現場總線技術介紹和現場總線系統(tǒng)應用研究

　　1 現場總線系統(tǒng)概述

　　隨著控制技術、計算機技術和通信技術的飛速發(fā)展，數字化技術正在從工業(yè)生產過程的決策層、管理層、監(jiān)控層和控制層滲透到現場設備，這樣就產生了現場總線技術以及由此組成的控制系統(tǒng)—現場總線控制系統(tǒng)（FCS，FieldbusControlSystem）。自現場總線技術在90年代后期問世以來，它就已經開創(chuàng)了自動化控制技術的新紀元—數字時代。目前現場總線技術已經在國內化工、石化、冶金、建材、醫(yī)藥等工業(yè)過程中開始了成功的應用并取得了顯著的效益。

　　在國內，現場總線在火電廠機組控制方面已有局部使用，但還沒有在全廠使用現場總線控制系統(tǒng)的范例。簽與此，我們在某電廠機組重要程度相對較低的鍋爐補給水處理、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)）采用現場總線技術進行控制，作為FCS應用的嘗試與研究。

　　2 現場總線技術

　　根據國際電工委員會IEC61158標準的定義：安裝在制造或生產過程區(qū)域的現場裝置與控制自動控制裝置之間的數字式、串行、雙向、多點通信的數據總線稱為現場總線。由現場總線與現場智能設備組成的控制系統(tǒng)稱為現場總線控制系統(tǒng)FCS。

　　衡量一個控制系統(tǒng)是否為真正的現場總線控制系統(tǒng)FCS有三個關鍵要點，即：核心、基礎和本質。FCS的核心是總線協(xié)議，只有遵循現場總線協(xié)議的控制系統(tǒng)，才能稱為現場總線控制系統(tǒng)；FCS的基礎是數字智能現場儀表，它是FCS的硬件支撐；FCS的本質是信息處理現場化，這是FCS的系統(tǒng)效能體現?，F場總線控制系統(tǒng)是一種全計算機、全數字、雙向通信的新型控制系統(tǒng)?，F場設備級的數字化、網絡化是電廠信息化管理的基礎。

　　現場總線技術開發(fā)的出發(fā)點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)一標準的測量和控制產品，以現場總線技術為基礎的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、經濟性、可維護性。

　　1999年底IECTC65（負責工業(yè)測量和控制的第65標準化委員會）通過了8種類型的現場總線作為IEC61158國際標準。2001年8月經過修訂制定出10種類型的現場總線標準（第三版），分別為：

　　（1）Type1 TS61158（FF H1）現場總線

　?。?）Type2 ControlNet和EtherNet/IP現場總線

　　（3）Type3 Profibus現場總線

　?。?）Type4 P-Net現場總線

　?。?）Type5 FFHSE現場總線

　?。?）Type6 SwiftNet現場總線

　?。?）Type7 WorldFIP現場總線

　?。?）Type8 Interbus現場總線

　?。?）Type9 FF HSE現場總線

　　（10）Type10 Profinet現場總線

　　各種現場總線是針對不同的應用領域開發(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)生產的過程自動化領域如石化、化工、電力、冶金等Profibus和FF總線比較適合。下面對Profibus和FF總線分別進行介紹：