现场总线系统_FCS_特点浅析_陈理明
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
什么是现场总线？什么是现场总线控制系统？它的技术特点是什现场总线控制系统（FCS:Fieldbus Control System)是继集散控制系统（DCS)后的新一代控制系统，它是电子、仪器仪表、计算机技术和网络技术的发展成果。
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。
现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制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、多点通信的底层控制网络。
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控制仪表，使它们各自都具有数字计算和数字通信的能力，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，把多个测量控制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控制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控制系统。
简而言之，它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成控制任务的网络系统和控制系统。
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能力，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控制技术新时代的开端并不过分。
现场总线是20 世纪80 年代中期在国际上发展起来的。
随着微处理器与计算机功能的不断增强和价格的急剧下降，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，。
浅谈现场总线控制系统
浅谈现场总线控制系统现场总线控制系统，是一种广泛应用于各种自动控制系统中的控制技术。
它以现场总线作为通信介质，实现了各种传感器、执行器和控制器之间的相互通信和协调，从而实现了自动化控制系统的高效运行。
现场总线控制系统已经成为工业控制领域中一种重要的控制技术，被广泛应用于工业生产、能源管理、楼宇自动化等领域。
本文将从现场总线控制系统的基本原理、特点和应用领域等方面进行浅谈。
一、现场总线控制系统的基本原理现场总线控制系统是一种基于数字通信技术的控制技术，它以现场总线作为通信介质，将各种传感器、执行器和控制器连接在一起，通过总线通信来实现各种设备之间的数据交换和控制指令传输。
现场总线控制系统主要包括以下几个组成部分：1. 传感器和执行器：传感器用于采集各种环境参数和工艺数据，执行器用于控制各种执行元件的运行状态。
传感器和执行器是现场总线控制系统的“眼睛”和“手”，通过它们可以实现对系统各种状态的监测和控制。
2. 控制器：控制器是现场总线控制系统的核心部件，它通过采集传感器的数据和执行器的状态信息，实现对系统的自动控制。
控制器通常包括微处理器、控制算法和通信接口等部分，用于实现对系统的实时监测和控制。
通过以上部件的相互配合和协调运作，现场总线控制系统可以实现对各种设备的实时监测和控制，从而实现了自动化控制系统的高效运行。
现场总线控制系统具有以下几个显著的特点：1. 技术先进：现场总线控制系统采用了数字通信技术和计算机控制技术，具有高速传输、高精度控制和高可靠性的特点，能够满足各种复杂控制系统的需求。
2. 灵活性强：现场总线控制系统采用了分布式控制架构，能够实现多个设备之间的并行通信和协调运行，具有较强的通用性和灵活性。
3. 维护方便：现场总线控制系统的各个部件之间通过总线连接，维护和检修方便快捷，能够大大降低系统的维护成本。
4. 数据丰富：现场总线控制系统能够实现对各种传感器和执行器的数据采集和控制，能够提供丰富的数据支持，为系统的监测和控制提供了有力的支持。
现场总线控制系统(FCS)
第一章现场总线控制系统（FCS）第一节概述现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS）是继基地式气动仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统（DCS）后的新一代控制系统。
由于它适应了工业控制系统向数字化、分散化、网络化、智能化发展的方向，给自动化系统的最终用户带来更大实惠和更多方便，并促使目前生产的自动化仪表、集散控制系统、可编程控制器（PLC）产品面临体系结构、功能等方面的重大变革，导致工业自动化产品的又一次更新换代，因而现场总线技术被誉为跨世纪的自控新技术。
一、现场总线的发展随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展，信息交换的领域正在迅速覆盖从工厂的现场设备层到控制、管理的各个层次，从工段、车间、工厂、企业乃至世界各地的市场。
信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统。
现场总线（Fieldbus）就是顺应这一形势发展起来的新技术。
1、什么是现场总线现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制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、多点通信的底层控制网络。
它在制造业、流程工业、交通、楼宇等方面的自动化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控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力，采用双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成的网络系统，并按公开、规的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制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控制系统。
简而言之，它把单个分散的测量控制设备变成网络节点，以现场总线为纽带，把它们连接成可以相互沟通信息、共同完成自控任务的网络系统与控制系统。
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。
现场总线概念、组成及其特点分析
现场总线概念、组成及其特点分析
一、现场总线控制系统的概念（FCS）
现场总线控制是工业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。
图中所示为具有PC1接口卡的现场总线系统，每个接口板可带4条总线网段，为了系统可靠安全，冗余设置了两台相同的PC机。
图中PLC为用于联锁系统开关量控制的程序控制器。
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。
现场总线课题报告-浅谈我所了解的现场总线
浅谈我所了解的现场总线摘要：现场总线是二十世纪八十年代末、九十年代初在国际上发展形成的广泛应用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连网络。
是一项以计算机技术、通讯技术和控制技术为主的综合技术。
本文是根据我个人收集到的资料和理解写的一篇关于现场总线的文章，文中简要的说明了现场总线技术的概念，发展，技术特点并着重说明了几种典型现场总线技术同时还列表对几种典型技术的比较。
关键字：现场总线，发展，FF，ControlNet一、现场总线（FCS）的概念现场总线原本是指现场设备之间公用的信号传输线。
以后又被定义为应用在生产现场，在测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的技术。
随着技术内容的不断发展和更新，现场总线已经成为控制网络技术的代名词。
现场总线是依靠具有数据采集、运算、控制、通信能力的微处理芯片，通过现场数字化仪表对工业生产装置实现彻底地分散控制。
它以现场分散的测量点，控制仪表的单个点作为网络节点，将这些点以总线形式连接起来，形成现场总线控制系统。
现场总线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系统现场控制机的基本功能，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系统的更新换代产品。
FCS简化了系统结构，降低了成本，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、现场总线技术的发展由于各个国家各公司的利益之争，虽然早在1984年国际电工技术委员会／国际标准协会(IEC／ISA)就开始着手制定现场总线的标准．但至今统一的标准仍未完成。
很多公司也推出其各自的现场总线技术，但彼此的开放性和互操作性还难以统一。
目前现场总线市场的特点：①各种现场总线都有其应用的领域；②每种现场总线都有国际组织支持的背景；③多种总线成为国家和地区标准；④设备制造商参与多个现场总线组织；⑤各个现场总线彼此协调共存。
现场总线控制系统的概念(FCS)概要
一、现场总线控制系统的概念（FCS）现场总线控制是工业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。
图中所示为具有PC1接口卡的现场总线系统，每个接口板可带4条总线网段，为了系统可靠安全，冗余设置了两台相同的PC机。
图中PLC为用于联锁系统开关量控制的程序控制器。
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、设备运行状态信息（包括智能仪表）、厂商提供的设备制造信息。
浅谈现场总线控制系统
浅谈现场总线控制系统
现场总线控制系统是指将设备和仪器连接在一起，通过数据传输实现对生产过程进行
监测、控制和管理的系统。
它是一种新型的控制系统，具有以下特点：
1. 高效性：现场总线控制系统采用数字化技术，可以实时监控生产过程，及时传递
数据，从而提高生产效率。
2. 可靠性：现场总线控制系统具有自动故障诊断和自我纠正的功能，能够及时发现
并解决问题，保证生产的连续性。
3. 灵活性：现场总线控制系统采用模块化设计，可以方便地进行功能扩展和设备更新，满足不同生产需求。
4. 系统化：现场总线控制系统将不同的设备和仪器统一管理，实现了全面的生产调
控和自动化。
5. 安全性：现场总线控制系统采用加密技术和密码保护措施，保证了生产数据的安
全和可靠性。
现场总线控制系统主要由以下几个部分组成：
1.现场控制器（PLC）：负责控制现场的设备和仪器，并根据预设程序执行生产过程控制。
2.现场仪器和设备：如传感器、执行器、电机等，向PLC传输相关的生产数据，实现
生产过程的监测和控制。
3.现场总线：负责传送数据和指令，将PLC与现场仪器和设备连接在一起，实现生产
过程的自动化控制。
4.上位机和监控系统：负责接收和处理从现场总线传输过来的数据，可以实现远程监
测和控制等功能。
现场总线控制系统通过数字化技术的运用，实现了生产过程的自动化控制和高效管理。
它可以提高生产效率，减少人力成本，改善生产环境和增强生产安全等方面的成果。
基于现场总线的集散控制系统——FCS
基于现场总线的集散控制系统——ＦＣＳ【摘要】：文章介绍了基于现场总线的集散控制系统的技术特点，硬件及软件体系构成，并对基于现场总线的集散控制系统和传统控制系统的可靠性进行了比较。
【关键词】：现场总线；FCS；DCS；智能控制前言自动化程度越来越高的今天，控制技术成为热点。
集散控制系统经过了初创期、成熟期和扩展期之后，又出现了新一代控制系统――基于现场总线的集散控制系统（FCS）。
它的出现标志着集散控制系统又有了新的发展，FCS依靠具有检测、控制通信能力的处理芯片和数字仪表设备在现场实现彻底的分散控制，同时作为一个智能设备的联系纽带，它把挂在总线上、作为网络节点的智能设备连接成网络系统，并通过组态进一步构成自动化系统，以实现测、控、管一体化的综合自动化功能。
它将原来封闭专用的DCS系统变成开放标准的系统，使不同制造商的产品可以互联，简化了系统的结构，降低了成本，更好的满足了实时性的要求，提高了系统运行的可靠性。
1FCS的技术特点FCS打破了DCS的结构形式，不再采用一对一的设备连线和按控制回路进行连接。
它直接使用智能现场设备，使控制系统功能可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。
现场总线系统在技术上具有如下特点。
⑴系统的开放性：所谓开放系统就是指它可以与任何遵守相同标准的其他设备或系统连接，FCS的通信协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换。
⑵通信全数字化：FCS采用数字信号代替模拟信号，可实现一线传输多个信号，同时利用总线为多个设备供电。
⑶现场设备的智能化与功能自治性：FCS将传感测量、补偿计算、控制功能分散到现场设备中完成，现场设备可完成自动控制的基本功能，并随时诊断设备状态。
⑷控制功能的高度分散性：FCS的现场智能设备直接在现场完成控制功能，实现控制功能彻底分散，从根本改变了现有DCS集中与分散相合的集散控制系统体系。
⑸对现场环境的适应性：FCS的底层网络（现场总线）是专门为现场环境设计的，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供电与通信，满足本质安全防爆要求。
现场总线控制系统(FCS)
现场总线控制系统（FCS）随着复杂过程工业的不断发展，工业过程控制对大量现场信号的采集、传递和数据转换以及对精度、可靠性、管控一体化都提出了更新、更高的要求。
现有的DCS已不能满足这些要求；况且现有的DCS具有诸如控制不能彻底分散、故障相对集中、系统不彻底开放、成本较高等缺点。
于是通过数字通信技术、传感器技术和微处理器技术的融合，把传统的数字信号和模拟信号的混合系统变成全数字信号系统，从而产生了新一代的控制系统FCS。
1、智能传感器和现场总线是组成FCS的两个重要部分FCS用现场总线在控制现场建立一条高可靠性的数据通信线路，实现各智能传感器之间及智能传感器与主控机之间的数据通信，把单个分散的智能传感器变成网络节点。
智能传感器中的数据处理有助于减轻主控站的工作负担，使大量信息处理就地化，减少了现场仪表与主控站之间的信息往返，降低了对网络数据通信容量的要求。
经过智能传感器预处理的数据通过现场总线汇集到主机上，进行更高级的处理(主要是系统组态、优化、管理、诊断、容错等)，使系统由面到点，再由点到面，对被控对象进行分析判断，提高了系统的可靠性和容偌能力。
这样FCS把各个智能传感器连接成了可以互相沟通信息，共同完成控制任务的网络系统与控制系统，能更好地体现DCS中的'信息集中，控制分散'的功能，提高了信号传输的准确性、实时性和快速性。
以现场总线技术为基础，以微处理器为核心，以数字化通信为传输方式的现场总线智能传感器与一般智能传感器相比，需有以下功能：共用一条总线传递信息，具有多种计算、数据处理及控制功能，从而减少主机的负担。
取代4-20mA模拟信号传输，实现传输信号的数字化，增强信号的抗干扰能力。
采用统一的网络化协议，成为FCS的节点，实现传感器与执行器之间信息交换。
系统可对之进行校验、组态、测试，从而改善系统的可靠性。
接口标准化，具有'即插即用'特性。
现场总线智能传感器是未来工业过程控制系统的主流仪表，它与现场总线组成FCS的两个重要部分，将对传统的控制系统结构和方法带来革命性的变化。
现场总线系统(FCS)特点浅析
广
州
化
工
Ｖｏ ｌ ＿ ４２ Ｎｏ ．１ ２
Ｇｕａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏｕ Ｃｈｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕｓ ｔ ｒ ｙ
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０ １ ４
现 场 总 线 系统 （ Ｆ Ｃ Ｓ ） 特 点 浅 析
陈理 明
（ 中石化 洛 阳 工程 有 限公 司 ，河 南 洛阳 ４ ７ １ ０ ０ ３ ）
结 合 的产 物 。Ｄ Ｃ Ｓ通 常 采 用 若 干 个 控 制 器 （ 过程站 ） 对 一 个 生 产 过 程 中 的众 多控 制 点进 行控 制 ，各 控 制 器 间 通 过 网络 连 接 并 可 进行数据交换 ，操作采用计算 机操作站 ，通 过网络 与控制器 连
（ １ ）系统能处理 Ｉ ／ Ｏ信息 的数量 。 （ ２ ）系统能处理控制 回路 的信息 的数量 。
器 、计算 机 、数据记录装置等 ） 。
接 ，收集生 产数 据 ，传 达操 作指 令 。２ ０年 代 ８ ０年 代 中后 期 ， 在工业控制领 域形 成了一 种新兴 的控制 技术 ，即现场总线 Ｆ Ｃ Ｓ （ Ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ） 。采用现场 总线 技术 构建 控制 系统 是
（ ３ ） 能 适 配 多少 用 户 和控 制 站 。 （ ４ ）传输数据 的完整性 。 （ ５ ） 数 据 公 路 的最 大 允 许 长度 。 （ ６ ） 数 据 公 路 能 支 持 支路 数 量 。 （ ７ ） 数 据 公 路 是 否 能支 持 不 同 厂 家 的 硬 件 （ 可 编 程 序 控 制
fcs可以将pid控制彻底分散到现场设备中由现场智能仪表完成数据采集数据处理控制运算和数据输出等功现场仪表的数据包括采集的数据和诊断数据通过现场总线传送到控制室的控制设备上控制室的控制设备用来监视各个现场仪表的运行状态保存智能仪表上传的数据同时完成少量现场仪表无法完成的高级控制功能
现场总线控制系统(FCS)的应用技术探析
356石油化工企业作为我国经济支柱型企业，具有技术密集、能源密集以及资金密集等特点，并且生产过程中的危险性比较大，对企业生产管理和自动化控制都有着很高的要求。
FCS是现阶段发展较为成熟，并且应用范围很广的一种现场总线控制技术，将其应用到石油化工生产过程中可以实现信息集中、分散控制的目的，从而提高石油化工自动化控制的效率和有效性，促进企业生产发展。
1 现场总线控制系统（FCS）概述现场总线控制系统（FCS）是一种基于DCS/PLC发展起来的新技术，实现了从控制室到现场设备的双向串行数字通信总线连接，现场总线控制系统（FCS）中的“现场”更多的指现场的设备，不是指具体的位置[1]。
FCS系统具有高度的可靠性、广泛的兼容性和开放性以及良好的环境适应能力，在石油化工自动化控制中的应用具有很大的优势，可以有效提高石油化工自动化控制的水平和效率。
另外，FCS系统的运行和安装成本都比较低，日常维护十分便捷，具有较好的实际运用性。
但是，FCS系统在目前的应用过程中，还是具有一些局限性的，主要是因为软件、硬件的开发水平有限，从而导致FCS系统的应用功能上还比较欠缺，有着很大的上升空间，未来的发展前景是十分良好的。
2 FCS应用优势2.1 可靠性高FCS在应用的过程中具有高度的分散性，现场的设备拥有很高的智能化和功能自主性，基本上可以实现全部生产功能的自动化控制[2]。
同时，FCS系统控制下的现场各种仪表组成的连接网络十分简单，其中没有繁琐的接线，现场设备的检修和维护过程都比较简单。
个别仪表设备的故障也不会影响到其它设备的正常运行，这就是FCS高度分散性的应用体现，从而使得基于FCS的石油化工自动化控制具有很高的可靠性，容错能力也得到了有效的提高。
2.2 兼容性和开放性好现代计算机技术正朝着更加开放、兼容性更强的方向发展，以此就可以进一步提高计算机技术的应用范围和使用性能，为各个领域的发展提供更多的可能。
而FCS作为一个开放性的网络，使用的现场总线协议包括了PROFIBUS、CAN等，不同厂家生产的现场总线产品也可以实现设备信息的交互，从而打破了传统控制系统必须选择同一厂家产品的局限性，为企业提供了更多现场总线产品的选择，有助于企业合理配置资金，选择更为经济、实惠的现场总线产品，有效的降低了现场总线控制系统的成本[3]。
现场总线控制系统
FF总线
ห้องสมุดไป่ตู้
FF总线
基金会现场总线
按照基金会总线组织的定义，FF总线是一种全数字、串行、双向传输的通信系统，是一种能连接现场各种现 场仪表的信号传输系统，其最根本的特点是专门针对工业过程自动化而开发的，在满足要求苛刻的使用环境、本 质安全、总线供电等方面都有完善的措施。为此，有人称FF总线为专门为过程控制设计的现场总线。
现场总线控制系统
分布控制系统(DCS)的更新换代产品
目录
01 系统定义
03 国际标准化
02 技术特征 04 FF总线
基本信息
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 将现今络通信与管理的观念引入工业控制领域。从本质上说，它是一种数字通信协议，是连按智能现场设备和自 动化系统的数字式、全分散、双向传输、多分支结构的通信络。它是控制技术、仪表工业技术和计算机络技术三 者的结合，具有现场通信络、现场设备互连、互操作性、分散的功能块、通信线供电和开放式互连络等技术特点。 这些特点不仅保证了它完全可以适应工业界对数字通信和自动控制的需求，而且使它与Internet互连构成不同层 次的复杂络成为可能，代表了今后工业控制体系结构发展的一种方向。
谢谢观看
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 工厂底层控制络构造了新一代的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。
关于现场总线控制系统(FCS)的应用技术探讨
控制系统，它必然采用现场总线技术对自身进行改造，使ＤＣＳ能与现场总线智能传感器（智能仪表）和局部
ＦＣＳ连接起来。目前一段时期所有这些情况造成ＦＣＳ与ＤＣＳ共存的局面。据估计，用１０年左右的时间才能 真正过渡到ＦＣＳ的主导地位。
５、现场总线企业网
现场总线作为今后控制系统的发展方向，以其所具有的开放性，网络化等优点，使它与Ｉｎｔｒｅｎｅｔ的
器由被动进行信号转换向主动控制和主动进行信息处理方向发展，并使传感器由孤立的元件向系统化、网络化发展。来自现场总线的体系结构与特点
根据ＩＥＣ／ＩＳＡ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、多分支的通信
网络。它是用于过程自动化最底层的现场设备以及现场仪表的互连网络，是现场通信网络和控制系统的集 成。现场总线将当今网络通信与管理的概念带入控制领域，代表了今后自动化控制体系结构发展的一种方 向。
上，其原因是多方面的。首先是技术的原因，现有各神现场总线都具有各自的协议规范和行业标准，要统
一存在许多技术难题。其次是商业利益，各现场总线与其背后的开发公司息息相关，各企业为今后占有更 多的市场份额，都希望在现场总线的国际标准中采用自己的技术。再次是组织上的原因，现场总线的标准 化必须有一个统一的国际性组织来完成。然而，多年来，用户迫切需要现场总线有一个统一的国际标准， 以实现现场设备的互操作性和互换性。在这种情况下，产生了ＦＦ（Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄｂｕｓ－－基金会现场总线）， ＦＦ的宗旨就是开发一种统一的现场总线标准，并推动现场总线的应用。目前，ＦＦ包括了世界上９５％的仪表 及控制系统制造商，已制定了低速Ｈ１标准（３１．２５ｋｂ／ｓ），高速Ｈ２标准正在制定中。现场总线统一标准曲
因认识上的原因和现场总线智能仪表尚为非主导产品，暂不能大量普及ＦＥＳ。单从利用现有资源角度，ＤｃＳ
现场总线控制系统(FCS)
现场总线控制系统(FCS)现场总线控制系统是继DCS之后的又一种新型工业控制系统，它的出现带来了工业控制领域的一场深刻革命。
现场总线代表一种突破意义的控制思想，改变了原有控制体系结构，使模拟与数字混合的DCS更新换代为全数字现场总线控制系统，真正做到危险分散、控制分散、集中监控和全数字化。
1. 应用现状现场总线发展迅速，现处于群雄并起、百家争鸣的阶段。
目前已开发出40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、Modbus、ARCent、P-Net、FIP、ISP等，其中最有影响力的有5种，分别为FF、Profibus、HART、CAN、LonWorks，如表所示。
FCS全数字化通信使过程控制具有更高可靠性，从传感器、变送器到调节器，均为数字信号，这就使得复杂、精确的信号处理得以实现。
因采用数字总线式通信线路代替DCS 1对1的I/O连线，对于大规模I/O系统，减少了由连线带来的不可靠，同时也降低了布线成本。
此外FCS还具有互操作性、分散性、EIC(电气传动、仪表、计算机)一体化等优点。
在由现场总线构成的FCS中，仪表实际上已成为具有综合功能的智能仪表。
EIC一体化结构恰恰是钢铁工业自动化用得较多而又急需的控制系统结构。
2. 现场总线存在的不足现场总线是一种正在发展中的技术，在许多方面还需改善。
IEC 61158规定了FF、Profibus、WorldFIP等8种现场总线标准，还有一些事实上的标准，如LonWorks和CAN总线等。
现有8种现场总线为国际标准，它们采用的通信协议完全不同，因此要实现这些总线的兼容和互操作十分困难。
许多标准的并存，将导致现场总线技术不易广泛应用。
现场总线还存在着瓶颈问题，表现在：(1)总线切断后，系统有可能产生不可预知的后果；(2)在本安防爆应用中，现有防爆规定限制总线长度和总线上所挂设备数量，同时也限制了现场总线节省线缆优点的发挥；(3)系统组态参数过于复杂，不易掌握，而其设定的好坏对系统性能影响很大。
浅谈现场总线控制系统
浅谈现场总线控制系统现场总线控制系统是一种先进的自动控制系统，可以实现多点分布式控制，对于工业生产中的监控、调节、保护、计量、通讯等方面提供了完美解决方案。
本文将介绍现场总线控制系统的基本概念、特点、应用和发展趋势。
现场总线控制系统是以计算机、通信和控制技术为基础，采用分布式控制方式的自动控制系统。
它通过总线技术将传感器、执行器、控制器、计算机等设备有机的连接起来，并通过网络通信技术联合起来进行数据的处理、存储、传输和控制。
现场总线控制系统主要用于工业自动化生产中的监测、控制、通讯和计量等功能，对于建筑、交通、电力、石化、环保等行业的实现现代化自动化运营也起到了至关重要的作用。
1、集成度高：现场总线控制系统通过总线技术，将传感器、执行器、控制器、计算机等各种设备集成在一起，实现了全面、高效的集成控制。
2、多点分散式控制：现场总线控制系统中各个节点可以通过总线通讯进行沟通，实现多点分散式的控制，保证了全面、高效的控制运作。
3、实时监测：现场总线控制系统可以实时地监测物理量、信号等数据，不仅提高了数据采集精度和实时性，也保证了系统的可靠性和稳定性。
4、网络通讯：现场总线控制系统中，各个节点可以通过网络进行通信，设备间信息交互频率更高，不仅可以达到远距离的控制命令下达，还可以通过互联互通实现信息共享，提高整个系统的运作效率。
现场总线控制系统广泛应用于工业自动化生产中，不仅在生产力发展和技术革新方面起到了关键作用，也把安全、环保等生产要素纳入管理，确保了高品质的产品生产，提高了企业的深度、广度和效益。
主要应用于：1、电力、石化、水处理等领域：现场总线控制系统可以实现电厂、炼化厂、水处理厂等大型工厂和系统的监控、控制、通讯和计量等功能。
2、建筑、交通、通讯等领域：现场总线控制系统可以实现楼宇、机场、火车站、地铁等监控、调节、保护、计量、通讯等功能。
随着信息科技、通信技术、自动化技术的不断发展，现场总线控制系统的应用范围和需求越来越广泛。
浅谈电气现场总线控制系统
浅谈电气现场总线控制系统第一篇：浅谈电气现场总线控制系统浅谈电气现场总线控制系统（FCS）引言随着我国电力行业的高速发展，DCS的应用也越来越广泛，但DCS主要完成的是汽轮机、锅炉的自动化过程控制，对电气部分的自动化结合较少，DCS一般未充分考虑电气设备的控制特点，所以无论是功能上还是系统结构上，与网络微机监控系统相比在开放性、先进性和经济性等方面都有较大的差距。
1 电气现场总线控制系统的监控对象电气现场总线控制系统的监控对象主要有:发电机-变压器组，其监控范围主要包括发电机、发电机励磁系统、主变压器、220kV断路器；高压厂用工作及备用电源，其监控范围主要包括高压厂用工作变压器、起动-备用变压器等；主厂房内低压厂用电源，其监控范围主要包括低压厂用工作和公用变压器、照明变压器、检修变压器和除尘变压器等主厂房的低压厂用变压器；辅助车间低压厂用电源；动力中心至电动机控制中心电源馈线；单元机组发电机和锅炉DCS控制电动机；保安电源；直流系统；交流不停电电源。
电气现场总线控制系统的特点2.1 电气参数变化快电气模拟量一般为电流、电压、功率、频率等参数，数字量主要为开关状态、保护动作等信号，这些参数变化快，对计算机监控系统的采样速度要求高。
2.2 电气设备的智能化程度高电气系统的发电机-变压器组保护、起动-备用变压器保护、自动同期装置、厂用电切换装置、励磁调节器等保护或自动装置均为微机型，6kV开关站保护为微机综合保护，380V开关站采用智能开关和微机型电动机控制器，所有的电气设备均实现了智能化，能方便地与各种计算机监控系统采用通信方式进行双向通信。
另外，电气设备的控制一般均为开关量控制，控制逻辑十分简单，一般无调节或其它控制要求，电气设备的控制逻辑简单。
2.3 电气设备的控制频度较低除在机组起、停过程中，部分电气设备要进行一些倒闸或切换操作外，在机组正常运行时电气设备一般不需要操作。
在事故情况下，大多由继电保护或自动装置动作来切除故障或进行用电源切换。
第四章 现场总线控制系统(FCS)
第四章现场总线控制系统（FCS）第一节现场总线控制系统基础现场总线控制系统(FCS)是基于现场总线技术的计算机控制系统，它是集计算机技术、网络技术和控制技术为一体的先进的计算机控制系统。
是一种全分散、全数字、全开放的控制系统。
它适用于工业过程控制、制造业及楼宇自动化等领域，将逐渐成为计算机控制系统的主流形式。
一、现场总线控制系统的特点根据IEC标准和现场总线基金会的定义，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。
现场总线控制系统是在现场总线的基础上发展起来的，它所带来的改进首先体现在现场通信网络方面，其次在结构、装置、功能等方面也有优势。
概括地说，它具有以下技术特点：(1)FCS采用的现场总线是一个全数字化的现场通信网络。
现场总线是用于过程控制系统和制造自动化系统中现场设备或现场仪表间互连的数字化通信网络，其传输抗干扰性强，测量精度高，大大提高了控制系统的性能。
(2)FCS的现场总线网络是开放式互连网络。
用户可以自由集成不同制造商的通信网络，通过网络将不同厂商生产的现场设备和功能块设备有机地融合为一体，构成统一的现场总线控制系统。
(3)FCS的所有现场设备直接通过一对传输线(现场总线)互连。
一对传输线互连多台现场设备，双向传输数据信息，大大减少连线数量，从而降低安装费用，更易于维护，并提高了可靠性。
(4)FCS普遍采用智能仪表，增强了系统的自治性，系统控制功能更加分散。
智能化的现场设备具有更加完善的功能，包括部分控制功能，从而将较简单的控制任务改由现场设备完成，使现场设备既有检测、变换功能，又有运算和控制功能，一机多用。
这样既节约了成本，又使控制更加安全和可靠。
FCS废除了DCS的I／O单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散到现场设备，实现了彻底的分散控制。
二、FCS与DCS的分析比较FCS系统利用现场总线技术，针对现存的DCS的某些不足，改进控制系统的结构，提高了性能和通用性。
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第42卷第12期2014年6月广州化工Guangzhou Chemical Industry Vol.42No.12Jun.2014现场总线系统（FCS ）特点浅析陈理明(中石化洛阳工程有限公司，河南洛阳471003)摘要：现场总线系统（FCS ）为新一代过程控制系统。
随着控制系统的发展以及工艺生产控制要求的不断提高，FCS 系统越来越多的应用到化工装置中。
本文针对三大控制系统FCS 、PLC 、DCS 的技术特点及具体应用中的差异进行了对比分析，着重介绍了FCS 系统在化工装置中的优势。
通过应用实例简单阐述了FCS 系统的前景。
关键词：PLC ；DCS ；FCS ；具体应用中图分类号：TP271文献标志码：B文章编号：1001－9677（2014）012－0040－03作者简介：陈理明（1980－），男，工程师，主要从事炼油化工仪器仪表设计工作。
Analysis of FCS System CharacteristicsCHEN Li －ming（Luoyang Petrochemical Engineering Corporation ，Henan Luoyang 471003，China ）Abstract ：FCS was a new generation of process control system ，which was more and more applicable to chemical industry installation with the development of control system and process control requirements.The different technical features and specific applications of FCS PLC and DCS ，and focuses on the advantage of FCS in chemical industry installation were analyzed.The future of FCS was elaborated by an application example.Key words ：PLC ；DCS ；FCS ；application在工业生产过程控制中，有三大控制系统，即PLC 、DCS 和FCS 。
PLC 是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如顺序、计时、逻辑、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。
DCS 是计算机技术、控制技术和网络技术高度结合的产物。
DCS 通常采用若干个控制器（过程站）对一个生产过程中的众多控制点进行控制，各控制器间通过网络连接并可进行数据交换，操作采用计算机操作站，通过网络与控制器连接，收集生产数据，传达操作指令。
20年代80年代中后期，在工业控制领域形成了一种新兴的控制技术，即现场总线FCS （Fieldbus Control System ）。
采用现场总线技术构建控制系统是继基地式气动仪表控制系统，电动单元组合式模拟仪表控制系统，集中式数字控制系统、集散式控制系统（DCS ）后的新一代控制系统。
1PLC 与DCS 的特点PLC 系统与DCS 系统的结构差异不大，只是在功能的着重点上有所不同，DCS 着重于闭环控制及数据处理。
PLC 着重于逻辑控制及开关量的控制，也可实现模拟量控制。
DCS 或PLC 系统的关键是通信。
也可以说数据公路是分散控制系统DCS 及PLC 的关键。
由于它的任务是为所有系统部件之间提供通信网络，因此，数据公路自身的设计就决定了总体的安全性和灵活性。
数据的传输介质可以是：一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。
通过数据公路的设计参数，基本上可以了解一个特定DCS 或PLC 系统的相对优点与弱点：（1）系统能处理I /O 信息的数量。
（2）系统能处理控制回路的信息的数量。
（3）能适配多少用户和控制站。
（4）传输数据的完整性。
（5）数据公路的最大允许长度。
（6）数据公路能支持支路数量。
（7）数据公路是否能支持不同厂家的硬件（可编程序控制器、计算机、数据记录装置等）。
为保证通信的完整，大部分DCS 厂家都能提供冗余数据公路，为了保证系统的安全性，使用了复杂的通信规约和检错技术。
所谓通信规约就是一组规则，用以保证所传输的数据被接收，并且被理解的和发送的数据一样。
2FCS 的特点2.1FCS 系统简介FCS 是以现场总线为基础贯穿于生产现场，在测量、过程控制现场仪表和控制设备之间实现双向、串行、多节点数字通信的控制系统。
实质上它是将DCS 、PLC 系统的远程分散在现场的控制器（控制站）和I /O 的现场总线功能延伸到现场的测量控制仪表、执行器。
现场总线控制系统主要由现场仪表（智能仪表）、控制器、现场总线线路、监控组态计算机组成，具有全数字化、全分布、双向传输自诊断、节省布线及控制空间、智能化与自治性、开放性等特点。
现场总线系统的本质是使用有现场总线通信能力的智能现场仪表设备，这些可通信智能现场仪表设备所构成的网络站点，不仅具有竖向（与系统）通信也第42卷第12期陈理明：现场总线系统（FCS）特点浅析41具有横向（节点之间）通信的能力。
2.2FCS基本特点（1）FCS是第五代过程控制系统，它是21世纪自动化控制系统的方向。
是3C技术（Communication，Computer，Control）的融合。
基本任务是：本质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。
（2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。
（3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置，取代每台仪表的两根线。
“现场控制”取代“分散控制”；数据的传输采用“总线”方式。
（4）从控制室到现场设备的双向数字通信总线，是互联的、双向的、串行多节点、开放的数字通信系统取代单向的、单点、并行、封闭的模拟系统。
（5）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。
（6）把微机处理器转入现场自控设备，使设备具有数字计算和数字通信能力，信号传输精度高，远程传输。
实现信号传输全数字化、控制功能分散、标准统一全开放。
（7）可上局域网，可与internet相通。
既是通信网络，又是控制网络。
2.3FCS系统在化工行业的优势2.3.1化工行业过程控制特点化工企业采用典型的连续型大规模生产模式，生产原料多是易燃、易爆、有毒、有害的物质，工艺过程复杂，反应条件苛刻（高温、高压），因此对过程控制有着较高的要求。
（1）工艺生产流程中存在大量模拟量、开关量信号参与控制，回路众多相互关联且分布在装置不同的区域，范围广，分散性强，需要大量的连接电缆、卡件、机柜等。
（2）工艺过程中变量众多，变化频繁，要求控制系统能及时响应。
（3）系统存在大量干扰，不同信号之间的干扰，环境条件波动造成的干扰，信号传输距离造成的衰减、现场仪表故障等都会对控制精度造成影响。
2.3.2FCS系统的优势（1）FCS系统可采用双绞线、光缆或无线电方式传输数字信号，减少大量导线，提高了可靠性和抗干扰能力。
从传感器、变送器到调节器一直是数字信号，这就使我们很容易地处理更复杂、更精确的信号。
（2）FCS可以将PID控制彻底分散到现场设备中，由现场智能仪表完成数据采集、数据处理、控制运算和数据输出等功能，现场仪表的数据（包括采集的数据和诊断数据）通过现场总线传送到控制室的控制设备上，控制室的控制设备用来监视各个现场仪表的运行状态，保存智能仪表上传的数据，同时完成少量现场仪表无法完成的高级控制功能。
（3）FCS系统维护方便，现场仪表具有自我诊断和处理简单故障的能力，操作员也可以通过上位机监控现场所有仪表的运行状态，分析出错仪表信息找出故障原因，缩短了处理故障的时间；FCS系统现场仪表并非采用一对一的连接方式，减少了大量的连接电缆、I/O卡件、桥架、穿线管等材料，节省了前期安装材料及后期的维护费用。
3FCS系统应用实例吉林油田甲醇厂FCS系统用于3万吨/年甲醇生产装置，与1996年10月一次性开车成功。
现场设备主要包括132点压力、流量、液位及温度等测量输入，52个控制回路及阀位输出等。
3.1系统规模控制回路：52个；模拟I/O：192个；操作站：2个，冗余。
现场设备要求本质安全防爆。
3.2配置说明52个回路，选择52个现场总线电气转换器加上140台变送器总计192台现场设备。
按厂家手册，每条总线挂16台设备共需12条总线，每块总线接口卡PCI有4个通道，共需3块。
每个安全栅挂4台现场设备，共需48块安全栅。
3.3系统优点（1）控制室到现场电缆48根，对比一般DCS系统所需电缆192根减少了约75%（2）只有1个控制柜，对比一般DCS系统所需3个控制柜减少了控制室占地面积约30%。
（3）风险分散，可靠性提高。
（4）学习、组态、维护简便，节约投资。
4FCS和DCS系统的差异下面就DCS与FCS系统在具体应用方面进行比较。
前题是DCS系统与典型的、理想的FCS系统进行比较。
（1）DCS系统是个大系统，其控制器的功能强而且在系统中的作用十分重要，数据公路更是系统的关键，所以，必须整体投资一步到位，事后的扩容难度较大。
而FCS功能下放较彻底，信息处理现场化，数字智能现场装置的广泛采用，使得控制器功能与重要性相对减弱。
因此，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边投运。
（2）DCS系统是封闭式系统，各公司产品基本不兼容。
而FCS系统是开放式系统，不同厂商、不同品牌的各种产品基本能同时连入同一现场总线，达到最佳的系统集成。
（3）DCS系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必须通过D/A与A/D转换。
而FCS系统将D/A与A/D转换在现场一次表完成，实现全数字化通信，使精度得到大的提高，可提高到0.1%。
并且FCS系统可以将PID闭环控制功能装入现场设备中，缩短了控制周期，提高运算速度，从而改善调节性能。
（4）DCS它可以控制和监视工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态。
但是，由于自身的致命弱点，其I/O信号采用传统的模拟量信号，因此，它无法在DCS工程师站上对现场仪表（含变送器、执行器等）进行远方诊断、维护和组态。
FCS采用全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变量信息，并且还具备检测信息差错的功能。
FCS采用的是双向数字通信现场总线信号制。
因此，它可以对现场装置（含变送器、执行机构等）进行远方诊断、维护和组态。
（5）FCS由于信息处理现场化，与DCS相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O 柜，同时也节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积。