現(xiàn)場總線技術(shù)介紹和現(xiàn)場總線系統(tǒng)應(yīng)用研究

　　1 現(xiàn)場總線系統(tǒng)概述

　　隨著控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)正在從工業(yè)生產(chǎn)過程的決策層、管理層、監(jiān)控層和控制層滲透到現(xiàn)場設(shè)備，這樣就產(chǎn)生了現(xiàn)場總線技術(shù)以及由此組成的控制系統(tǒng)—現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS，F(xiàn)ieldbusControlSystem）。自現(xiàn)場總線技術(shù)在90年代后期問世以來，它就已經(jīng)開創(chuàng)了自動(dòng)化控制技術(shù)的新紀(jì)元—數(shù)字時(shí)代。目前現(xiàn)場總線技術(shù)已經(jīng)在國內(nèi)化工、石化、冶金、建材、醫(yī)藥等工業(yè)過程中開始了成功的應(yīng)用并取得了顯著的效益。

　　在國內(nèi)，現(xiàn)場總線在火電廠機(jī)組控制方面已有局部使用，但還沒有在全廠使用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的范例。簽與此，我們在某電廠機(jī)組重要程度相對較低的鍋爐補(bǔ)給水處理、工業(yè)廢水處理、循環(huán)水處理系統(tǒng)（以下簡稱主廠房外水系統(tǒng)）采用現(xiàn)場總線技術(shù)進(jìn)行控制，作為FCS應(yīng)用的嘗試與研究。

　　2 現(xiàn)場總線技術(shù)

　　根據(jù)國際電工委員會(huì)IEC61158標(biāo)準(zhǔn)的定義：安裝在制造或生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、雙向、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。由現(xiàn)場總線與現(xiàn)場智能設(shè)備組成的控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS。

　　衡量一個(gè)控制系統(tǒng)是否為真正的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS有三個(gè)關(guān)鍵要點(diǎn)，即：核心、基礎(chǔ)和本質(zhì)。FCS的核心是總線協(xié)議，只有遵循現(xiàn)場總線協(xié)議的控制系統(tǒng)，才能稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)；FCS的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場儀表，它是FCS的硬件支撐；FCS的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化，這是FCS的系統(tǒng)效能體現(xiàn)?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是一種全計(jì)算機(jī)、全數(shù)字、雙向通信的新型控制系統(tǒng)。現(xiàn)場設(shè)備級的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是電廠信息化管理的基礎(chǔ)。

　　現(xiàn)場總線技術(shù)開發(fā)的出發(fā)點(diǎn)就是要為用戶提供開放的、具有可互操作性、可互換性和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的測量和控制產(chǎn)品，以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)的FCS的優(yōu)越性概括起來有以下幾方面：互操作性、分散性、可靠性、精確性、開放性、經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性。

　　1999年底IECTC65（負(fù)責(zé)工業(yè)測量和控制的第65標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)）通過了8種類型的現(xiàn)場總線作為IEC61158國際標(biāo)準(zhǔn)。2001年8月經(jīng)過修訂制定出10種類型的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)（第三版），分別為：

　　（1）Type1 TS61158（FF H1）現(xiàn)場總線

　?。?）Type2 ControlNet和EtherNet/IP現(xiàn)場總線

　　（3）Type3 Profibus現(xiàn)場總線

　?。?）Type4 P-Net現(xiàn)場總線

　　（5）Type5 FFHSE現(xiàn)場總線

　?。?）Type6 SwiftNet現(xiàn)場總線

　　（7）Type7 WorldFIP現(xiàn)場總線

　?。?）Type8 Interbus現(xiàn)場總線

　?。?）Type9 FF HSE現(xiàn)場總線

　?。?0）Type10 Profinet現(xiàn)場總線

　　各種現(xiàn)場總線是針對不同的應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)的，不可能采用同一種總線解決所有的工業(yè)控制和過程控制。

　　在連續(xù)生產(chǎn)的過程自動(dòng)化領(lǐng)域如石化、化工、電力、冶金等Profibus和FF總線比較適合。下面對Profibus和FF總線分別進(jìn)行介紹：