现场总线技术概述及其电力应用实例摊铺机

现场总线技术概述及其电力应用实例

现场总线技术概述及其电力应用实例 2011年12月10日 来源： 什么是现场总线传统的DCS至少有操作站、控制站和现场设备三层结构。操作站与控制站之间采用数字通信，不同的系统采用不同的通信规格。控制站与现场设备之间则采用单向的模拟通信，这些信号通常是4-20MA的电流信号。

FCS简化为工作站和现场设备两层结构。工作站与现场设备之间可以通过供电线进行双向数字通信，不同的设备也可以通过这同一条线路，采用同一种技术规格进行通信。控制站的功能已彻底分散给智能现场设备，变成了虚拟控制站。这种连接在工作站与多台现场设备之间的，多分支的，采用统一的技术规格来进行双向数字通信的线路就是现场总线。

现场总线技术是计算机，网络通信，超大规模集成电路，仪表和测试，过程控制和生产管理等现代高科技迅猛发展的综合产物。因此，“现场总线”这个单词的内涵已远远不是指一根通信线或一种通信标准。

现场总线的特点基于现场总线的控制系统的精度，可靠性、经济性等多方面比传统的控制系统优越得多，其主要特点可以归纳为如下四点：1、全数字通信传统的模拟通信从传感器到数据采集器存在许多环节，会给信号传输带来附加误差。反之，从控制器到执行机构，信号也会受到影响和干扰。因此，整个系统的测量和控制精度以及可靠性都会受到制约。同时，由于模拟信号是单方向传输的，系统不了解现场设备的状态，难以迅速判断设备故障。在FCS中，测量精度仅取决于智能仪表中传感器及其A/D转换器，而且数字信号在传输到仪表之前可以得到补偿，因此精度可以得到提高。由于采用双向数字，通信系统能及时掌握设备的状态，因此，可靠性更高，调试和组态也更方便。2、全开放式通信传统的控制系统是一个封闭的系统，一般只能通过工作站的串口或并口对外通信。在FCS中，工作站同时挂在现场总线和局域网上，通过后者可以与其它计算机系统或网络进行高速信息通信，现场总线通信技术标准对用户是完全开放的。3、全分散性FCS中的现场设备除其基本功能处，还具有PID控制，运算，自检和一表多用等综合功能，每条总线上可连接多台现场设备，即采用“一对多”模式，相对传统系统的“一对一”模式，系统连接大大简化，设备和电缆减少，相应占用的空间也减少。4、互操作性不同厂家生产的DCS或PLC产品不能互换，要想更新技术和设备，只能全部更换，而FCS产品采用统一的技术标准，不同产品，只要遵守相同的现场总线标准就可以互连互用，统一组态，方便了设备更新和扩充。

FF现场总线技术简介FF总线采用ISO国际标准化组织定义的OSI开放系统互连模型，并加以改造。物理层采用IEC/ISA1158-2标准，定义了网络，传送介质，信号和数据帧的结构和特征。数据链路层是正在形成的IEC/ISA标准的子集，对在现场总线上传输的数据链进行控制和管理。用户层分为两个子层：现场总线访问子层和现场总线信息规范，实现网络和系统管理。

在以上三个层次上，FF总线还增加了一个用户层，对用户应用过程进行组态，从而使FF的标准超越了一项通信标准，而成为一项系统标准。此外，还定义了两个工具：OD(Object Dictionary)对象字典和DDL(Device Description Language)设备描述语言，以实现对象描述的标准化和互操作性。

FF现场总线的拓扑结构包括H1低速总线和H2高速总线两种，H1的通信速率为31.25Kbps，最大通信距离为1.9KM，可挂接2-32台设备，适用于过程控制。H1的技术规范已完全确定，费希尔-罗斯蒙特公司已有系列完善的仪表和控制阀门等FF设备可供使用。H2的通信速率规定为100Mbps，采用高速以太网技术，其技术规范预计99年底发步。

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