現(xiàn)場總線技術在自動化控制系統(tǒng)中的應用探析

引言

現(xiàn)場總線應該根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展和市場需求,結(jié)合現(xiàn)場總線特點和我國國情,從長遠出發(fā)確定現(xiàn)場總線的發(fā)展戰(zhàn)略。隨著基于現(xiàn)場總線技術的全開放控制系統(tǒng)的誕生,將對傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構帶來革命。采用現(xiàn)場總線方式可以節(jié)省硬件數(shù)量與投資，可減少變送器的數(shù)量，不再需要單獨的控制器、計算單元等；節(jié)省安裝和維護費用等。

現(xiàn)場總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通信、完成測量控制任務的數(shù)據(jù)總線。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)正逐漸把電氣控制和過程控制合并起來,實現(xiàn)真正意義的集中控制。

1現(xiàn)場總線技術介紹

1.1PROFIBUS（Process Fieldbus）現(xiàn)場總線

以西門子公司為首的PROFIBUS現(xiàn)場總線協(xié)議滿足開放性總線系統(tǒng)的要求,構成從傳感器/執(zhí)行器、現(xiàn)場級、單元級直至管理級的透明的通訊系統(tǒng)。PROFIBUS是一個家族。它有三個成員或三種類型,即-FMS,-DP和-PA，基本特點如下：

1）PROFIBUS-FMS(Fieldbus MessageSpecification現(xiàn)場總線報文規(guī)范)。此部分是完成控制器和現(xiàn)場器件之間的通信以及控制器之間的信息交換，適應于完成中等傳輸速度進行較大數(shù)據(jù)交換的循環(huán)和非循環(huán)通訊任務。使用RS485時，通信速率為9.6k-500k波特，距離為1.6km-4.8km，最多可接122個節(jié)點，介質(zhì)可為雙絞線或光纜。

2）PROFIBUS-DP(Decentralized Pe—riphery分散型外圍設備)是一種優(yōu)化的通訊模塊，適用于自動控制系統(tǒng)和外圍設備之間的通信，對時間要求苛刻的場合。RS-485雙絞線或光纜，為9.6K-12M波特,最大站數(shù)126。

3）PROFIBUS-PA(Process Automa—tion過程自動化)，應用于過程自動化，用于對安全性要求高的場合及由總線供電的站點。通信速率為31.25kbps，最大距離為≤1.9km。

1.2LonWorks（Local Operating Networks）現(xiàn)場總線

LonWorks技術是美國Echelon公司1991年推出的一套標準，是一種開放分布式控制總線技術。目前采用LonWorks技術的產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)控制、建筑物自動化等領域，相應的LON（LocalOperating Networks）總線也成為但前最為流行的總線之一，基本特點如下：

1)LONWORKS協(xié)議遵循ISO／OSI參考模型，它提供了OSI所定義的全部7層服務，可以構成總線型、星型、環(huán)型和混合型等典型的網(wǎng)絡結(jié)構，能實現(xiàn)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的自由組合，可以通過網(wǎng)關實現(xiàn)不同現(xiàn)場總線的互聯(lián)。