数字化仪表系统的现场总线技术特点
现场总线控制系统的组成及特点
现场总线控制系统的组成及特点一、现场总线控制系统的概念（FCS）现场总线控制是工业.aspx”title=“设备”style=“text-decoration:underline;color:blue”>设备自动化控制的一种计算机局域网络。
它是依靠具有检测、控制、通信能力的微处理芯片，数字化仪表（设备）在现场实现彻底分散控制，并以这些现场分散的测量，控制设备单个点作为网络节点，将这些点以总线形式连接起来，形成一个现场总线控制系统。
它是属于最底层的网络系统，是网络集成式全分布控制系统，它将原来集散型的DCS 系统现场控制机的功能，全部分散在各个网络节点处。
为此，可以将原来封闭、专用的系统变成开放、标准的系统。
使得不同制造商的产品可以互连，是DCS 系统的更新换代，大大简化系统结构，降低成本，更好满足了实事性要求，提高了系统运行的可靠性。
不同通信协议的现场总线控制系统一般通过工业PC 机内总线插槽的PC 接口板与现场总线网段连接。
二、现场总线控制系统的组成现场总线控制系统由测量系统、控制系统、管理系统三个部分组成，而通信部分的硬、软件是它最有特色的部分。
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。
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、设备管理系统：可以提供设备自身及过程的诊断信息、管理信息、设。
现场总线技术
FF
• 支持单位:现场总线基金会(FisherRosemount等100多家公司)。
• 标准:IEC61158;IEC61784。 • 应用领域:流程工业及其它工业控制。 • 使用情况:已有试点工程投入运行。 • 多家生产各种有FFH1接口的产品，
现场总线标准
• FF • ControlNet • Profibus • P-NET • FFHSE • SwiftNet • WorldFIP • INTERBUS
FFHSE
• 支 持 单 位 : 现 场 总 线 基 金 会 (FisherRosemount等100多家公司)。
• 准 :IEC61158;IEC61784;IEC611313;IEEE80 和 RFC894 的 工 业 标 准 以 太 网;IETF(互联网管理任务要点)。
WorldFIP
• WorldFIP世界工厂仪表协议支持单位: 法国Alstom公司(原Honeywell公司为 北 美 参 加 单 位 ， 后 与 FF 合 并 ) 。 标 准 :IEC61158;IEC61784;EN50170(F IP为法国国家标准)。
• 应用领域:电力工业、铁路交通、工业控 制、楼宇自动化。
可以满足系统集成要求。
FF主要性能特点
·IEC支持，开放性好，可互操作性好it/s; ·支持本质安全防爆; ·有数据链路网桥连接与HSE相连。
Profibus
• Profibus-DP • Profibus-PA • Profibus-FMS
Profibus-DP
现场总线系统安全规范
功能块与设备描述规范
• 现场设备信息格式及功能描述规范 称为”行规”(Profile), 行规可有效 实现各种现场设备应用层互联。
简述现场总线的技术特点
简述现场总线的技术特点现场总线（Fieldbus）是一种工业控制领域中的通信协议和技术，是传统控制系统和现代数字化控制系统的桥梁。
现场总线技术的主要特点是分布式控制、高效通信、可靠性强、数据传输速度快、可扩展性好。
分布式控制是现场总线技术最重要的特点之一。
传统控制系统通常采用集中式控制，即所有的控制指令都是从中央控制器发送到各个终端设备。
而现场总线技术则是采用分布式控制的方式，即将控制指令分散到各个设备中执行。
这样可以提高控制系统的灵活性和可靠性，因为每个设备都可以独立地执行控制指令，不需要等待中央控制器的指令。
高效通信是现场总线技术的另一个重要特点。
现场总线技术采用数字通信方式，可以实现多种数据格式和数据传输方式。
现场总线技术可以实现点对点通信、广播通信、组播通信等多种通信方式，可以满足不同场景下的通信需求。
另外，现场总线技术还支持实时通信，可以实时地传输控制指令和传感器数据，可以满足高速控制和监测需求。
现场总线技术的可靠性比较强。
现场总线技术采用多种冗余技术，可以实现数据包重传、冗余链路、数据备份等多种机制，可以有效地防止数据丢失和系统故障。
另外，现场总线技术还支持自诊断和自修复功能，可以自动检测和诊断系统故障，并尝试自动修复故障，提高了系统的可靠性和稳定性。
数据传输速度是现场总线技术的一个优势。
现场总线技术采用数字通信方式，可以实现高速数据传输，可以满足高速控制和监测需求。
另外，现场总线技术还支持数据压缩和数据加密等技术，可以进一步提高数据传输速度和数据传输效率。
现场总线技术具有良好的可扩展性。
现场总线技术支持多种设备和传感器的接入，可以满足不同场景下的控制和监测需求。
另外，现场总线技术还支持多种协议和通信方式，可以实现不同系统之间的互联互通，提高了系统的通用性和可扩展性。
现场总线技术具有分布式控制、高效通信、可靠性强、数据传输速度快、可扩展性好等多种特点，是工业控制领域中不可或缺的技术之一。
1-现场总线基础知识
一.现场总线基础知识
现场总线简介 现场总线的发展 现场总线的特点与优点 几种有影响的现场总线
1.现场总线简介（FieldBus）
当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉 为自动化领域的计算机局域网。它的出现标志着 工业控制技术领域又一个新时代的开始。 为什么要引入现场总线？
现场设备，为提高其性能价格比，在实现其 内部操作时都采用微处理器和数字化元件，提出 了必须在这些领域的数字设备之间实现数字通信 的要求。现场总线满足这种要求。
• 全分布
各现场设备有足够的自主性，它们彼此 之间相互通信，完全可以把各种控制功能 分散到各种设备中，而不再需要一个中央 控制计算机，实现真正的分布式控制。
现场总线的优点2
• 全开放 – 1999年底现场总线协议已被IEC 批准正式成 为国际标准，从而使现场总线成为一种开放 的技术。
• 双向传输 – 传统的4~20mA电流信号，一条线只能传递 一路信号。现场总线设备则在一条线上既可 以向上传递传感器信号，也可以向下传递控 制信息。
现场总线与DCS的网络结构比较
3.现场总线的结构特点
按照国际标准化组织（ISO）制定的开放系统互连（OSI） 参考模型建立。将七层简化成三层，分别由OSI参考模型 的第一层物理层，第二层数据链路层，第七层应用层组 成，流量与差错控制由数据链路层完成。考虑现场总线 的通信特点，有些现场总线还设置了一个现场总线访问
4-20mA信号是DCS系统及现场设备相互连接的最本质 特点.网关通讯程序开发工作量大.
控制计算机
CRT操作站
通道指挥器
基本调节器1 基本调节器2 基本调节器3
输入/输出
DCS结构示意图
信号要送到控制站,需要很多连线
什么是现场总线什么是现场总线控制系统它的技术特点是什么现场总线
什么是现场总线?什么是现场总线把握系统?它的技术特点是什么? - 现场总线现场总线把握系统（FCS:Fieldbus Control System)是继集散把握系统（dcs)后的新一代把握系统，它是电子、仪器仪表、计算机技术和网络技术的进展成果。
现场总线使得现场仪表、执行机构、把握室设备之间构成网络互连系统，实现全数字化、双向、多参数的数字通信，为把握系统的全分布和全数字化运行奠定了基础。
现场总线是应用在生产现场、在微机化测量把握设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层把握网络。
它在制造业、过程工业、交通等方面的自动过系统中具有广泛的应用前景。
现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量把握仪表，使它们各自都具有数字计算和数字通信的力量，接受可进行简洁连接的双绞线等作为总线，把多个测量把握仪表连接成网络系统，并公开规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量把握设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动化把握系统。
简而言之，它把单个分散的测量把握设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成把握任务的网络系统和把握系统。
它给自动化领域带来的变化，正如众多分散的计算机被网络连接在一起，使计算机的功能、作用发生的变化。
现场总线则使自控系统与设备具有通信力量，把它们连结成网络系统，加入到信息网络的行列。
因此把现场总线技术说成是一个把握技术新时代的开端并不过分。
现场总线是20世纪80年月中期在国际上进展起来的。
随着微处理器与计算机功能的不断增加和价格的急剧下降，计算机与计算机网络系统得到快速进展，而处于生产过程底层的测控自动化系统，难以实现设备之间以及系统与外界之间的信息交换，使每个自动化系统成为“信息孤岛”。
要实现整个企业的信息集成，要实现综合自动化，就必需设计出一种能在工业现场环境运行、性能牢靠、造价低廉的通信系统，形成工场底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。
现场总线的概念和特点
现场总线的概念和特点
1.什么是现场总线随着网络技术发展和市场需求的变化，工业设备实
现网络化管理控制已经成为一种必然趋势，改善工业控制系统同样也需要在不同生产设备之间实现高效、可靠、标准化的互联，经过多年的努力，国际上最后公布了8 种现场总线。
制定总线的初衷在于不同厂家的设备进行互连，可是，这8 种总线目前是不能完全互连的。
所谓现场总线，是指将现场设备(如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等)与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络，具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点，是工业控制网络向现场级发展的产物。
现场总线控制系统FCS 是集当今计算机技术、网络技术和控制技术为一体的当代最先进的计算机控制技术，它适用于工业过程控制、制造业及楼宇自动化等领域，将成为现代计算机控制系统的主流。
具有可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强、通信速率快、系统安全、造价低廉、维护成本低等特点。
现场总线技术使现场级设备的信息作为整个企业信息网的基础，提高了控制系统的信息处理能力和运行可靠性，节省了系统的硬件和布线费用，方便了用户对系统的组态、管理和维护。
现场总线(Field b 山)技术是工业自动化最深刻变革之一。
PLC 和工控机
采用现场总线后可方便地作为νo 站和监控站连接在DCS 系统中。
现场总线
可以更容易地从现场获取设备信息，工厂操作员和管理人员能够对其过程进行更严格的控制，从而改进性能、增加过程的可用性和一致性。
当前，国际上具有代表性的现场总线技术与产品是Profibus、CanBus 与LonWorks，CC-link，DeviceNet，Modbus 等，后面分别予以简要说明。
2.现场总线技术特征。
浅谈现场总线技术
生产一线浅谈现场总线技术文⊙张晓娜胡孟谦段永彬（河北工业职业技术学院河北石家庄）摘要:介绍现场总线的产生背景；阐述现场总线的定义和技术特点；综述现场总线的现状并分析其发展方向。
关键词:现场总线；现状；发展方向现场总线技术是控制、计算机、通讯技术的交叉与集成，几乎涵盖了所有连续、离散工业领域，如过程自动化、制造加工自动化、楼半自动化、家庭自动化等等。
它的出现和快速发展体现了控制领域对降低成本、提高可靠性、增强可维护性和提高数据采集的智能化的要求。
一、现场总线技术的产生随着科学技术的快速发展，自动控制系统在过去的两个世纪里发生了巨大的变革。
一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作F C S ——现场总线控制系统。
150多年前出现的基于5－13p s i 的气动信号控制系统（P CS ）是第一代，20世纪50年代，基于0－10m A 或4－20m A 的电流模拟信号的电动模拟过程控制系统（ACS ）称作第二代。
20世纪70年代，随着数字计算机的介入，产生的集中式数字控制系统（C C S ）称为第三代，该系统克服了模拟信号精度低的缺陷，提高了系统的抗干扰能力。
20世纪80年代，微处理机的出现和应用，产生了分布式控制系统（DCS ）称为第四代。
20世纪80年代末，产生了以微处理器为核心，使用集成电路代替常规电子线路，实施信息采集、显示、处理、传输以及优化控制等功能的智能设备，产生了现场总线控制系统，该系统突破了D C S 系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；同时新型全分布式系统结构，把控制功能彻底下放到现场。
二、现场总线的定义现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备和控制装置之间实行双向、串形、多结点的数字通信技术。
现场总线使得现场仪表、执行机构、控制室设备之间构成网络互连系统，实现全数字化、双向、多参数的数字通信，为控制系统的全分布和全数字化运行奠定了基础。
现场总线技术的特点和优点
现场总线技术的特点和优点现场总线（Fieldbus）是20世纪80年代中后期随着计算机、通信、控制和模块化集成等技术发展而出现的一门新兴技术，代表自动化领域发展的最新阶段。
现场总线的概念最早由欧洲人提出，随后北美和南美也都投入巨大的人力、物力开展研究工作，目前流行的现场总线已达40多种，在不同的领域各自发挥重要的作用。
关于现场总线的定义有多种。
国际电工委员会（IEC）对现场总线的定义为：现场总线是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。
现场总线是当今自动化领域发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。
它作为工业数据通信网络的基础，沟通了生产过程现场级控制设备之间及其与更高控制管理层之间的联系。
它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布式的控制系统。
这项以智能传感、控制、计算机、数据通信为主要内容的综合技术，因受到世界范围的关注而成为自动化技术发展的热点，并引发自动化系统结构与设备的深刻变革。
1、现场总线的结构特点现场总线打破了传统控制系统的结构形式。
传统模拟控制系统采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接。
位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间，控制器与位于现场的执行器、开关、电动机之间均为一对一的物理连接。
现场总线控制系统由于采用了智能现场设备，能够把原先DCS 系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块置入现场设备中，加上现场设备具有通信能力，现场的测量变送仪表可以与阀门等执行机构直接传送信号，因而控制系统功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。
现场总线控制系统与传统控制系统（如DCS）结构对比如下图所示。
▲FCS与DCS结构比较a）DCS的结构b）FCS的结构2、现场总线的技术特点（1）系统的开放性开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换。
现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数字化仪表系统的现场总线技术特点
所谓的现场总线指的就是一种工业数据总线，这种数据总线实质上就是要将一些工业的智能化机械，智能化仪器设备之间的信号进行连接和传递，相当于一个搬运工，负责解决工业现场设备之间的数字通信和一些掌握系统之间的信息沟通。
数字化仪表系统的现场总线掌握是依靠检测、掌握和通信功能的机械设备通过工业自动化设备掌握计算机，再利用简洁的操作方式将设备之间的信号进行串联，能够提高系统的牢靠性。
数字化仪表系统的现场总线技术相对于传统的现场总线技术来说具有很大的优势，其特点主要体现在以下几方面：
(一)系统的开放性。
可以借助开放的系统对相关的通信协议进行公开，也就是说能够解决不同厂家不同设备之间通信不畅通的问题。
以往传统的的现场总线技术很难达到空间上的完全开放，但是数字化仪表系统的现场总线技术是建立在统一的工厂底层网络的开放系统。
精确一点说就是将一些信息公开，达到区域空间无限制的效果，这样一个开放系统，可以与遵守相同标准的其它设备进行空间上的链接，避开了区域性限制的问题。
(二)数字化仪表系统的现场总线技术的另一个突出的优点就是互可操作性与互用性。
所谓的互可操作性实质上就是，互连设备间的信息传送与沟通，也就是说可以实现专一点对专一点，甚至是一点对多点进行匹配。
之前的传统现场总线技术很难达到一点对多点这样的数
字通信技术，所以采纳数字化仪表系统的现场总线技术从肯定程度上实现了高效率的信息传送。
而互用性指的就是设备的互换互用，即使是不同的厂家，只要是性能相像就可以进行互换而实现互用，这就是数字化仪表系统的现场总线技术普遍性的又一大体现。
(三)数字化仪表系统的现场总线技术还能够实现现场设备的智能化与功能自治性。
也就是说由于数字化的介入，现场总线更加的智能化，不仅仅可以将传感测量、补偿计算、工程量处理与掌握等功能分散到现场设备中完成，还可以实现自我诊断，设备之中存在的问题，系统可以直接进行诊断处理，这一点就可以削减人工测量的时间和费用，随时诊断设备的运行状态。
(四)数字化仪表系统的现场总线技术还有一特别重要的特点就是系统结构的高度分散性。
所谓的系统结构高度分散指的就是现场总线将一种新的全分布式掌握系统更加的系统化，体系化，具有高度分散的特点。
其从根本上转变了现有dcs集中与分散相结合的集散掌握系统体系，可以说真正意义上达到了将系统结构更加简化，从某种意义上讲也提高了牢靠性与保障。
数字化仪表系统的现场总线掌握技术在企业中的应用特别的广泛。
现场总线正在跨入数字化、智能化、网络化的新阶段，这也就意味着随着现场总线掌握系统的消失，数字化仪表系统也逐步的得到了很好的应用和进展。
在数字化仪表系统的现场总线掌握系统下，大部分的智能现场仪表能够将现场的信号变换更加的清楚化，精细化，操作建议化等等，相当于避开了传统集散掌握系统中的的一些问题，从
信号的变换、补偿等等方面都相比较而言更加智能化，同时还具有肯定的掌握功能，避开了人工掌握存在的不精准的问题。
而执行器方面它还具有调整和驱动功能，能够在数据信息处理上进行自我诊断，这样就能削减人员检查的时间和费用，也就是说在数字化仪表系统的现场总线掌握下，这种自治力量能够把一些传感测量数据做到精准无误。