现场总线控制系统(Fieldbus Control System,FCS)是分布控制系统(DCS) 的更新换代产品,并且已经成为工业生产过程自动化领域中一个新的热点。现场总线技术是20 世纪90年代兴起的一种先进的工业控制技术,它将现今网络通信与管理的观念引入工业控制领域。

1.什么是现场总线控制系统

 

现场总线是顺应智能现场仪表而发展起来的一种开放型的数字通信技术,其发展的初衷是用数字通信代替一对一的I/O连接方式,把数字通信网络延伸到工业过程现场。根据IEC和美国仪表协会ISA的定义,现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络,它的关键标志是能支持双向、多节点、总线式的全数字通信。

随着现场总线技术与智能仪表管控一体化(仪表调校、控制组态、诊断、报警、记录)的发展,这种开放型的工厂底层控制网络构造了新一代的网络集成式全分布计算机控制系统,即现场总线控制系统(简称FCS)。FCS作为新一代控制系统,采用了基于开放式、标准化的通信技术,突破了DCS采用专用通信网络的局限;同时还进一步变革了DCS中"集散"系统结构,形成了全分布式系统架构,把控制功能彻底下放到现场。

简而言之,现场总线是把控制系统最基础的现场设备变成网络节点连接起来,实现自下而上的全数字化通信,可以认为是通信总线在现场设备中的延伸,把企业信息沟通的覆盖范围延伸到了工业现场。

什么是现场总线控制系统

(图片来源于互联网)

 

2.现场总线控制系统的组成

 

1、现场总线控制系统
它的软件是系统的重要组成部分,控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。通过组态软件,完成功能块之间的连接,选定功能块参数,进行网络组态。在网络运行过程中系统实时采集数据、进行数据处理、计算。优化控制及逻辑控制报警、监视、显示、报表等。 

2、现场总线的测量系统
其特点为多变量高性能的测量,使测量仪表具有计算能力等更多功能,由于采用数字信号,具有高分辨率,准确性高、抗干扰、抗畸变能力强,同时还具有仪表设备的状态信息,可以对处理过程进行调整。

3、总线系统计算机服务模块
以客户机/服务器模式是目前较为流行的网络计算机服务模式。服务器表示数据源(提供者),应用客户机则表示数据使用者,它从数据源获取数据,并进一步进行处理。客房机运行在PC机或工作站上。服务器运行在小型机或大型机上,它使用双方的智能、资源、数据来完成任务。 
4、数据库
它能有组织的、动态的存储大量有关数据与应用程序,实现数据的充分共享、交叉访问,具有高度独立性。工业设备在运行过程中参数连续变化,数据量大,操作与控制的实时性要求很高。因此就形成了一个可以互访操作的分布关系及实时性的数据了系统。  

现场总线控制系统的组成

(图片来源于互联网)

 

3.现场总线控制系统的特点

 

开放性现场总线采用同一种国际标准的通信协议,不同厂家的产品可方便地互联并可与局域网相连;

智能化现场仪表除了一般现场控制、检测仪表功能以外,还具有诊断、自补偿、现场组态、现场校验功能;

现场仪表采用数字信号传输提高传输可靠性,节约了传输线的投资;

彻底的分散性简单控制回路基本分散在现场实现,关键数字信号进中央控制室,中央控制室主要完成信息管理、先进控制和优化控制。

现场总线控制系统的特点

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4.现场总线控制系统的作用

 

它的软件是系统的重要组成部分,控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。通过组态软件,完成功能块之间的连接,选定功能块参数,进行网络组态。在网络运行过程中对系统实时采集数据、进行数据处理、计算。优化控制及逻辑控制报警、监视、显示、报表等。

现场总线控制系统的作用

(图片来源于互联网)