現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)介紹和現場(chǎng)總線(xiàn)系統應用研究

　　1 現場(chǎng)總線(xiàn)系統概述

　　隨著(zhù)控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，數字化技術(shù)正在從工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的決策層、管理層、監控層和控制層滲透到現場(chǎng)設備，這樣就產(chǎn)生了現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)以及由此組成的控制系統—現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統（FCS，FieldbusControlSystem）。自現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在90年代后期問(wèn)世以來(lái)，它就已經(jīng)開(kāi)創(chuàng )了自動(dòng)化控制技術(shù)的新紀元—數字時(shí)代。目前現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)在國內化工、石化、冶金、建材、醫藥等工業(yè)過(guò)程中開(kāi)始了成功的應用并取得了顯著(zhù)的效益。

　　在國內，現場(chǎng)總線(xiàn)在火電廠(chǎng)機組控制方面已有局部使用，但還沒(méi)有在全廠(chǎng)使用現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的范例。簽與此，我們在某電廠(chǎng)機組重要程度相對較低的鍋爐補給水處理、工業(yè)廢水處理、循環(huán)水處理系統（以下簡(jiǎn)稱(chēng)主廠(chǎng)房外水系統）采用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行控制，作為FCS應用的嘗試與研究。

　　2 現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)

　　根據國際電工委員會(huì )IEC61158標準的定義：安裝在制造或生產(chǎn)過(guò)程區域的現場(chǎng)裝置與控制自動(dòng)控制裝置之間的數字式、串行、雙向、多點(diǎn)通信的數據總線(xiàn)稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)。由現場(chǎng)總線(xiàn)與現場(chǎng)智能設備組成的控制系統稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統FCS。

　　衡量一個(gè)控制系統是否為真正的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統FCS有三個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)，即：核心、基礎和本質(zhì)。FCS的核心是總線(xiàn)協(xié)議，只有遵循現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議的控制系統，才能稱(chēng)為現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統；FCS的基礎是數字智能現場(chǎng)儀表，它是FCS的硬件支撐；FCS的本質(zhì)是信息處理現場(chǎng)化，這是FCS的系統效能體現?，F場(chǎng)總線(xiàn)控制系統是一種全計算機、全數字、雙向通信的新型控制系統?，F場(chǎng)設備級的數字化、網(wǎng)絡(luò )化是電廠(chǎng)信息化管理的基礎。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)開(kāi)發(fā)的出發(fā)點(diǎn)就是要為用戶(hù)提供開(kāi)放的、具有可互操作性、可互換性和統一標準的測量和控制產(chǎn)品，以現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)為基礎的FCS的優(yōu)越性概括起來(lái)有以下幾方面：互操作性、分散性、可靠性、精確性、開(kāi)放性、經(jīng)濟性、可維護性。

　　1999年底IECTC65（負責工業(yè)測量和控制的第65標準化委員會(huì )）通過(guò)了8種類(lèi)型的現場(chǎng)總線(xiàn)作為IEC61158國際標準。2001年8月經(jīng)過(guò)修訂制定出10種類(lèi)型的現場(chǎng)總線(xiàn)標準（第三版），分別為：

　?。?）Type1 TS61158（FF H1）現場(chǎng)總線(xiàn)

　?。?）Type2 ControlNet和EtherNet/IP現場(chǎng)總線(xiàn)

　?。?）Type3 Profibus現場(chǎng)總線(xiàn)

　?。?）Type4 P-Net現場(chǎng)總線(xiàn)

　?。?）Type5 FFHSE現場(chǎng)總線(xiàn)

　?。?）Type6 SwiftNet現場(chǎng)總線(xiàn)

　?。?）Type7 WorldFIP現場(chǎng)總線(xiàn)

　?。?）Type8 Interbus現場(chǎng)總線(xiàn)

　?。?）Type9 FF HSE現場(chǎng)總線(xiàn)

　?。?0）Type10 Profinet現場(chǎng)總線(xiàn)

　　各種現場(chǎng)總線(xiàn)是針對不同的應用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)的，不可能采用同一種總線(xiàn)解決所有的工業(yè)控制和過(guò)程控制。

　　在連續生產(chǎn)的過(guò)程自動(dòng)化領(lǐng)域如石化、化工、電力、冶金等Profibus和FF總線(xiàn)比較適合。下面對Profibus和FF總線(xiàn)分別進(jìn)行介紹：