現(xiàn)場(chǎng)總線的原理與優(yōu)點(diǎn)

【資料簡(jiǎn)介】

有人定義，用以替代現(xiàn)行模擬信號(hào)傳輸技術(shù)的數(shù)字信號(hào)傳
輸技術(shù)（總線）就被稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。這未免太簡(jiǎn)單，很容易給
人以錯(cuò)覺。按IEC和現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)的定義，現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智
能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式，雙向傳輸，多分支結(jié)構(gòu)的
通信網(wǎng)絡(luò)。有通信就必須有協(xié)議，從這個(gè)意義上講，現(xiàn)場(chǎng)總線
就是一個(gè)定義了硬件接口和通信協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)。
進(jìn)一步說，現(xiàn)場(chǎng)總線不單單是一種通信技術(shù)，也不僅僅是
用數(shù)字儀表代替模擬儀表，關(guān)鍵是用新一代的現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)FCS
代替?zhèn)鹘y(tǒng)的集散系統(tǒng)DCS，實(shí)現(xiàn)智能儀表，通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)
的集成。FCS具有信號(hào)傳輸全數(shù)字化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)全分散式，現(xiàn)場(chǎng)
設(shè)備有互操作性，通信網(wǎng)絡(luò)全互連式，技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)全開放式的
特點(diǎn)�，F(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)原理還表現(xiàn)在以下6個(gè)方面。
（1）現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)過程和加工制造現(xiàn)場(chǎng)儀表或設(shè)備
的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字化通信；
（2）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連，僅僅用一對(duì)傳輸線，如雙絞線，同軸
電纜，光纖和電源線等，將傳感器，變送器和執(zhí)行器等現(xiàn)場(chǎng)儀
表和設(shè)備互連起來；
（3）互操作性，現(xiàn)場(chǎng)儀表或設(shè)備品種繁多，不可能從一家
制造公司購(gòu)齊，現(xiàn)場(chǎng)總線允許選用各制造商性能價(jià)格比zui高的
產(chǎn)品集成在一起，實(shí)現(xiàn)“即接即用”，即對(duì)不同品牌的儀表或
設(shè)備互相連接，統(tǒng)一組態(tài)；
（4）功能分散，將DCS的三級(jí)結(jié)構(gòu)改革為FCS的二級(jí)結(jié)構(gòu)，
，廢棄了DCS的輸入/輸出單元和控制站，將控制功能分散到現(xiàn)
場(chǎng)儀表，從而構(gòu)成虛擬控制站；因此現(xiàn)場(chǎng)儀表應(yīng)是智能型多功
能儀表；
（5）通信線供電，對(duì)于本質(zhì)安全要求的低功耗現(xiàn)場(chǎng)儀表，
允許直接從通信線上攝取能源；
（6）開放式互連，現(xiàn)場(chǎng)總線為開放式互連網(wǎng)絡(luò)，既可與
同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可與不同層次網(wǎng)絡(luò)互連，共享資源，統(tǒng)一調(diào)
度。

現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)

模擬儀表和DCS技術(shù)發(fā)展多年，已經(jīng)相當(dāng)成熟，幾十年形成
的標(biāo)準(zhǔn)和系列也已為*，為什么還要對(duì)此進(jìn)行變革，還
要發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)總線呢？只要看到現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)（模擬儀表和DCS
的缺點(diǎn)）就能理解這一問題�，F(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)與現(xiàn)場(chǎng)總線的原
理密切關(guān)聯(lián)，有如下優(yōu)點(diǎn)。
（1）經(jīng)濟(jì)性，一對(duì)N結(jié)構(gòu)，一對(duì)傳輸線，連接N臺(tái)儀表雙向
傳輸多個(gè)信號(hào)，節(jié)省電纜費(fèi)用可觀，且安裝簡(jiǎn)單，維護(hù)容易；
（2）可靠性，現(xiàn)代數(shù)字信號(hào)傳輸技術(shù)抗*力強(qiáng)，精度
高；
（3）可控性，操作員在控制室既可了解現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作狀
況，也能對(duì)其進(jìn)行參數(shù)調(diào)整；
（4）綜合性，現(xiàn)場(chǎng)總線儀表（簡(jiǎn)稱現(xiàn)場(chǎng)儀表）具備智能和
綜合能力，可檢測(cè)，變換，補(bǔ)償，又有控制和運(yùn)算功能，實(shí)現(xiàn)
一表多用，既方便，又節(jié)省；
（5）互換性和互操作性，打破了傳統(tǒng)DCS自成體系，互相
封鎖的局面；
（6）開放性，現(xiàn)場(chǎng)總線為開放互連網(wǎng)絡(luò)，所有技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)
全是公共的，制造商只能在其體系結(jié)構(gòu)，工藝等方面保留特色，
而zui終在質(zhì)量上取勝。