总线控制的优势

采用总线控制的优点

图尔克(天津)传感器有限公司总线系统部

工业现场总线控制方式是八十年代后期推出的一种新的控制方式，由于它与传统离散控制方式相比较控制性能优越，使用简单方便，可靠性更高，因此在控制领域得到迅速推广和应用。

与传统离散控制方式相比较，总线控制方式的优势非常明显:

1.节省硬件数量和安装费用

现场总线系统的接线十分简单，一对双绞线或一条电缆上可接多个设备，因此电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大较少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料表明，可节省安装费用60%以上。

2.设备维护开销减少

由于现场控制设备具有自诊断与故障处理的能力，并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便分析故障原因并快速排除，缩短了维护停工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。

3.用户具有高度的系统集成主动权

工业现场总线是一种开放式的总线系统，用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择了某一品牌的产品而被”框死”了使用设备的选择范围，也不会为系统集成中不兼容的协议，接口而一筹莫展。使系统集成过程中的主动权牢牢掌握在用户手中。

4.提高了系统的准确性和可靠性。

由于现场总线设备的智能化、数字化、与传统离散控制系统相比，从根本上提高了测量与控制的精确度，减少了传输误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，提高了系统的工作可靠性。

5.抗干扰能力更强

由于总线控制方式采用的是数字串行通讯方式，电缆采用的是屏蔽双绞线，它抗干扰能力比传统离散控制方式具有更强的抗干扰能力。

采用总线控制方式系统，其性能大幅提高，使控制系统的档次跨越了一个台阶，同时使用更加简单，主要体现在以下一些方面：

∙自动诊断，显示故障位置。诊断包括总线节点的通讯故障，电源故障，以及现场装置和连接件的短路，断路故障，从而使设备维修人员可以通过故障指示灯迅速发现系统的各种故障位置和状态。

∙系统调试更加灵活方便。可根据需要，将系统分为几个部分分别进行调试。在进行复杂故障的排除中也可以采用同样的方法。这在采用现场总线技术以前是做不到的。

∙系统的改造和扩大简单。实施时只需要将总线电缆继续延伸，加入相应的节点就可以。同时总线控制系统可重复利用。

∙主控制器可通过总线获取更多的现场设备信息，更好的满足控制系统信息集成的要求，为实现设备网络化管理提供现场级的基础网络。

∙许多总线节点具有IP67的防护等级，具有防水、防尘、抗震动的特性，可以直接安装于工业设备上，大量减少了现场接线盒，使系统美观而实用。

∙对于自行小车和升降机等移动装置，现场总线的应用具有独特的优势，可以大量减少导轨中电缆的数量，使系统便于使用和维护。

. 几种主要现场总线协议

∙ PROFIBUS，最快的总线，世界范围的标准。

PROFIBUS是在1987年，由德国科技部集中了13家公司和5家科研机构的力量，按照ISO/OSI参考模型制订的现场总线的德国国家标准。最近，在欧洲通过投票，成为欧洲的标准EN50170。主要由拥有400多个公司成员的PROFIBUS用户组织（PNO）进行管理。

PROFIBUS－DP是制造业自动化主要应用的协议内容，是满足用户快速通讯的最佳方案，每秒可传输12兆位。扫描1000个I/O点的时间少于1ms。

PROFIBUS是世界范围的标准，取得了很大的成功：至少1,000,000套设备投入运行，超过 600家成员公司，超过1100种PROFIBUS产品。

∙DeviceNet，通用型、低价位的总线

DeviceNet（设备网）是一种低价位的总线，它可连接自动化生产系统中广泛的工业设备。在制造业领域，设备网遍及全球，尤其是北美和日本。

DeviceNet能够降低设备的安装费用和时间。控制系统中的接近开关、光电开关和阀门等可通过电缆、接插件、站等产品进行长距离通讯。并且能够提高设备级的诊断能力。相对于 PROFIBUS－DP，DeviceNet具有更强大的通讯功能，支持除了主－从方式之外的，多种通讯方式，可以更灵活的应用于控制系统中。

∙Foundation Fieldbus，高级过程控制现场总线

Foundation Fieldbus 针对过程自动化而设计，它是通过数字、串行、双向的通讯方法来连接现场装置的。Foundation Feildbus通讯不是简单的数字4－20mA信号，而是使用复杂的通讯协议，它可连接能执行简单的闭环算法(如PID)的现场智能装置。一个通讯段可配置32个现场装置，通讯速度为每秒31.25kb，每段最大通讯距离为1900米。

∙sensoplex 2重工业控制网络，强大的抗干扰能力

sensoplex2是TURCK设计应用于重工业自动化领域的网络。 sensoplex2是采用先进的频率偏移技术进行通讯的，对于易引起通讯故障的强电磁场有较强的抗干扰能力，优于其它现场总线，已广泛应用于世界上主要的汽车制造厂。

∙AS－i总线，最简单的总线

∙Interbus_S总线，简单网络

∙Seriplex

∙Smart Distributed System总线，CANbus的变形

现场总线技术自推广以来，已经在世界范围内应用于工业控制的各个领域。在我国，现场总线的技术推广有了三、四年的时间，已经或正在应用于冶金、汽车制造、烟草机械、环境保护、石油化工、电力能源、纺织机械等各个行业。应用的总线协议主要包括PROFIBUS、DeviceNet、Foundation Fieldbus、 Interbus_S等。

图尔克------专业化工业现场总线产品公司

图尔克作为世界上著名的生产工业现场总线产品的专业化公司，其产品具有显著的特点：

∙支持多种现场总线协议

各种现场总线协议都具有各自的特点和优势，比如速度的快慢、传输距离的远近、系统成本的高低等。图尔克的工业现场总线产品支持多种开放式现场总线协议 :Profibus-DP、Profibus-PA、DeviceNet、AS- I、Interbus-S、Smart Ditributed System、Seriplex、FoundationFieldbus、Sensoplex2等。可以针对用户的具体应用需要，提供最佳的解决方案，使用户并不局限于单一的总线技术。

∙提供多个系列，多个档次的产品

各种具体应用的要求各不相同，比如诊断功能的强弱、防护等级的高低、电磁干扰的强弱、投资的规模等。图尔克产品具有多个系列、多个档次，可以提供满足具体应用需要的最佳性能价格比的产品。

图尔克的现场总线产品在中国推广近三年以来已得到广泛应用，以下是图尔克工现场总线产品在中国的部分应用实例：