現(xiàn)場總線技術(shù)及其在水泥廠中的應(yīng)用

隨著控制、計算機、通訊、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)中已得到廣泛應(yīng)用。而作為當(dāng)今自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展熱點之一的現(xiàn)場總線技術(shù)的出現(xiàn)，則標(biāo)志著工業(yè)控制領(lǐng)域又一個新時代的開始。它被譽為自動化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)，隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷完善和推廣，這一技術(shù)在許多大、中型水泥廠得到了廣泛的應(yīng)用。

1 現(xiàn)場總線技術(shù)簡介
1.1 現(xiàn)場總線的基本認識
現(xiàn)場總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場、在微機化測量控制設(shè)備之間實現(xiàn)雙向串行多節(jié)點數(shù)字通訊系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點通訊的底層控制網(wǎng)絡(luò)。它作為一個紐帶，把單個分散的各個測量設(shè)備連接在一起，使它們之間可以互相通訊，成為共同完成控制任務(wù)的系統(tǒng)。

1.2 現(xiàn)場總線的特點
在傳統(tǒng)的模擬控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場的儀表設(shè)備與控制室的控制器之間，通常采用一對一的物理連接，實現(xiàn)模擬信號的通訊。而在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，現(xiàn)場的儀表設(shè)備多采用智能化設(shè)備，通訊方式由數(shù)字信號取代了模擬信號，只需一根電纜即可將多個現(xiàn)場設(shè)備的多個運行參數(shù)傳入控制室，同時還可為多個設(shè)備提供電源，這樣不僅簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)約了硬件投資，同時還便于安裝和維護。

1.3 應(yīng)用較多的幾種現(xiàn)場總線技術(shù)
1.3.1 基金會現(xiàn)場總線（FF，F(xiàn)oundation Fieldbus）
它是以美國Fisher-Rosemount公司和Honeywell公司為首，聯(lián)合ABB、西門子等多個公司合并后，成立的現(xiàn)場總線基金會，制定了Word FIP協(xié)議。它以ISO/OSI開放系統(tǒng)互連模型為基礎(chǔ)，取其物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層為FF通訊模型的相應(yīng)層次，并在應(yīng)用層上增加了用戶層。用戶層主要針對自動化測控應(yīng)用的需要，定義了信息存取的統(tǒng)一規(guī)則，采用設(shè)備描述語言規(guī)定了通用的功能塊集。由于這些公司是這一領(lǐng)域的主要供貨商，因此由他們組成的基金會所制定現(xiàn)場總線規(guī)范具有一定的權(quán)威性。

1.3.2 Lon Works
它是由美國Echelon公司推出并由摩托羅拉、東芝公司共同倡導(dǎo)，于1990年正式公布形成的，它采用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協(xié)議，采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)計簡化為參數(shù)設(shè)置，其通訊速率從300bps 至1.5Mbps不等,直接通訊距離可達2700m（78kbps，雙絞線）；支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線電、力線等多種通訊介質(zhì)，并開發(fā)了相應(yīng)的本質(zhì)安全防爆產(chǎn)品，被譽為通用控制網(wǎng)絡(luò)。是具有強勁實力的現(xiàn)場總線技術(shù)。

1.3.3 PROFIBUS
PROFIBUS是德國國家標(biāo)準(zhǔn)DIN19245和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。由PROFIBUS-DP，PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-PA組成了PROFIBUS系列。DP型用于分散外設(shè)間的高速數(shù)據(jù)傳輸，適合于加工自動化領(lǐng)域的應(yīng)用。FMS意為現(xiàn)場信息規(guī)范，PROFIBUS-FMS適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關(guān)等，而PA型則是用于過程自動化的總線類型，它遵循IEC1158-2標(biāo)準(zhǔn)。它采用OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層。FMS還采用了應(yīng)用層。傳輸速率為9.6kbps ～12Mbps，最大傳輸距在12Mbps時為100m，1.5Mbps時為400m,可用中繼器延長至10k m。其傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纜，最多可連接127個站點，可實現(xiàn)總線供電和本質(zhì)安全防爆。