计算机控制系统功能之现场总线控制

现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。现场总线控制始于 20 世纪 80 年代末,它将计算机网络通信与管理引入了控制领域,并广泛应用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域。现场总线控制系统(Fieldbus ControlSystem,FCS)是应用在生产现场、微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统,也称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。

1)原理:FCS 是将现场仪表和控制室仪表连接起来的全数字化、双向、多站的互连通信的控制网络系统。它融合了智能化仪表、计算机控制网络和开放系统互连等技术。FCS 以现场总线为纽带,把挂接在总线上的网络节点组成自动化系统,实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、综合自动化等多项功能,如图所示。

计算机控制系统功能之现场总线控制

2)特点:FCS 是新一代 DCS,它采用“工作站-现场总线智能仪表”二层结构完成 DCS中的三层结构功能,降低了系统总成本,提高了可靠性,国际标准统一后可实现真正的开放式互联系统结构。

3)优点:现场总线技术用数字信号取代模拟信号,提高了系统的可靠性、精确度和抗干扰能力,并延长了信息传输的距离。FCS 废弃了 DCS 的输入/输出单元和控制站,采用现场设备或者现场仪表取代之。现场设备具有互换性和互操作性,改变了 DCS 控制层的封闭性和专用性,不同厂家的现场设备可互连也可互换,并可以统一组态。开放式互联网络可极为方便地实现数据共享。与 DCS 相比,FCS 能充分发挥上层系统调度、优化、决策的功能,并降低系统投资成本和减少运行费用。如果系统各部分分别选用合适的总线类型,会更有效地降低成本。

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