現場總線技術在自動化控制系統中的應用探析

引言

現場總線應該根據國民經濟發展和市場需求,結合現場總線特點和我國國情,從長遠出發確定現場總線的發展戰略。隨著基于現場總線技術的全開放控制系統的誕生,將對傳統的控制系統結構帶來革命。采用現場總線方式可以節省硬件數量與投資，可減少變送器的數量，不再需要單獨的控制器、計算單元等；節省安裝和維護費用等。

現場總線是指安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動控制裝置之間實現雙向串行多節點數字通信、完成測量控制任務的數據總線。現場總線控制系統正逐漸把電氣控制和過程控制合并起來,實現真正意義的集中控制。

1現場總線技術介紹

1.1PROFIBUS（Process Fieldbus）現場總線

以西門子公司為首的PROFIBUS現場總線協議滿足開放性總線系統的要求,構成從傳感器/執行器、現場級、單元級直至管理級的透明的通訊系統。PROFIBUS是一個家族。它有三個成員或三種類型,即-FMS,-DP和-PA，基本特點如下：

1）PROFIBUS-FMS(Fieldbus MessageSpecification現場總線報文規范)。此部分是完成控制器和現場器件之間的通信以及控制器之間的信息交換，適應于完成中等傳輸速度進行較大數據交換的循環和非循環通訊任務。使用RS485時，通信速率為9.6k-500k波特，距離為1.6km-4.8km，最多可接122個節點，介質可為雙絞線或光纜。

2）PROFIBUS-DP(Decentralized Pe—riphery分散型外圍設備)是一種優化的通訊模塊，適用于自動控制系統和外圍設備之間的通信，對時間要求苛刻的場合。RS-485雙絞線或光纜，為9.6K-12M波特,最大站數126。

3）PROFIBUS-PA(Process Automa—tion過程自動化)，應用于過程自動化，用于對安全性要求高的場合及由總線供電的站點。通信速率為31.25kbps，最大距離為≤1.9km。

1.2LonWorks（Local Operating Networks）現場總線

LonWorks技術是美國Echelon公司1991年推出的一套標準，是一種開放分布式控制總線技術。目前采用LonWorks技術的產品廣泛應用于工業控制、建筑物自動化等領域，相應的LON（LocalOperating Networks）總線也成為但前最為流行的總線之一，基本特點如下：

1)LONWORKS協議遵循ISO／OSI參考模型，它提供了OSI所定義的全部7層服務，可以構成總線型、星型、環型和混合型等典型的網絡結構，能實現網絡拓撲結構的自由組合，可以通過網關實現不同現場總線的互聯。