現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)既是一個(gè)開(kāi)放的、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的高可靠的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，又是一個(gè)全分布式的工業(yè)控制系統(tǒng)，它把掛接在總線上作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)包括基本控制，補(bǔ)償計(jì)算，參數(shù)修改，報(bào)警，顯示，監(jiān)控，優(yōu)化和管控一體化的綜合自動(dòng)化功能。
現(xiàn)場(chǎng)總線這種控制方式的出現(xiàn)，導(dǎo)致了自動(dòng)化儀表，集散控制系統(tǒng)(DCS)，可編程控制器(PLC)等產(chǎn)品的體系結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)和性能方面的較大變革，使得現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)具有較高的測(cè)控能力指數(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線之所以具有較高的測(cè)控能力指數(shù)，一是得益于儀表的智能化，二是得益于設(shè)備的通信功能。
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式。傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)采用一對(duì)一的設(shè)備連線，按控制回路分別進(jìn)行連接。位于現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量變送器與位于控制室的控制器之間，控制器與位于現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行器、開(kāi)關(guān)、馬達(dá)之間均為一對(duì)一的物理連接。
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)由于采用了智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，能夠把原先DCS系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入輸出模塊置入現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，加上現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有通信能力，現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量變送儀表可以與閥門(mén)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接傳送信號(hào)，因而控制功能能夠不依賴控制室的計(jì)算機(jī)或控制儀表，直接在現(xiàn)場(chǎng)完成，實(shí)現(xiàn)了徹底的分散控制。
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在技術(shù)上有以下特點(diǎn)：
1.良好的開(kāi)放性和互可操作性
在DCS系統(tǒng)形成過(guò)程中，由于各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng)，不同廠家的設(shè)備不能互連在一起，難以實(shí)現(xiàn)互換與互操作。新型的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)則突破了DCS系統(tǒng)中通信由專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)的封閉系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)所造成的缺陷，把基于封閉、專(zhuān)用的解決方案變成基于公開(kāi)化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，即可以把來(lái)自于不同廠家而遵循同一協(xié)議規(guī)范的自動(dòng)化設(shè)備，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)連接成系統(tǒng)，完成綜合自動(dòng)化的各種功能。
2.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化和功能自治性
現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)把微處理器置入現(xiàn)場(chǎng)自控設(shè)備，使之具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通訊能力，這樣不僅提高了信號(hào)的傳輸精度，而且為豐富控制信息的內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程傳送創(chuàng)造了條件。在現(xiàn)場(chǎng)總線的環(huán)境下，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備自帶計(jì)算和通訊功能，所以在現(xiàn)場(chǎng)就可以進(jìn)行各種復(fù)雜的計(jì)算，從而使控制功能徹底地分散，減少控制器的負(fù)載，同時(shí)大大地減少了通訊信息量，從而有效地提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。此外，智能化的儀表還可提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的信息，如閥門(mén)開(kāi)關(guān)動(dòng)作次數(shù)、儀表故障等信息，使操作管理人員能及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的"健康狀況"，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有"故障的預(yù)兆"但還沒(méi)真正發(fā)生故障影響到生產(chǎn)前就提前作出處理，以保障生產(chǎn)的正常運(yùn)行。
3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性
現(xiàn)場(chǎng)總線已構(gòu)成一種新的全分散性控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，把DCS集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，變成了新型全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能徹底下放到現(xiàn)場(chǎng)（注：若要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制，如協(xié)調(diào)控制時(shí)也可將控制功能回收），依靠現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備本身便可實(shí)現(xiàn)基本控制功能，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。
由于以上特點(diǎn)，特別是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，使現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在各方面都表現(xiàn)出其強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)，主要有：
1.節(jié)省硬件數(shù)量與投資

由于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中分散在現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備同時(shí)具備傳感、計(jì)算、控制、報(bào)警等功能，因而可減少變送器的數(shù)量，不再需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)器、計(jì)算單元等，也不再需要DCS系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及大量復(fù)雜的接線，從而節(jié)省了一大筆硬件投資。
2.節(jié)省安裝費(fèi)用
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的接線非常簡(jiǎn)單，一對(duì)雙絞線或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€(gè)設(shè)備，使電纜、端子、槽盒等的用量大大減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，不需要增設(shè)新的電纜，只要就近掛在原有的電纜上即可。
3.節(jié)省維護(hù)開(kāi)銷(xiāo)
由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有自診斷和簡(jiǎn)單故障處理能力，并通過(guò)數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，操作人員可及時(shí)查詢到所有設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)情況，盡早排除故障隱患，大大減少了維護(hù)停工時(shí)間；同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、連線簡(jiǎn)單而減少了設(shè)備維護(hù)工作量。
4.用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)
因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)總線廠家的產(chǎn)品遵循統(tǒng)一的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，用戶可以自由選擇不同廠家的產(chǎn)品來(lái)集成系統(tǒng)，避免因選擇某一廠家的產(chǎn)品而被"框死"了使用設(shè)備的選擇范圍。
5.提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性
由于現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的智能化和數(shù)字化，與模擬信號(hào)相比，從根本上提高了測(cè)量與控制的精確度，減少了傳送誤差。同時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)儀表內(nèi)部功能的加強(qiáng)，減少了信號(hào)的往返傳送，也提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
此外，由于現(xiàn)場(chǎng)總線的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，功能模塊化，因而系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，易于重構(gòu)。