怎麼通過現場匯流排控制設備

① 名詞解釋：現場匯流排控制系統

現場匯流排控制系統（FCS）是信息數字化、控制分散化、系統開放化和設備間相互可操作的新一代自動化控制系統。它具有完全的開放性，在遵循統一的技術標准條件下，用戶可以把不同品牌功能相同的產品集成在同一個控制系統內，構成一個集成的現場匯流排控制系統，在同一個系統內具有相同功能的不同產品之間能夠進行自由的相互替換，使用戶具有了自動化控制設備選擇和集成的主動權。現場匯流排控制系統真正實現了現場設備智能化，徹底的控制分散化，使微灌控制系統功能不需要依賴控制中心的計算機或主控制裝置，可以就近在現場完成控制功能，簡化了系統結構，提高了可靠性和方便性。採用數字化通信，提高了信號傳輸的可靠性和精度，利用現場匯流排控制技術能夠形成完全分散、全數字化的微灌控制網路。
現場匯流排技術順應了當今自控技術發展的「智能化、數字化、信息化、網路化、分散化」的主流，使傳統的控制系統無論在結構上還是在性能上都出現巨大的飛躍，是未來微灌應用自動控制技術發展的方向。但是現場匯流排控制系統目前還處在發展過程之中，現場匯流排控制的技術標准、現場匯流排儀表和控制設備的智能化等方面還不是十分完善，進入市場的成熟的智能化現場設備和儀表還不是很多，且與常規設備相比價格仍然較貴，因此目前在微灌領域的應用還處於初始階段。

② 什麼是現場匯流排為什麼要採用現場匯流排技術現場匯流排有哪些優點

1.現場匯流排的概念
現場匯流排是應用在生產現場、在微機化測量控制設備之間實現雙向串列多節點數字通信的系統，也被稱為開放式、數字化、多點通信的層控制網路。
現場匯流排技術將專用微處理器置入傳統的測量控制儀表，使它們各自具有了數字計算和數字通訊能力，採用可進行簡單連接的雙絞線等為匯流排，把多個測量控制儀表連接成網路系統，並按公開、規范的通信協議，在位於現場的多個微機化測量控制設備之間及現場儀表與遠程監控計算機之間，實現數據傳輸與信息交換，形成各種適應實際需要的自動控制系統。
現場匯流排是20世紀80年代中期在國際上發展起來的。隨著微處理器與計算機功能的不斷增強和價格的降低，計算機與計算機網路系統得到迅速發展。現場匯流排可實現整個企業的信息集成，實施綜合自動化，形成工廠底層網路，完成現場自動化設備之間的多點數字通信，實現底層現場設備之間以及生產現場與外界的信息交換。
2.現場匯流排的特點及優點
(1) 全數字化通信
(2) 開放型的互聯網路
(3) 互可操作性與互用性
(4) 現場設備的智能化
(5) 系統結構的高度分散性
(6) 對現場環境的適應性
3.現場匯流排的特點
現場控制設備具有通信功能，便於構成工廠底層控制網路。
通信標準的公開、一致，使系統具備開放性，設備間具有互可操作性。
功能塊與結構的規范化使相同功能的設備間具有互換性。
控制功能下放到現場，使控制系統結構具備高度的分散性。
4.現場匯流排的優點
現場匯流排使自控設備與系統步入了信息網路的行列，為其應用開拓了更為廣闊的領域；
一對雙絞線上可掛接多個控制設備， 便於節省安裝費用；
節省維護開銷；
提高了系統的可靠性；
為用戶提供了更為靈活的系統集成主動權。
5.為什麼要用現場匯流排？我們通過對現場匯流排在不同情況下不同機構和不同的人公認的對現場匯流排的本質體現中了解；
1)中現場通信網路
用於過程自動化和製造自動化的現場設備或現場儀表互連的現場通信網路。
現場設備互聯
依據實際需要使用不同的傳輸介質把不同的現場設備或者現場儀表相互關聯。
互操作性
用戶可以根據自身的需求選擇不同廠家或不同型號的產品構成所需的控制迴路，從而可以自由地集成FCS。
2)分散功能塊
FCS 廢棄了DCS 的輸入/輸出單元和控制站, 把DCS 控制站的功能塊分散地分配給現場儀表, 從而構成虛擬控制站，徹底地實現了分散控制。
3)通信線供電
通信線供電方式允許現場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用於本質安全環境的低功耗現場儀表, 與其配套的還有安全柵。
4)開放式互聯網路
現場匯流排為開放式互聯網路，既可以與同層網路互聯，也可與不同層網路互聯，還可以實現網路資料庫的共享。
從以上內容我們可以看到，現場匯流排體現了分布、開放、互聯、高可靠性的特點，而這些正是DCS系統的缺點。DCS通常是一對一單獨傳送信號，其所採用的模擬信號精度低，易受干擾，位於操作室的操作員對模擬儀表往往難以調整參數和預測故障，處於「失控」狀態，很多的儀表廠商自定標准，互換性差，儀表的功能也較單一，難以滿足現代的要求，而且幾乎所有的控制功能都位於控制站中。FCS則採取一對多雙向傳輸信號，採用的數字信號精度高、可靠性強，設備也始終處於操作員的遠程監控和可控狀態，用戶可以自由按需選擇不同品牌種類的設備互聯，智能儀表具有通信、控制和運算等豐富的功能，而且控制功能分散到各個智能儀表中去。由此我們可以看到FCS相對於DCS的巨大進步。
也正是由於FCS的以上特點使得其在設計、安裝、投運到正常生產都具有很大的優越性：首先由於分散在前端的智能設備能執行較為復雜的任務，不再需要單獨的控制器、計算單元等，節省了硬體投資和使用面積；FCS的接線較為簡單，而且一條傳輸線可以掛接多了設備，大大節約了安裝費用；由於現場控制設備往往具有自診斷功能，並能將故障信息發送至控制室，減輕了維護工作；同時，由於用戶擁有高度的系統集成自主權，可以通過比較靈活選擇合適的廠家產品；整體系統的可靠性和准確性也大為提高。這一切都幫助用戶實現了減低安裝、使用、維護的成本，最終達到增加利潤的目的。

③ 什麼是「現場匯流排控制系統」

傳統計算機控制系統中，現場儀表和控制器之間均採用一對一的物理連接。這種傳輸方式一方面要給現場安裝、調試及維護帶來困難，另一方面難以實現現場儀表的在線參數整定和故障診斷，無法實時掌握現場儀表的實際情況，使得處於最底層的模擬變送器和執行機構成了計算機控制系統中最薄弱的環節。

如圖4.1，現場匯流排採用數字信號傳輸，允許在一條通信線纜上掛接多個現場設備，而不再需要A/D、D/A等I/O組件。當需要增加現場控制設備時，現場儀表可就近連接在原有的通信線上，無需增設其它任何組件。

從結構上看，DCS實際上是"半分散"、"半數字"的系統，而FCS採用的是一個"全分散"、"全數字"的系統架構。FCS的技術特徵可以歸納為以下幾個方面:①全數字化通信――現場信號都保持著數字特性，現場控制設備採用全數字化通信。②開放型的互聯網路――可以與任何遵守相同標準的其它設備或系統相連。③互可操作性與互用性――互操作性的含義是指來自不同製造廠的現場設備可以互相通信、統一組態;而互用性則意味著不同生產廠家的性能類似的設備可進行互換而實現互用。④現場設備的智能化――匯流排儀表除了能實現基本功能之外，往往還具有很強的數據處理、狀態分析及故障自診斷功能，系統可以隨時診斷設備的運行狀態。⑤系統架構的高度分散性――它可以把傳統控制站的功能塊分散地分配給現場儀表，構成一種全分布式控制系統的體系結構。

④ 現場匯流排控制系統的現場匯流排和現場匯流排控制系統的定義

1. 現場匯流排是一種適應智能現場儀表發展的開放型數字通信技術，旨在通過數字通信網路替代傳統的I/O連接方式，將通信網路擴展到工業過程現場。
2. 根據IEC和ISA的定義，現場匯流排是一種連接智能現場設備和自動化系統的數字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網路，其核心特徵是支持雙向、多節點、匯流排式的全數字通信。
3. 隨著現場匯流排技術與智能儀表管控一體化的進步，這種開放型工廠底層控制網路構成了新一代網路集成式全分布計算機控制系統，即現場匯流排控制系統（FCS）。
4. FCS作為新一代控制系統，採用了基於開放式、標准化的通信技術，克服了傳統DCS採用專用通信網路的限制，並進一步改變了DCS的「集散」系統結構，實現了全分布式系統架構，將控制功能完全下放到現場。
5. 簡而言之，現場匯流排將控制系統的基礎設備作為網路節點連接起來，實現自下而上的全數字化通信，可以視為通信匯流排在現場設備中的延伸，將企業信息溝通的范圍擴展到工業現場。