微處理器與計算機功能的不斷增強和價(jià)格的降低，計算機與計算機網(wǎng)絡(luò )系統得到迅速發(fā)展。現場(chǎng)總線(xiàn)可實(shí)現整個(gè)企業(yè)的信息集成，實(shí)施綜合自動(dòng)化，形成工廠(chǎng)底層網(wǎng)絡(luò )，完成現場(chǎng)自動(dòng)化設備之間的多點(diǎn)數字通信，實(shí)現底層現場(chǎng)設備之間以及生產(chǎn)現場(chǎng)與外界的信息交換。  
2 現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)展趨勢  
1983年，Honeywell推出了智能化儀表，它在原模擬儀表的基礎上增加了計算功能的微處理器芯片，在輸出的4～20mA直流信號上迭加了數字信號，使現場(chǎng)與控制室之間的連接模擬信號變?yōu)閿底中盘枴Ｖ螅澜缟细鞔蠊就瞥隽烁鞣N智能儀表。智能儀表的出現為現場(chǎng)總線(xiàn)的誕生奠定了基礎。  
智能儀表的出現為現場(chǎng)信號的數字化提供了條件，但不同廠(chǎng)商提供的設備通信標準不統一，束縛了底層網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展。現場(chǎng)總線(xiàn)要求不同的廠(chǎng)商遵從相同的制造標準，組成開(kāi)放的互連網(wǎng)絡(luò )是現場(chǎng)總線(xiàn)的發(fā)展趨勢。  
3 現場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)  
現場(chǎng)總線(xiàn)系統打破了傳統控制系統采用的按控制回路要求，設備一對一的分別進(jìn)行連線(xiàn)的結構形式。把原先DCS系統中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊放入現場(chǎng)設備，加上現場(chǎng)設備具有通信能力，因而控制系統功能能夠不依賴(lài)控制室中的計算機或控制儀表，直接在現場(chǎng)完成，實(shí)現了徹底的分散控制。  
現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統既是一個(gè)開(kāi)放通信網(wǎng)絡(luò )，又是一種全分布控制系統。它把作為網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的智能設備連接成自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò )系統，實(shí)現基礎控制、補償計算、參數修改、報警、顯示、監控、優(yōu)化的綜合自動(dòng)化功能。是一項以智能傳感器、控制、計算機、數字通信、網(wǎng)絡(luò )為主要內容的綜合技術(shù)。  
現場(chǎng)總線(xiàn)系統在技術(shù)上具有以下特點(diǎn)：  
3．1 系統具有開(kāi)放性和互用性  
通信協(xié)議遵從相同的標準，設備之間可以實(shí)現信息交換，用戶(hù)可按自己的需要，把不同供應商的產(chǎn)品組成開(kāi)放互連的系統。系統間、設備間可以進(jìn)行信息交換，不同生產(chǎn)廠(chǎng)家的性能類(lèi)似的設備可以互換。  
3．2 系統功能自治性  
系統將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現場(chǎng)設備中完成，現場(chǎng)設備可以完成自動(dòng)控制的基本功能，并可以隨時(shí)診斷設備的運行狀況。  
3．3 系統具有分散性  
現場(chǎng)總線(xiàn)構成的是一種全分散的控制系統結構，簡(jiǎn)化了系統結構，提高了可靠性。  
3．4 系統具有對環(huán)境的適應性  
現場(chǎng)總線(xiàn)支持雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線(xiàn)、電力線(xiàn)等，具有較強的抗干擾能力，能采用兩線(xiàn)制實(shí)現供電和通信，并可以滿(mǎn)足安全防爆的要求。  
由于現場(chǎng)總線(xiàn)結構簡(jiǎn)化，不再需要DCS系統的信號調理、轉換隔離等功能單元及其復雜的接線(xiàn)，節省了硬件數量和投資。簡(jiǎn)單的連線(xiàn)設計，節省了安裝費用。設備具有自診斷與簡(jiǎn)單故障處理能力，減少了維護工作量。設備的互換性、智能化、數字化提高了系統的準確性和可靠性。還具有設計簡(jiǎn)單，易于重構等優(yōu)點(diǎn)。  
4 幾種有影響的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)  
4．1 基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)  
基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)（FF）于1994年由美國Fisher－Rosemount和Honeywell為首成立。它以ISO／OSI開(kāi)放系統互連模型為基礎，取其物理層、數據鏈路層、應用層為FF通信模型的相應層次，并在應用層上增加了用戶(hù)層。基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)分H1和H2兩種通信速率。H1的傳輸速率為31．25kbps，可支持總線(xiàn)供電和本質(zhì)安全防爆環(huán)境。支持雙絞線(xiàn)、光纜和無(wú)線(xiàn)發(fā)射，協(xié)議符號IEC1158－2標準。傳輸信號采用曼冊斯特編碼。  
4．2 LonWorks  
它由美國Echelon公司推出，它采用ISO／OSI模型的全部7層通訊協(xié)議，采用面向對象的設計方法，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )變量把網(wǎng)絡(luò )通信設計簡(jiǎn)化為參數設置。支持雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纜和紅外線(xiàn)等多種通信介質(zhì)，并開(kāi)發(fā)了本質(zhì)安全防爆產(chǎn)品，被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò )。采用LonWorks技術(shù)和神經(jīng)元芯片的產(chǎn)品，被廣泛應用在樓宇自動(dòng)化、家庭自動(dòng)化、保安系統、辦公設備、交通運輸、工業(yè)過(guò)程控制等行業(yè)。