現場總線系統的特點和優勢

現場總線控制系統既是一個開放的、雙向傳輸、多分支結構的高可靠的數字通信網絡，又是一個全分布式的工業控制系統，它把掛接在總線上作為網絡節點的智能現場設備連接為網絡系統，構成自動化系統，實現包括基本控制，補償計算，參數修改，報警，顯示，監控，優化和管控一體化的綜合自動化功能。
現場總線這種控制方式的出現，導致了自動化儀表，集散控制系統(DCS)，可編程控制器(PLC)等產品的體系結構、功能結構和性能方面的較大變革，使得現場總線控制系統具有較高的測控能力指數。現場總線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。
現場總線系統的結構特點
現場總線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，按控制回路分別進行連接。位于現場的測量變送器與位于控制室的控制器之間，控制器與位于現場的執行器、開關、馬達之間均為一對一的物理連接。
現場總線系統由于采用了智能現場設備，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設備，加上現場設備具有通信能力，現場的測量變送儀表可以與閥門等執行機構直接傳送信號，因而控制功能能夠不依賴控制室的計算機或控制儀表，直接在現場完成，實現了徹底的分散控制。
現場總線系統的技術特點
現場總線系統在技術上有以下特點：
1.良好的開放性和互可操作性
在DCS系統形成過程中，由于各廠家的產品自成系統，不同廠家的設備不能互連在一起，難以實現互換與互操作。新型的現場總線控制系統則突破了DCS系統中通信由專用網絡的封閉系統來實現所造成的缺陷，把基于封閉、專用的解決方案變成基于公開化、標準化的解決方案，即可以把來自于不同廠家而遵循同一協議規范的自動化設備，通過現場總線網絡連接成系統，完成綜合自動化的各種功能。
2.現場設備的智能化和功能自治性
現場總線控制系統把微處理器置入現場自控設備，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、實現其遠程傳送創造了條件。在現場總線的環境下，因為現場設備自帶計算和通訊功能，所以在現場就可以進行各種復雜的計算，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，如閥門開關動作次數、儀表故障等信息，使操作管理人員能及時了解現場設備的"健康狀況"，在現場設備有"故障的預兆"但還沒真正發生故障影響到生產前就提前作出處理，以保障生產的正常運行。
3.系統結構的高度分散性
現場總線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（注：若要實現復雜控制，如協調控制時也可將控制功能回收），依靠現場智能設備本身便可實現基本控制功能，簡化了系統結構，提高了可靠性。
由于以上特點，特別是現場總線系統結構的簡化，使現場總線控制系統在各方面都表現出其強大的優勢，主要有：
1.節省硬件數量與投資

由于現場總線系統中分散在現場的智能設備同時具備傳感、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，從而節省了一大筆硬件投資。
2.節省安裝費用
現場總線系統的接線非常簡單，一對雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個設備，使電纜、端子、槽盒等的用量大大減少。當需要增加現場設備時，不需要增設新的電纜，只要就近掛在原有的電纜上即可。
3.節省維護開銷
由于現場設備具有自診斷和簡單故障處理能力，并通過數字通訊將相關的診斷維護信息送往控制室，操作人員可及時查詢到所有設備運行、維護情況，盡早排除故障隱患，大大減少了維護停工時間；同時由于系統結構簡化、連線簡單而減少了設備維護工作量。
4.用戶具有高度的系統集成主動權
因為現場總線廠家的產品遵循統一的現場總線協議，用戶可以自由選擇不同廠家的產品來集成系統，避免因選擇某一廠家的產品而被"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
由于現場總線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，由于現場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，由于現場總線的設備標準化，功能模塊化，因而系統設計簡單，易于重構。