現(xiàn)場總線為什么能夠成為工業(yè)自動(dòng)化的主流?
現(xiàn)場總線是工業(yè)控制系統(tǒng)的新型通訊標(biāo)準(zhǔn),是基于現(xiàn)場總線的低成本自動(dòng)化系統(tǒng)技術(shù)。現(xiàn)場總線技術(shù)的采用將帶來工業(yè)控制系統(tǒng)技術(shù)的革命。采用現(xiàn)場總線技術(shù)可以促進(jìn)現(xiàn)場儀表的智能化、控制功能分散化、控制系統(tǒng)開放化,符合工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展趨勢。
作為連接生產(chǎn)現(xiàn)場的儀表、控制器等自動(dòng)化裝置的通訊網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)場總線是九十年代在國際興起的新一代全分布式控制系統(tǒng)的核心技術(shù)。伴隨著數(shù)字化時(shí)代的來臨,現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(Fieldbus Control System, FCS)必將成為工業(yè)自動(dòng)化的主流。
現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn):
全數(shù)字化
將企業(yè)管理與生產(chǎn)自動(dòng)化有機(jī)結(jié)合一直是工業(yè)界夢寐以求的理想,但只有在FCS出現(xiàn)以后這種理想才有可能高效、低成本地實(shí)現(xiàn)。在采用FCS的企業(yè)中,用于生產(chǎn)管理的局域網(wǎng)能夠與用于自動(dòng)控制的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)緊密銜接。此外,數(shù)字化信號固有的高精度、抗干擾特性也能提高控制系統(tǒng)的可靠性。
全分布
在FCS中各現(xiàn)場設(shè)備有足夠的自主性,它們彼此之間相互通信,完全可以把各種控制功能分散到各種設(shè)備中,而不再需要一個(gè)中央控制計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)真正的分布式控制。
雙向傳輸
傳統(tǒng)的4~20mA電流信號,一條線只能傳遞一路信號?,F(xiàn)場總線設(shè)備則在一條線上即可以向上傳遞傳感器信號,也可以向下傳遞控制信息。
自診斷
現(xiàn)場總線儀表本身具有自診斷功能,而且這種診斷信息可以送到中央控制室,以便于維護(hù),而這在只能傳遞一路信號的傳統(tǒng)儀表中是做不到的。
節(jié)省布線及控制室空間
傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)每個(gè)儀表都需要一條線連到中央控制室,在中央控制室裝備一個(gè)大配線架。而在FCS系統(tǒng)中多臺(tái)現(xiàn)場設(shè)備可串行連接在一條總線上,這樣只需極少的線進(jìn)入中央控制室,大量節(jié)省了布線費(fèi)用,同時(shí)也降低了中央控制室的造價(jià)。
多功能儀表
數(shù)字、雙向傳輸方式使得現(xiàn)場總線儀表可以擺脫傳統(tǒng)儀表功能單一的制約,可以在一個(gè)儀表中集成多種功能,做成多變量變送器,甚至集檢測、運(yùn)算、控制與一體的變送控制器。
開放性
1999年底現(xiàn)場總線協(xié)議已被IEC 批準(zhǔn)正式成為國際標(biāo)準(zhǔn),從而使現(xiàn)場總線成為一種開放的技術(shù)。
互操作性
現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)保證不同廠家的產(chǎn)品可以互操作,這樣就可以在一個(gè)企業(yè)中由用戶根據(jù)產(chǎn)品的性能、價(jià)格選用不同廠商的產(chǎn)品,集成在一起,避免了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中必須選用同一廠家的產(chǎn)品限制,促進(jìn)了有效的競爭,降低了控制系統(tǒng)的成本。
智能化與自治性
現(xiàn)場總線設(shè)備能處理各種參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)信息及故障信息,具有很高的智能,能在部件、甚至網(wǎng)絡(luò)故障的情況下獨(dú)立工作,大大提高了整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性和容錯(cuò)能力。