現場(chǎng)總線(xiàn)系統的特點(diǎn)和優(yōu)勢

現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統既是一個(gè)開(kāi)放的、雙向傳輸、多分支結構的高可靠的數字通信網(wǎng)絡(luò )，又是一個(gè)全分布式的工業(yè)控制系統，它把掛接在總線(xiàn)上作為網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的智能現場(chǎng)設備連接為網(wǎng)絡(luò )系統，構成自動(dòng)化系統，實(shí)現包括基本控制，補償計算，參數修改，報警，顯示，監控，優(yōu)化和管控一體化的綜合自動(dòng)化功能。
現場(chǎng)總線(xiàn)這種控制方式的出現，導致了自動(dòng)化儀表，集散控制系統(DCS)，可編程控制器(PLC)等產(chǎn)品的體系結構、功能結構和性能方面的較大變革，使得現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統具有較高的測控能力指數?，F場(chǎng)總線(xiàn)之所以具有較高的測控能力指數，一是得益于儀表的智能化，二是得益于設備的通信功能。
現場(chǎng)總線(xiàn)系統的結構特點(diǎn)
現場(chǎng)總線(xiàn)系統打破了傳統控制系統的結構形式。傳統模擬控制系統采用一對一的設備連線(xiàn)，按控制回路分別進(jìn)行連接。位于現場(chǎng)的測量變送器與位于控制室的控制器之間，控制器與位于現場(chǎng)的執行器、開(kāi)關(guān)、馬達之間均為一對一的物理連接。
現場(chǎng)總線(xiàn)系統由于采用了智能現場(chǎng)設備，能夠把原先DCS系統中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現場(chǎng)設備，加上現場(chǎng)設備具有通信能力，現場(chǎng)的測量變送儀表可以與閥門(mén)等執行機構直接傳送信號，因而控制功能能夠不依賴(lài)控制室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)系統的技術(shù)特點(diǎn)
現場(chǎng)總線(xiàn)系統在技術(shù)上有以下特點(diǎn)：
1.良好的開(kāi)放性和互可操作性
在DCS系統形成過(guò)程中，由于各廠(chǎng)家的產(chǎn)品自成系統，不同廠(chǎng)家的設備不能互連在一起，難以實(shí)現互換與互操作。新型的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統則突破了DCS系統中通信由專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )的封閉系統來(lái)實(shí)現所造成的缺陷，把基于封閉、專(zhuān)用的解決方案變成基于公開(kāi)化、標準化的解決方案，即可以把來(lái)自于不同廠(chǎng)家而遵循同一協(xié)議規范的自動(dòng)化設備，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接成系統，完成綜合自動(dòng)化的各種功能。
2.現場(chǎng)設備的智能化和功能自治性
現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統把微處理器置入現場(chǎng)自控設備，使之具有數字計算和數字通訊能力，這樣不僅提高了信號的傳輸精度，而且為豐富控制信息的內容、實(shí)現其遠程傳送創(chuàng )造了條件。在現場(chǎng)總線(xiàn)的環(huán)境下，因為現場(chǎng)設備自帶計算和通訊功能，所以在現場(chǎng)就可以進(jìn)行各種復雜的計算，從而使控制功能徹底地分散，減少控制器的負載，同時(shí)大大地減少了通訊信息量，從而有效地提高了控制系統運行的可靠性。此外，智能化的儀表還可提供傳統儀表所不能提供的信息，如閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數、儀表故障等信息，使操作管理人員能及時(shí)了解現場(chǎng)設備的"健康狀況"，在現場(chǎng)設備有"故障的預兆"但還沒(méi)真正發(fā)生故障影響到生產(chǎn)前就提前作出處理，以保障生產(chǎn)的正常運行。
3.系統結構的高度分散性
現場(chǎng)總線(xiàn)已構成一種新的全分散性控制系統的體系結構，把DCS集中與分散相結合的集散系統結構，變成了新型全分布式結構，把控制功能徹底下放到現場(chǎng)（注：若要實(shí)現復雜控制，如協(xié)調控制時(shí)也可將控制功能回收），依靠現場(chǎng)智能設備本身便可實(shí)現基本控制功能，簡(jiǎn)化了系統結構，提高了可靠性。
由于以上特點(diǎn)，特別是現場(chǎng)總線(xiàn)系統結構的簡(jiǎn)化，使現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統在各方面都表現出其強大的優(yōu)勢，主要有：
1.節省硬件數量與投資

由于現場(chǎng)總線(xiàn)系統中分散在現場(chǎng)的智能設備同時(shí)具備傳感、計算、控制、報警等功能，因而可減少變送器的數量，不再需要單獨的調節器、計算單元等，也不再需要DCS系統的信號調理、轉換、隔離等功能單元及大量復雜的接線(xiàn)，從而節省了一大筆硬件投資。
2.節省安裝費用
現場(chǎng)總線(xiàn)系統的接線(xiàn)非常簡(jiǎn)單，一對雙絞線(xiàn)或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€(gè)設備，使電纜、端子、槽盒等的用量大大減少。當需要增加現場(chǎng)設備時(shí)，不需要增設新的電纜，只要就近掛在原有的電纜上即可。
3.節省維護開(kāi)銷(xiāo)
由于現場(chǎng)設備具有自診斷和簡(jiǎn)單故障處理能力，并通過(guò)數字通訊將相關(guān)的診斷維護信息送往控制室，操作人員可及時(shí)查詢(xún)到所有設備運行、維護情況，盡早排除故障隱患，大大減少了維護停工時(shí)間；同時(shí)由于系統結構簡(jiǎn)化、連線(xiàn)簡(jiǎn)單而減少了設備維護工作量。
4.用戶(hù)具有高度的系統集成主動(dòng)權
因為現場(chǎng)總線(xiàn)廠(chǎng)家的產(chǎn)品遵循統一的現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議，用戶(hù)可以自由選擇不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品來(lái)集成系統，避免因選擇某一廠(chǎng)家的產(chǎn)品而被"框死"了使用設備的選擇范圍。
5.提高了系統的準確性和可靠性
由于現場(chǎng)總線(xiàn)設備的智能化和數字化，與模擬信號相比，從根本上提高了測量與控制的精確度，減少了傳送誤差。同時(shí)，由于現場(chǎng)儀表內部功能的加強，減少了信號的往返傳送，也提高了系統運行的可靠性。
此外，由于現場(chǎng)總線(xiàn)的設備標準化，功能模塊化，因而系統設計簡(jiǎn)單，易于重構。