基于现场总线技术的现代化控制系统探析

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“现场总线控制技术”课程教学的实践与探索

及自动化专业复合型应用人才培养的要求，点讨论了本课程的教学内容、学形式等问题，出重教提
了行之有效的方法并在教学中得到了实践。关键词：场总线；程教学；现课实践
“ 现场总线控制技术 ” 大多数工科院校为自是动化专业学生开设的专业选修课，门课程的设置这
适应了当前自动化技术发展的要求，映了工业自反
基于现场总线方式的控制系统的设计和实现。这样
的一门新技术课程对学生提出了比较高的要求，需要综合控制理论、程自动化和网络通信技术等相过
关理论知识，解基于现场总线的实用系统的构建理和实施。
在不同的行业得到广泛的应用。所以现场总线的标准总是在不断发展变化的，然各种类型的总线都虽
选择合适的内容是 “ 场总线控制技术 ” 程现课
教学的首要问题。如上所述，场总线技术近年来现飞速发展，现场总线的国际标准也不断在变化。而另一方面，目前国内还不能找到适合３２个理论课时的现场总线参考教材，么课程内容的选取就必须那自己来完成，做到全面而细致，要不但涵盖现场总线的基础知识，又能够跟随现场总线技术的发展前沿，
可以了解现场总线的基本概念和原理；悉几种主熟

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。

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基于现场总线技术的控制系统，它可以实现现场设备和控制系统之间的数据交互和控制功能。

本文将对现场总线控制系统进行浅谈。

现场总线控制系统是由现场设备、总线网络、控制器和人机界面组成的。

现场设备包括各种传感器、执行器、开关等可以监测和控制现场的设备。

总线网络是连接各个现场设备和控制器之间的传输介质，可以传输数据和供电。

控制器是对现场设备进行控制的核心部分，它接收各个传感器的数据，并根据预定的逻辑进行控制操作。

人机界面则是与系统进行交互的部分，可以显示现场信息并接收用户的指令。

现场总线控制系统的优点之一是简化了系统的布线。

传统的控制系统中，每个设备都需要与控制器进行一对一的连接，需要大量的信号线。

而在现场总线控制系统中，所有的现场设备都通过总线网络连接到控制器，极大地减少了布线工作量。

总线网络还可以提供供电功能，不需要为每个设备单独提供电源。

现场总线控制系统还具有高可靠性和扩展性。

由于现场设备和控制器之间的连接是通过总线网络进行的，故障率较低。

总线网络可以支持多设备的接入，方便了系统的扩展和升级。

而传统的控制系统需要进行繁琐的系统改造才能满足新的需求。

现场总线控制系统还具有实时性好、易于监控、维护方便等优点。

总线网络可以提供实时的数据传输和控制指令，使得控制系统响应速度更快。

人机界面可以实时显示现场设备的工作状态，方便用户进行监控和控制。

总线网络还可以实现对系统的集中管理和维护，减少了故障排查和维修的时间和成本。

现场总线控制系统也存在一些问题。

总线网络需要有较高的带宽和可靠的通信性能，以支持大量的数据传输和设备接入。

由于总线网络上的设备较多，可能会产生较大的通信冲突，需要采取措施来解决。

由于总线网络对接的设备较多，系统的复杂性也增加了，需要有专业的人员进行维护。

现场总线控制系统是一种高效、可靠的控制系统，可以实现对现场设备的监测和控制。

虽然存在一些问题，但通过合理的设计和运维，现场总线控制系统可以发挥其优势，提高生产效率和系统可靠性。

基于现场总线的自动化控制系统设计与实现

基于现场总线的自动化控制系统设计与实现自动化控制系统是现代化生产制造必不可少的关键技术之一，能够提高生产效率，降低人工成本，增强企业竞争力。

其中，基于现场总线的自动化控制系统是一种非常常见和使用广泛的自动化技术。

本文将为大家介绍基于现场总线的自动化控制系统的设计与实现。

一、现场总线的概念和特点现场总线是一种用于现场设备间通信的数字通信系统，它是将工业场地中各种传感器、执行器和控制器层与上层的主控制层相连接的必要手段。

现场总线具有可靠性高、通信速度快、布线简单等优点，能够满足生产现场各种设备间通信的需求，是实现自动化控制的重要技术手段之一。

二、现场总线的应用领域现场总线广泛应用于工厂自动化生产线、机器人控制、船舶和汽车控制及游乐设施控制等领域。

现场总线实现了生产现场各种设备间的通信，使得各种设备之间能够实现信息共享和互相协作，提高了生产效率和质量。

三、现场总线的设计与实现现场总线的设计和实现需要遵循一定的规范和标准，如CAN、Profibus、HART等标准。

现在，越来越多的企业开始将现场总线技术应用到自身的生产制造当中，使得生产线变得更加智能化、自动化。

下面将介绍现场总线的设计和实现的几个关键步骤。

1、选择合适的总线标准在选择现场总线标准时，需要根据具体应用场景的要求来选择。

目前，常用的总线标准有CAN、Profibus、HART等。

2、设计网络拓扑结构网络拓扑结构的设计直接影响了整个控制系统的可靠性和稳定性。

在设计拓扑结构时，需要考虑设备之间的通信速度、信号传输距离以及不同节点之间的通信方式等因素。

3、选择合适的通信协议通信协议是控制系统的核心，它不仅影响着系统的通信速度，还会直接影响系统的可靠性和稳定性。

在选择通信协议时，需要根据设备的具体要求来选择。

4、实现控制功能在系统的实现过程中，需要根据系统的实际需求编写控制软件和驱动程序。

同时，对于现场总线技术的应用者而言，还需要了解控制器的工作原理和编程技巧，以便更好地应用系统。

基于现场总线控制系统的研究与应用

基于现场总线控制系统的研究与应用作者：陈云东来源：《数字技术与应用》2013年第06期摘要：随着计算机网络、工业自动化、通信技术等领域的快速发展，现场总线在工业生产行业中得到广泛的应用。

现场总线实现了数字和模拟输入/输出模块、智能信号装置与可编程逻辑控制器（PLC）和PC之间的数据传输，把输入/输出模块分散到实际现场仪表设备中，适用于自动化过程控制的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络。

关键词：现场总线自控系统 PROFIBUS中图分类号：TP1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）06-0033-01现场总线产生于90年代初，用于自动化控制领域的现场智能设备互联通信的网络技术，成为数字通信的网络基础，为现场仪表及设备信息采集和控制管理层提供了沟通基础，是当前一种全新型的分布控制系统，现场总线是以现场仪表设备智能传感、计算机、数字通讯等为主要内容的综合技术，是自动化控制领域的一个里程牌，促进自动化系统结构和现场设备智能化的深刻变革。

随着制造业自动化中分散化结构的广泛应用，原来集中安装在控制柜中的器件逐步分散安装到生产线上，使得PROFIBUS现场总线在现场设备及上层控制体系得到了日益广泛关注，由于PROFIBUS已成为国际开放标准，标准化的现场总线具有“开放”的通信接口、对用户“透明”的通信协议，可将不同制造厂商的PROFIBUS产品集成到一个控制系统中，现场总线PROFIBUS不仅能满足传感器/执行器领域的控制需求，同时也能满足生产过程中现场级控制数据交换的要求。

1 现场总线概述1.1 现场总线定义现场总线是指以工厂内生产过程中的设备/仪表的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络，也称现场网络。

用于工业生产中现场仪表及设备信息的采集，是现场多点通信的和控制系统的集成，也就是将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。

原来这些机器间的主体配线是ON/OFF、接点信号和模拟信号，通过通讯的数字化，使时间分割、多重化、多点化成为可能，从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线（配线的共享）。

现场总线技术在自动化控制系统中的应用探析

ＺａｇＷｅｂｎｈｎｉｉｇ
（ａｔｎｅｔｅＶｃｔｎｌｅｈｏｇｏｌｇ，ａｔｎ２６０，ｈｎ）ＮｎｏｇＴｘｉｏａｉａＴｃｎｌｙＣｌｅＮｎｇ２０７Ｃｉｌｏｏｅｏａ
Ａｂｔａｃ：ｅｄｖｌｐｅｔｉｅａｋｇｏｎｄｏｆｔｅｆｅｄｓｔｕｃｕａｈｒｃｅｉｔｃ，ｃｎｉａｅｔｒｓａｄｔｅｌｔｓｓｒｔＴｈｅｅｏｍｎｔｏｆｄｅａｌｄｂｃｒｕｈｌｂｕ，ｓｒｔｒｌｃａａｔｒｓｉｓｔｈｃｌｆａｕｅｎｈａｅｔｉｅｒｓａｃＳｅａｘｍｐｅｆｆｅｄｂｐｉａｉｎｓａｄｆａｌｎｔｅｆｅｄｂｕｅｈｎｌｙｄｅｅｏｍｅｔｔｅｏｅａｔｅｅｈ．ｅｖｒｌａｒｅｌｓｏｌｕｓａｐｌｔｏ，ｎｍｌｙｏｈｌｓｔｃｏｏｇｖｌｐｉｃｉｎｒｎｄｆｒｃｓ．
３ＰＯＩＵ — Ａ（ｒｃｓｕ０ａｔｏ过程自动化）．ＲＦＢＳＰＰｏｅＳＡｔｍ — ｉｎ，应用
于过程自动化，用于对安全性要求高的场合及由总线供电的站点。通信速率为３．５ｂｓ１２ｋｐ，最大距离为≤ １９ｍ．ｋ。
ＫｅｗｏｄＦｉｌｂｕ；ｔｍａｉｎｓｓｅ；ｅｒｔｏｙｒｓ：ｅｄｓＡｕｏｔｏｙｔｍＩｇａｉｎｎｔ
现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间实现双向串行多节点数字通信、完成测量控制任务的数据总线。现场总线控制系统正逐渐把电气控制和过程控制合并起来，实现真正意义的集中控制。现场总线技术介绍

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。

基于现场总线控制系统的研究与应用

基于现场总线控制系统的研究与应用近年来，随着现代化生产方式的不断普及和现代化工业控制技术的不断发展，越来越多的企业开始使用现场总线控制系统作为其生产过程中的控制手段。

这种控制系统已经成为现代化生产中不可替代的重要组成部分。

本文将探讨基于现场总线控制系统的研究与应用。

一、现场总线控制系统的基础知识现场总线控制系统是一种集成式的控制方式，它利用计算机、传感器、执行机构等设备构成了一个智能化控制系统，通过网络链接，将各组成部分进行通信和协作。

现场总线控制系统对于生产领域的应用特别重要，因为它可以在生产现场将各种数据进行收集、分析和处理，实现生产管理的全面自动化。

目前，现场总线控制系统主要有三种控制方式，分别是中央控制、分散控制和混合控制。

中央控制方式是以计算机为中心，通过传感器等设备采集数据进行控制。

分散控制方式则是在现场进行控制，各个控制元件实现分散控制，没有计算机的扮演。

混合控制则是中央控制方式和分散控制方式的结合，能够根据实际情况分别采用中央控制和分散控制。

二、现场总线控制系统的优点现场总线控制系统与传统的控制方式相比，有以下几个优点：1. 可靠性：现场总线控制系统采用分散式的控制方式，能够有效地避免单一故障对整个控制系统的影响，从而提高了整个控制系统的可靠性和可用性。

2. 灵活性：现场总线控制系统通过网络链接，实现了控制设备之间的互联和通信，使得整个控制系统具有了灵活性，能够根据生产设备的实际情况进行调整。

3. 维护性：现场总线控制系统采用分散设计，因此，如果出现故障，只需要更换故障设备，而不需要整个系统进行替换和维修。

4. 性价比高：现场总线控制系统采用网络控制方式，这种方式比传统的控制方式节省了很多成本，因此，系统的性价比非常高。

三、现场总线控制系统的应用范围现场总线控制系统适用于各种生产场合，广泛应用于汽车制造、机械制造、食品加工、航空航天等领域。

此外，现场总线控制系统还能被应用于电力、煤气、石油等领域的能源控制系统中，用于实现生产设备的智能化控制和管理。

基于现场总线技术的现代化水厂生产网络控制系统设计

理的系统冗余技术，从而瞳系统有更强大的功能、更高的准确可靠性、更低的一次投资和运行维护成本。实际运行结果表明，系统达到了设计要求，实现了水厂生产的自动化，提高了生产水的质量关键词现场线；模期控制；计算机网络
（ＤＪａｔｎｉｅｓｔＸｉｎ７０９．Ｃｂｎ）ＸｉｉｏｏｇＵｎｖ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｅＰＲＯＦＩＢＵＳｆｅｄｂｓｉｉｌｏｕｅｎｔｒｓｎｔｒｏｔｏｓｓｅｂｓｄｏ１Ｐｌｕｓｎｒｄｃｄａｄａｗａｅｗｏｋｅｗｏｋｃｎｒ［ｙｔｍａｅ］ＲＯＦＩｉｒＢＵＳｆｌｕｅｈｏｏｙｉｏｓｒｃｅｉｄｂｓｔｅｎｌｇｓｃｎｔｕｔｄ，ｈｎｅｃｍｒ］ｅｔｈａｄｄｃｎｒｌｅｏｔＯｆｗ￣ｅｗｏｋａｅｌｅ．ｅｅｃｅａｉｄｗａｃｎｅｅｔａｉｄｃｎｒ］ｏｔｒｒｓａｅｒａｉｄｚｚ＇－ｚＫｅｒｓｆｌｕ；ｆｚｙｃｎｒ［ｃｍｐｔｒｎｔｒｙｗｏｄ：ｉｄｂｓｕｚｏｔｏ；ｏｕｅｅｗｏｋｅ
１概述自来水厂水生产系统是一个多变量（流量、温如度、压力等）、多任务（水的输送、投药／氯控制、如加
方面传统ＤＳ系统的现场底层传感器和数据采集Ｃ器之间采用一对一物理连线和模拟信号传输，导致太

浅谈现场总线控制系统

浅谈现场总线控制系统随着科技的不断发展，现场总线控制系统在工业自动化中扮演着越来越重要的角色。

现场总线控制系统是指一种基于数字通信技术的控制系统，它通过在工业现场设备之间建立通信网络，实现数据的传输和控制指令的下发，从而实现对生产过程的监控和控制。

本文将从现场总线控制系统的基本原理、应用场景以及发展趋势等方面进行较为详细的介绍。

现场总线控制系统的基本原理现场总线控制系统的核心是现场总线，在现场总线控制系统中，各种工控设备如传感器、执行器、控制器等通过现场总线相互连接，形成一个统一的数据通信网络。

通过这个网络，工业自动化系统可以实现对各种设备的数据采集、信息传输和控制指令的下发。

1. 数据采集：现场总线控制系统可以通过各种传感器对现场设备的参数进行实时采集，比如温度、压力、流量等数据。

2. 数据传输：采集到的数据通过现场总线进行传输，可以实现远程监控和实时数据的传输。

3. 控制指令下发：控制器可以通过现场总线向执行器下发控制指令，实现对设备的控制。

现场总线控制系统在工业自动化中有着广泛的应用，下面我们来看一下它的主要应用场景：1. 工厂自动化：工厂中有大量的生产设备，通过现场总线控制系统可以实现这些设备之间的数据通信和控制指令的下发，提高生产效率和灵活性。

2. 过程控制：在化工、制药等行业，生产过程中的各种参数需要实时监控和调节，现场总线控制系统可以很好地满足这种需求。

3. 智能建筑：现场总线控制系统可以用于智能建筑中的空调、照明、安防等设备的智能控制，提高能源利用效率和舒适度。

4. 车辆控制：在交通运输领域，现场总线控制系统可以用于车辆的自动控制和智能交通系统。

以上只是现场总线控制系统的一些应用场景，随着技术的发展和行业的需求，它的应用领域还在不断扩展和深化。

随着工业自动化的普及和技术的不断进步，现场总线控制系统也在不断发展和完善，主要体现在以下几个方面：1. 通信技术的进步：随着通信技术的发展，现场总线控制系统的通信速度、稳定性、抗干扰能力等都得到了很大提升，可以更好地满足工业生产的需求。

现场总线技术在自动化控制系统中的应用探析

现场总线技术在自动化控制系统中的应用探析摘要：随着社会经济的快速发展，自动化技术在各行各业的应用程度越来越深，给人们的日常生活提供了极大的便利，进一步促进了各个产业的发展。

本篇文章对现场总线的结构特征以及技术特征进行了研究分析，指出了自动化生产线应用过程当中的相关问题，总结出了现场总线技术的未来发展趋势。

关键词：现场总线技术；自动化控制系统；应用分析；有效措施前言现场总线技术是在科技水平快速发展和提升之下的必然发展趋势，有着极高的技术水平，并且获得的成果有着十分广泛的应用范围，主要涉及到电子以及仪表和计算机网络等多个方面。

自动化技术由于具备记忆性强以及便捷性等多方面的优势特征，成为了未来重点发展的技术。

自动化技术的热点技术当中，包含现场总线技术。

现场总线技术广泛的应用，在化工以及石油和冶金等多个不同的领域，并且有着较好的应用效果，当前，现场总线技术在自动化控制系统当中的应用占据了越来越大的比重，也成为了未来全新的挑战。

一、现场总线技术分析在自动化领域快速发展的背景之下，现场总线技术成为了应用的热门技术，被称作自动化领域当中的计算机局域网，对工业技术水平有着极大的影响，现场总线主要是运用在生产的具体过程当中，能够在微机化测量控制设备当中，实现双向串行数字通信的网络系统，也被称之为开放式以及数字化和多点通信的底层控制网络，在制造行业以及交通等多个行业自动化系统当中都有着极其广泛的应用。

现场总线技术把专用微处理器放置在传统的测量控制仪表当中，使其能够具备数字计算和数字通信等多方面的能力，应用简单连续的双绞线当作总线，从而将测量控制仪表以及计算机等进行有效的连接，使其构成一个整体的网络系统，不仅如此，将规范以及公开的通信协议有效的置于微机化自控设备和现场仪表、远程监控计算机当中去，从而达到数据传输和信息共享的目的，建立起满足多方需要的自动控制系统[1]。

从整体上看，该技术能够实现把多个分散测量控制设备变成网络节点的目的，从而达到自控的网络系统和控制系统。

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]。

基于现场总线技术的工业控制系统研究

基于现场总线技术的工业控制系统研究摘要院现场总线是现代工业控制技术的发展方向，对于现场总线来说，其特点是现场通信、现场设备互联，具有较好的互操作性，并且功能模块分散化，同时具有开放式互联网等。

本文通过对现场总线技术，以及通信协议进行仔细分析和研究，对几种常用的现场总线进行比较，说明了由其构成的工业控制系统的结构，最后针对CAN 总线设计了一种工业控制系统并强调了在设计中所需注意的问题。

Abstract: Fieldbus is the development direction of modern industrial control technology, for fieldbus, its characteristic is thecommunication, field device connected, it has good interoperability, and functional module is decentralized, and has open internet at thesame time. Based on detailed analysis and research on fieldbus technology, as well as the communication protocol, it carries on thecomparison to several kinds of commonly used fieldbus, declares the structure of the industrial control system, finally based on CAN busdesigns a kind of industrial control system and emphasizes the problems needing attention in the design.关键词院现场总线；工业控制系统；通信协议；CAN 总线Key words: fieldbus；industrial control system；communication protocol；CAN bus中图分类号院TP2 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）01-0068-021 现场总线技术简介在现场工业控制技术中，现场总线技术作为一项先进技术，是一种串行、数字式、多点通信的数据总线。

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。

基于现场总线技术的优点优势及应用设计方案分析

基于现场总线技术的优点优势及应用设计方案分析1、现场总线系统概述随着控制技术、计算机技术和通信技术的飞速发展，数字化技术正在从工业生产过程的决策层、管理层、监控层和控制层渗透到现场设备，这样就产生了现场总线技术以及由此组成的控制系统—现场总线控制系统（FCS，FieldbusControlSystem）。

自现场总线技术在90年代后期问世以来，它就已经开创了自动化控制技术的新纪元—数字时代。

目前现场总线技术已经在国内化工、石化、冶金、建材、医药等工业过程中开始了成功的应用并取得了显著的效益。

在国内，现场总线在火电厂机组控制方面已有局部使用，但还没有在全厂使用现场总线控制系统的范例。

签与此，我们在某电厂机组重要程度相对较低的锅炉补给水处理、工业废水处理、循环水处理系统（以下简称主厂房外水系统）采用现场总线技术进行控制，作为FCS 应用的尝试与研究。

2 、现场总线技术根据国际电工委员会IEC61158标准的定义：安装在制造或生产过程区域的现场装置与控制自动控制装置之间的数字式、串行、双向、多点通信的数据总线称为现场总线。

由现场总线与现场智能设备组成的控制系统称为现场总线控制系统FCS。

衡量一个控制系统是否为真正的现场总线控制系统FCS有三个关键要点，即：核心、基础和本质。

FCS的核心是总线协议，只有遵循现场总线协议的控制系统，才能称为现场总线控制系统；FCS的基础是数字智能现场仪表，它是FCS的硬件支撑；FCS的本质是信息处理现场化，这是FCS的系统效能体现。

现场总线控制系统是一种全计算机、全数字、双向通信的新型控制系统。

现场设备级的数字化、网络化是电厂信息化管理的基础。

现场总线技术开发的出发点就是要为用户提供开放的、具有可互操作性、可互换性和统一标准的测量和控制产品，以现场总线技术为基础的FCS的优越性概括起来有以下几方面：互操作性、分散性、可靠性、精确性、开放性、经济性、可维护性。

1999年底IECTC65（负责工业测量和控制的第65标准化委员会）通过了8种类型的现场总线作为IEC61158国际标准。

现场总线技术及控制系统研究

如今的信息技术发展为电力系统的热控技术带来
了飞速的领域革命，这种技术革命也使得传统的热控
应系统中各压力点的报警继电器输出，０６０对应０和０７
系统中所有温度点的报警继电器输出。在这样的系统
模块中，对系统控制对象的选取、结构设计、产品选型、系统硬件配置、软件体系、系统软硬件安装与调试等都做出了必要的控制，系统选取工业现场广泛存在且具有代表性的变量为测控变量，系统中控制回路
控制系统设计以及实验测试几个方面进行了系统的建
设。而且这种软件数据的计算和整理效果明显优于改进的常规ＰＤＩ控制算法，在这种理论研究基础上，设计
的方便，对热控系统的维护更为有利。
（）二系统模块本系统中，各通讯模块的节点地址可依次设置为：２、４５、３、，波特率都为５应ｌ０ｂＳＤ对６ｋｐ。Ａ模块主要连接现场的温度表、压力表和流量表；ＣＮＡ— １００模块的开关量输出端口：０００５别依次对０８８０－０分
空间提供了可台｝毫ｏ
一
包含企业生产现场常用的典型控制，针对性强；产品
选取现场总线智能仪表，具有代表性，因此系统的实验价值很高。通过对系统控制进行分析，完成了系统

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（ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＦｉｅｌｄｂｕｓ－－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

基于现场总线的控制系统

ห้องสมุดไป่ตู้
Controller I/O 子系统
……
Controller Fieldbus ……
传统计算机控制系统结构示意
FCS结构示意
图10-10 DDC与FCS的结构比较
(2) 现场总线控制系统的特点
现场总线将具有网络连接功能的现场智能仪表连接起来，构成了现场总线控制系统。其在技术上具有如下特点： •系统的开放性开放是指总线标准、通信协议的一致性、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统是指它可以与世界上任何地方遵守相同标准的其他设备或系统连接。不同厂家的设备之间可实现信息交换。用户可按自己的需要，把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。因此，借助现场总线可以构筑自动化领域的开放互连系统。
现场总线控制系统的特点与优点
(1) 现场总线控制系统的结构特点
现场总线系统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之间均为一对一的物理连接。现场总线系统由于采用了智能现场设备，能够把处于控制室的控制模块、各输入输出模块置于现场设备，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。
•互可操作性与互换性互可操作性是指相互连接仪表间、设备间及系统间的信息传送与沟通，可实现点对点、一点对多点的数字通信。互换性则意味着不同生产厂家的性能类似的仪表、设备可实现相互替换。 •现场设备的智能化与功能自治性它将传感器测量、补偿计算、线性化处理、工程量变换与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。

浅淡现场总线技术与DCS控制系统的结合

浅淡现场总线技术与DCS控制系统的结合摘要：现场总线技术的迅猛发展正在给工业控制领域带来深刻变革，但它并非完美无缺，在将其实际应用于生产过程时还有许多问题有待于研究和解决。

本文讨论在现场总线的应用过程中，现场总线对DCS的改造。

从而实现现场总线与DCS控制系统的有效结合。

关键词：现现总线集散控制系统DCS1 现场总线技术和DCS技术现场总线（Fieldbus）是从20世纪80年代以来逐步发展形成的，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通信网络。

它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场和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、新型全布控制系统。

这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，正成为自动化技术发展的热点，并将推动自动化系统结构与设备的深刻变革。

国际电工委员会（IEC）将现场总线定义为：现场总线是连接工业现场的仪表与设置在控制室内控制设备的数字化、串行、双向、多变量、多节点的通信网络。

把现场总线控制系统（FCS，Fieldbus Contrl System）定义为：由各种现场仪表通过互联与控制室内人机界面所组成的系统：一个全分散、全数字化、全开放和可互操作的生产过程自动控制系统。

也正是由于这些特点，以现场总线人微言轻技术支撑的FCS在工业自动化领域有明显的优势，诸如很高的精确性，组态简单，设计安装方便，易于维护和扩展，可以节约软硬件投资等等，被称为第五代控制系统，成为工业自动化发展的趋势。

集散控制系统（DCS——Total Distributed Control System）是20世纪70年代中期发展起来的以微处理器为基础的分散型计算机控制系统。

它是控制技术（Control）、计算机技术（Computer）、通信技术（Communication）、阴极射线管（CRT）图形显示技术和网络技术相结合的产物。