现场总线产生发展现状b.doc

现场总线产生发展现状b.doc现场总线产生发展现状
内容摘要：本文介绍了现场总线的概念，以及其产生背景和最新发展现状，对现场总线的本质 和优点做了总结，比较了几种主流的现场总线，并对工业以太网与现场总线的关系做了简单的 介绍。文章面向的对象为对控制领域和现场总线感兴趣的初级读者，是相关内容的入门资料。
现场总线是过程控制理论中的热门话题，也是相关领域的技术热点，受到了世界范围内 的广泛关注。在讨论现场总线之前我们不妨先回忆一下过程控制领域的发展过程以及现场总线 的产生背景。这或许会对我们理解现场总线的本质和发展有所帮助。
控制系统的发展以及现场总线的产生
随着科学技术的快速发展，过程控制领域在过去的两个世纪里发生了巨大的变革。150多 年前出现的基于5—13psi的气动信号标准（PCS, '1 neumaticControl System气动控制系 统），标志着控制理论初步形成，但此时尚未有控制室的概念；20世纪50年代，随着基于0 -10mA或4—20mA的电流模拟信号的模拟过程控制体系被提出并得到广泛的应用，标志了 电气自动控制时代的到来，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础，设立控制室、控制功能 分离的模式也一直沿用至今；20世纪70年代，随着数字计算机的介入，产生了“集中控制” 的中央控制计算机系统，而信号传输系统大部分是依然沿用4-20mA的模拟信号，不久人们 也发现了伴随着“集中控制”，该系统存在着易失控、可靠性低的缺点，并很快将其发展为分布 式控制系统（DCS, Distributed Control System分布式控制系统）；微处理器的普遍应用和计 算机可靠性的提高，使分布式控制系统得到了广泛的应用，由多台计算机和一些智能仪表以及 智能部件实现的分布式控制是其最主要的特征，而数字传输信号也在逐步取代模拟传输信号。 随着微处理器的快速发展和广泛的应用，数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能，产生了 以微处理器为核心，使用集成电路代替常规电子线路，实施信息采集、显示、处理、传输以及 优化控制等功能的智能设备。设备之间彼此通信、控制，在精度、可操作性以及可靠性、可维 护性等都有更高的要求。由此，导致了现场总线的产生。
现场总线的实质和优点
1984 年，现场总线的概念得到正式提出olEC（International Electrotechnical Commission, 国际电工委员会）对现场总线（Fieldbus）的定义为：现场总线是一种应用于生产现场，在现 场设备之间、现场设备和控制装置之间实行双向、串形、多结点的数字通信技术。
不同的机构和不同的人可能对现场总线有着不同的定义，不过通常情况下，大家公认现
场总线的本质 体现在以下六个方面:
现场通信网络
用于过程自动化和制造自动化的现场设备或现场仪表互连的现场通信网络。
现场设备互联
依据实际需要使用不同的传输介质把不同的现场设备或者现场仪表相互关联。
互操作性
用户可以根据自身的需求选择不同厂家或不同型号的产品构成所需的控制回路，从而可 以自由地集成FCSo
分散功能块
FCS废弃了 DCS的输入/输出单元和控制站，把DCS控制站的功能块分散地分配给现场 仪表，从而构成虚拟控制站，彻底地实现了分散控制。
通信线供电
通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量，这