什么是現場(chǎng)總線(xiàn)

　　自動(dòng)化已成為一個(gè)家喻戶(hù)曉的名詞，社會(huì )生產(chǎn)力的快速發(fā)展更是離不開(kāi)工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)現，但其中的奧妙并非人人皆知，但也并非是深奧絕學(xué)，只是需要捅破那層窗戶(hù)紙而已。

　　生產(chǎn)自動(dòng)化系統被劃分為不同的層次，可以用一個(gè)垂直分層模型的形式來(lái)描述，如圖 1所示。

　　管理公司的戰略性功能在“公司控制層”中執行。公司分層的計劃和管理由從屬的“生產(chǎn)控制層”執行。該區域也可命名為“公司或工廠(chǎng)控制層”。在“過(guò)程控制層”中，生產(chǎn)命令被轉換為相應的工藝過(guò)程，而工廠(chǎng)更大的生產(chǎn)線(xiàn)通過(guò)這一層中的控制系統進(jìn)行控制和監視(制造、單元、過(guò)程主機控制單元)。

　　圖 1 生產(chǎn)自動(dòng)化的分層模型以及對數據通信系統的要求

　　要求對過(guò)程變量進(jìn)行采集和控制的設備位于自動(dòng)化的最底層——現場(chǎng)層。除了控制單元以外，還包括人機接口/終端、傳感器、執行器和各種復雜的驅動(dòng)系統。智能傳感器、測量轉換器、驅動(dòng)系統和控制設備的使用也正逐漸增加。現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(FCS)為一種全新的分布式控制測控系統。

　　傳統的控制系統中用于連接傳感器和執行器的昂貴布線(xiàn)在現代工廠(chǎng)中被串行總線(xiàn)系統所取代(現場(chǎng)總線(xiàn)系統、傳感器-執行器-總線(xiàn)系統)。由于不同的自動(dòng)化層對通信系統的要求也大不相同，因此使用按照層劃分的不同層的子系統的組合要比使用單個(gè)通用總線(xiàn)更合適。根據各個(gè)自動(dòng)化層的要求使用不同的通信系統，如圖 2所示。

　　圖 2 生產(chǎn)自動(dòng)化系統中分等級的網(wǎng)絡(luò )結構

　　其中現場(chǎng)總線(xiàn)系統作為工廠(chǎng)數字通信網(wǎng)絡(luò )的最底層-現場(chǎng)層，實(shí)現了生產(chǎn)過(guò)程現場(chǎng)的設備裝置之間的互聯(lián)互通，并使生產(chǎn)過(guò)程的控制與更高的管理層緊密的聯(lián)系在一起。

　　采用現場(chǎng)總線(xiàn)、智能檢測和執行設備后，可以得到更多的有關(guān)現場(chǎng)與設備的狀態(tài)信息。在現場(chǎng)總線(xiàn)系統傳輸的信息量提高的同時(shí)，所需要的線(xiàn)纜卻大大減少了。采用現場(chǎng)總線(xiàn)后最大的優(yōu)勢是提供了現場(chǎng)級的設備診斷、配置功能，便于網(wǎng)絡(luò )的管理和維護。

　　正由此，現場(chǎng)總線(xiàn)已成為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)系統中最后的一段筋脈，其通訊控制的可靠性是系統能否高效穩定運行至關(guān)重要的一環(huán)。