現場總線是如今的熱門之一，為增進大家對現場總線的認識，本文將對現場總線技術的本質以及現場總線在熱工控制系統(tǒng)中的應用予以介紹。如果你對現場總線技術具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、現場總線技術簡介

1.1現場總線技術的本質含義

現場總線系統(tǒng)是現場儀表和數字控制系統(tǒng)輸入輸出之間的全數字化、雙向、多站通信的系統(tǒng)。它將專用微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制儀表，使它們各自都具有了數字計算和數字通信能力，采用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線，把多個測量控制儀表連接成網絡系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現場的多個微機化測量控制設備之間以及現場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間，實現數據傳輸和信息交換，形成各種適應實際需要的自動控制系統(tǒng)。

1.2現場總線技術的優(yōu)點

與傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)相比，現場總線系統(tǒng)從設計、安裝、投運到正常生產運行及檢修維護，都體現出相當的優(yōu)越性。

(1)減少硬件數量和投資：分散在現場的智能設備能直接執(zhí)行多種傳感、測量、控制、報警和計算功能，因而可減少變送器的數量，不再需要單獨的調節(jié)器，計算單元等，也不再需要一些信號調節(jié)、轉換等功能單元。

(2)節(jié)省安裝費用：一對雙絞線或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€設備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設計與接頭校對的工作量也大大減少。

(3)節(jié)省維護開銷：現場總線設備具有自診斷與簡單故障處理的能力;通過數字通信將相關的診斷維護信息送往控制室，用戶可以查詢所有設備的運行、診斷維護信息，以便早期分析故障原因并快速排除。

(4)用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權：用戶可以自由選擇不同廠商所提供的設備來集成系統(tǒng)。

(5)提高了系統(tǒng)的準確性與可靠性：與模擬信號相比，它從根本上提高了測量與控制的精確度，減少了傳送誤差，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。

二、現場總線在熱工控制系統(tǒng)中的應用

本實驗系統(tǒng)選取熱工生產過程中常見的溫度、壓力、流量和液位作為控制對象，采用基于Profibus現場總線的控制系統(tǒng)。下面分別介紹系統(tǒng)的結構和軟件組態(tài)。

2.1系統(tǒng)結構

系統(tǒng)布置如圖1所示。它主要包括現場總線控制網絡、液位控制臺、流量控制臺、壓力控制臺、溫度控制臺、上位機系統(tǒng)和PLC，這是一個典型的現場總線控制系統(tǒng)(FCS)。

現場總線技術的一個顯著特點是其開放性。它將原來封閉、專用的系統(tǒng)變成開放、標準的系統(tǒng)。使得不同制造商的產品可以互連，也使得第三方的軟件可以方便地在不同的硬件平臺上應用，從而簡化了用戶對系統(tǒng)的開發(fā)。在本系統(tǒng)中，上位機監(jiān)控軟件就是用美國Wonderware公司的工控組態(tài)軟件InTouch7.1開發(fā)的，下面作簡要介紹。

2.2軟件組態(tài)

該軟件設計要求能夠直觀地展現過程控制中的各個狀態(tài)和參數，并對一些參數建立適當的報警機制。軟件設計的主要畫面有過程控制、報警監(jiān)控、趨勢畫面等。

其中，“過程控制”畫面如圖所示。

三、現場總線探討

現場總線的出現，給控制領域帶來了一次革命，將開創(chuàng)自動化的新紀元。基于現場總線的控制系統(tǒng)FCS將取代傳統(tǒng)的DCS。但就目前情況來看，現場總線技術的發(fā)展還存在著一些問題，需要大家共同努力來解決。

3.1現場總線的應用狀況

隨著大量的現場總線的示范工程和示范工廠的建立，現場總線技術已經度過了啟蒙宣傳階段，進入推廣應用期，企業(yè)選用現場總線控制系統(tǒng)的條件已逐漸成熟。

首先，不同現場總線標準和廠商的競爭為用戶選擇系統(tǒng)集成提供了條件;其次，一些現場總線，如基金會現場總線，PROFIBUS等，已經取得了良好的應用業(yè)績，并在特定領域得到廣泛認同。

3.2現場總線存在的問題

首先，多種標準并存，沒有一種標準能覆蓋所有的應用面;其次，異種標準的現場總線間缺乏互操作性;再次，現在的應用主要是中小型系統(tǒng)，價格優(yōu)勢未能體現，顯得比傳統(tǒng)系統(tǒng)開銷還大;最后，還有安全性問題，當總線切斷時，系統(tǒng)可能產生不可預知的后果。

從上面的介紹和實驗系統(tǒng)的操作可以看出，現場總線在系統(tǒng)控制和管理方面都有著優(yōu)越的性能。因此，可以預見，不久的將來現場總線控制系統(tǒng)將成為工業(yè)自動化的主流，在這其中，熱工過程控制可以起著良好的示范作用。

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