现场总线技术在宁夏鲁能鸳鸯湖电厂(2×600 MW)2号机组的应用研
究
摘要：现场总线技术，以其智能化和先进性，成为自动化控制系统的发展主流。文章重点讨论了现场总线在宁夏鲁能鸳鸯湖电厂的具体应用原则，并以ABB 公司的DCS系统为例，介绍了现场总线在火电厂600MW空冷超临界机组的具体应用。
关键词：现场总线；宁夏鲁能鸳鸯湖电厂；控制系统
现场总线技术，即采用总线的方式连接现场智能设备，将数字化延伸到变送器、执行机构等现场设备，实现提升控制品质、智能化设备管理、降低施工成本和周期和未来的维护成本的目的。目前，现场总线技术在石化行业已有广泛的应用，如上海赛科。但在国内电力行业，现场总线技术虽有应用，但多停留在过程测点监视方面，控制回路应用极少。
本文结合宁夏鲁能鸳鸯湖电厂采用的ABB公司现场总线技术，详细介绍了现场总线600 MW火力发电机组具体应用案例。
1总线标准介绍
现场总线技术是目前自动化领域最先进成熟的技术之一。其概念一经提出，各国际大公司都致力于发展自己的现场总线标准，以期在未来的竞争中占得先机。截至目前为止，现场总线的标准已经有40多种。但就电力行业而言，广泛采用的现场总线标准是FF、Profibus、DeviceNet等，而宁夏鲁能鸳鸯湖电厂2号机组所采用的现场总线技术为FF总线和Profibus总线技术。
现场总线总的应用原则是：保证安全可靠的前提下，兼顾经济性；合适的地方用合适的总线技术。无论哪种总线技术都无法涵盖电厂中的所有设备类型，因此电厂控制系统必然是综合使用多种主流总线技术，包括Ff、Profibus等，实现系统的高可靠性、高可用性、先进性、可扩展性。各种总线技术的特点和侧重点不同，也就有了不同的应用范围。
FF现场总线：可用于连续测量点或者控制点，多用于压力、温度、液位、化学分析等测量点、气动阀门定位器和电动执行机构等。在电厂控制中，可用于汽包水位控制、汽包压力控制、给水加热器水位控制、冷凝器水位控制、蒸汽温度控制等回路。采用FF控制回路时，其总线段宏循环周期一般设500 ms，而控制回路周期一般设为1 s。当然，这并不意味着FF无法用于更快回路的控制，仅仅因为宏循环周期愈短，网段所连接设备就越少，整体性能价格比将大为降低。
Profibus DP：用于电气量的监测、直接在线马达控制、变速马达控制、现场供电的执行机构等。在电厂中，可用于电动阀门、变频器、中低压断路器、马达控制中心等设备。其通讯速率一般设置为500 kbit/s。在控制系统中，其执行周
火力发电厂现场总线控制系统（好文章！分享给大家） 2015-06-15 阀门与执行机构阀门与执行机构 一、现场总线标准及结构选择 目前，国际现场总线还未形成统一的标准，适用于火电机组自动化控制系统的现场总线主要有德国西门子公司研发的Profibus现场总线和国际现场总线基金会组织研发的基金会现场总线(FF)等。Profibus现场总线为国际现场总线标准IEC61158的组成部分，其分类为Type3，主要由Profibus-PA、Profibus-DP组成，Profibus-DP的数据传输速率为9.6kbit/s ～12Mbit/s, Profibus-PA的数据传输速率为31.25kbit/s。FF与Profibus现场总线相同，为国际现场总线的组成部分，其分类为Type l和Type 5，主要有Hl和H2 2种通讯速率。Hl的数据传输速率为31.25kbit/s, H2的数据传输速率为1Mbit/s、2.5 Mbit/s和100Mbit/s。 对于Profibus和FF现场总线，FF现场总线较适用于连续量控制(取代4～20mA模拟量信号)，而Profibus现场总线较适用于离散量控制，但也适用于连续量控制(对连续量的控制优势低于FF现场总线)。Profibus现场总线的现场智能设备仅支持双向数字化信号传输功能，不支持单回路控制，控制策略由控制系统实现。FF现场总线的现场智能设备既支持双向数字化信号传输功能，又可实现单回路控制。火电机组的控制具有集中且复杂的特点，不同控制回路之间往往相互关联。如果将各控制回路分散到现场智能设备中，将出现大量控制系统网络分段之间的通讯，从而使得系统通讯负荷增大，信号传输的实时性受到影响；当网络分段出现故障时，不同网段上设备之间的联锁功能无法实现，影响机组的安全运行。因此，FCS结构应采用在现场设备层使用现场总线技术，所有的设备控制策略在控制系统的控制器中集中处理。 二、控制范围 为了确保机组运行的安全性，结合现场总线技术的特点，在火电机组FCS中，机组的主保护控制(炉膛安全监控系统(FSSS)、汽轮机紧急跳闸系统(ETS)、旁路控制系统(BPC)、事故顺序记录(SOE)等)和主要辅机的保护功能不纳入现场总线；用于联锁保护的开关型气动阀门、电磁阀不纳入现场总线控制；国产电动阀门(因现场总线接口不完善，且缺乏相应的测试和实际应用)不纳入现场总线控制；开关量仪表(压力开关、液位开关、温度开关等)不纳入现场总线控制；用于非重要调节回路的气动调节阀和电动调节阀纳入现场总线控制控制；用于非重要控制系统的开关型电动阀门纳入现场总线控制飞380v 及6kv电动机纳入现场总线控制；温度测点采用现场总线；用于监视的测量信号采用现场总线；厂用电电源系统采用现场总线控制；对于空冷机组空冷岛变频器在采用特殊的抗干扰隔离措施后纳入现场总线控制；化学补给水系统、净水系统反渗透系统、废水系统、凝结水精处理系统、制氯／加氯系统、储氢系统、除灰及除渣系统、电除尘系统、脱硫系统、输煤系统等采用现场总线控制。 三、设备选型 控制系统的控制器采用具有总线接口的冗余控制器。控制系统在现场设备层全部采用现场总线技术对高速控制设备采用常规控制方式；380V电动机MCC回路采用具有Profibus-DP接口的智能马达控制器；变送器采用现场总线型智能变送器并接入DCS。与机组重要保护和调节相关的变送器采用具有HART通讯协议的常规智能型进口变送器；电动阀门执行机构采用具有现场总线接口的设备；气动调节阀执行机构采用具有现场总线接口的智能定位器；温度测点采用具有现场总线接口的智能温度变送器；电磁阀采用具有现场总线接口的阀岛；对于不具备总线接口的设备采用具有现场总线接口的远程I/O站。 四、FCS网段
智能仪表及现场总线设计 平台标书一 Prepared on 21 November 2021
一、项目概况 1、项目名称：智能仪表及现场总线设计平台设备招标 2、招标单位：大连海事大学规划与资产管理处 商务联系人：衣纯婷传真: 技术联系人：赵永生 地址：辽宁省大连市甘井子区凌海路1号邮编：116026 3、项目技术要求：详见需求清单 4、招标时间安排 发标时间：2009年3月18日 发标地点：大连海事大学规划与资产管理处（综合楼620室） 投标日：2009年4月6日（上午11点前） 二、投标须知 1、投标费用：投标方应承担编制投标文件、考察现场与递交投标文件的一切费用。不管投标结果如何，招标单位概不负责此项费用。 2、投标文件包括投标资格证明文件、技术说明书及报价书。投标单位必须详列设备的规格、型号、厂家及报价。 3、招标单位对未中标方不做任何解释。 4、本招标文件未尽事宜按有关规定执行。 5、合格投标方范围：须为设备生产商或指定代理商，具有设计、安装、调试及维护的能力，具有独立法人资格和相关资质，在法律上和财务方面独立，并具有相应的技术、设备、经济能力和良好的社会信誉。
6、投标文件中应包括投标资格证明文件：营业执照、代理证书、投标方简历和概况、以往业绩、已经做过及正在进行的同类工程资料等。 7、投标时需提供代理资格或授权书的复印件。 8、能够提供商业货物销售发票或增值税普通发票 9、付款方式：设备安装调试完毕，验收合格后付款。 10、中标单位需在中标后30日内签定合同。否则视为放弃。 投标文件的编写与递交 1、投标文件由投标书格式、技术说明书、报价、投标资格证明文件组成。投标方保证所提供的全部资料的真实性，否则，投标可能被拒绝。 2、投标方应将投标文件密封，按规定的投标日期及地点送至招标单位，招标单位拒绝投标截止日期后收到的投标文件。投标方签发正本1份；副本4份。 3、投标截止日期后不得修改投标文件。 4、与技术要求有偏离的设备，请填写技术规范偏离表，否则，视为无偏离。 三、开标评标 1、招标单位届时将组成评标委员会。 2、评标委员会将根据技术说明书、供货期、报价、公司资信及售后服务质量进行综合评价。 3、评标期间，招标单位有权要求投标方答疑。 五.其它要求 1.供方必须满足需方提出的技术要求。
现场总线技术及其应用研究 中文摘要: 现场总线技术自70年代诞生至今，由于它在多方面的优越性，得到大范围的推广，导致了自动控制领域的一场革命。本文从多个方面介绍了现场总线技术的种类、现状、应用领域及前景。 现场总线FF（Field Bus）的概念起源于70年代，当时主要考虑将操作室的现场信号和到控制仪器的控制信号由一组总线以数字信号形式传送，不必每个信号都用一组信号线。随着仪表智能化和通讯数字化技术的发展，数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能，由全数字现场控制系统代替数字与模拟分散型控制系统已成为工业化控制系统发展的必然趋势。 现场总线已经发展成为集计算机网络、通信技术、现场控制、生产管理等内容为一体的现场总线控制系统FCS（Field-bus Control System）。它将通信线一直延伸到生产现场生产设备，用于过程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，将传统的DCS 三层网络结构变成两层网络结构，降低了成本，提高了可靠性，实现了控制管理一体化的结构体系。 关键词：现场总线技术、自动控制、发展趋势
第一章绪论 现场总线（Fieldbus）是80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。 现场总线控制系统（FCS）是顺应智能现场仪表而发展起来的。它的初衷是用数字通讯代替4－20mA模拟传输技术，但随着现场总线技术与智能仪表管控一体化（仪表调校、控制组态、诊断、报警、记录）的发展，在控制领域内引起了一场前所未有的革命。控制专家们纷纷预言：FCS将成为21世纪控制系统的主流。 第二章现场总线技术概述 2.1现场总线的定义： 目前，公认的现场总线技术概念描述如下：现场总线是安装在生产过程区域的现场设备/仪表与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。其中，"生产过程"包括断续生产过程和连续生产过程两类。或者，现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能的网络系统与控制系统。 2.2 现场总线技术产生的意义 （1）现场总线（Fieldbus）技术是实现现场级控制设备数字化通信的一种工业现场层网络通信技术；是一次工业现场级设备通信的数字化革命。现场总线技术可使用一条通信电缆将现场设备（智能化、带有通信接口）连接，用数字化通信代替4-20mA/24VDC信号，完成现场设备控制、监测、远程参数化等功能。 （2）传统的现场级自动化监控系统采用一对一连线的、4-20mA/24VDC信号，信息量有限，难以实现设备之间及系统与外界之间的信息交换，使自控系统成为工厂中的"信息孤岛"，严重制约了企业信息集成及企业综合自动化的实现。 （3）基于现场总线的自动化监控系统采用计算机数字化通信技术，使自控系统与设备加入工厂信息网络，构成企业信息网络底层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。 第三章现场总线的种类 从20世纪90年代以后，现场总线技术得到了迅猛发展，出现了群雄并起、百家争鸣的局面。目前已开发出有40多种现场总线，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、
Lonworks 总线及其应用
2008-2-27 17:03:00 来源：
一、现场总线 现场总线是 20 世纪 80 年代中期在国际上发展起来的。 随着微处理器与计算机功能的不断增强和价 格的降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展。现场总线可实现整个企业的信息集成，实施综合自 动化，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层现场设备之间以及生产 现场与外界的信息交换。现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点 数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。 迄今为止，比较成熟的并且比较有影响力的现场总线则有以下几种类型： 1.FF，2.Profibus，3.CAN，4.Lonworks，5.Devicenet，6.Interbus，7.WorldFIP，8.Swiftnet，9.P-net， https://www.doczj.com/doc/0b6295388.html,-link，11.AS-i，12.controllnet。 由于现场总线系统打破了传统控制系统采用的按控制回路要求， 设备一对一的分别进行连线的结构 形式。把原先 DCS 系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块放入现场设备，加上现场设备具有 通信能力，因而控制系统功能能够不依赖控制室中的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底 的分散控制。 现场总线系统在技术上具有以下特点： (1)系统具有开放性和互用性 通信协议遵从相同的标准，设备之间可以实现信息交换，用户可按自己的需要，把不同供应商的产 品组成开放互连的系统。 系统间、 设备间可以进行信息交换， 不同生产厂家的性能类似的设备可以互换。 (2)系统功能自治性 系统将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，现场设备可以完成 自动控制的基本功能，并可以随时诊断设备的运行状况。 (3)系统具有分散性 现场总线构成的是一种全分散的控制系统结构，简化了系统结构，提高了可靠性。 (4)系统具有对环境的适应性 现场总线支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采 用两线制实现供电和通信，并可以满足安全防爆的要求。 由于现场总线结构简化，不再需要 DCS 系统的信号调理、转换隔离等功能单元及其复杂的接线， 节省了硬件数量和投资。简单的连线设计，节省了安装费用。设备具有自诊断与简单故障处理能力，减 少了维护工作量。设备的互换性、智能化、数字化提高了系统的准确性和可靠性。还具有设计简单，易 于重构等优点。 下面本文对 Lonworks 总线和其技术特点及原理进行详细阐述： 1. Lonworks 总线及 Lonworks 系统特点 Lonworks 是由美国 Echelon 公司于 20 世纪 90 年代初推出的现场总线， 它采用 ISO/OSI 模型的全部 7 层通讯协议， 这是在现场总线中唯一提供全部服务的现场总线， 在工业控制系统中可同时应用在 Sensor Bus、Device Bus、Field Bus 等任何一层总线中。它除了具有上面说提到的现场总线的公共的特点外， 另外，在一个 Lonworks 控制网络中，智能控制设备(节点)使用同一个通信协议与网络中的其它节点通
机器人冲压自动化生产线的九大部分解读 典型的机器人冲压自动化生产线包含以下部分：机器人、电控系统、拆垛装置、过渡皮带、板料清洗机、板料涂油机、对中台、线尾码垛系统、安全防护系统及机器人端拾器。具体布置方式可以根据生产车间的面积进行调整，如拆垛车的开出方式既可以与冲压线平行也可以与冲压线垂直。 一、冲压机器人冲压生产用机器人除了要求负载大、运行轨迹精确及性能稳定可靠等搬运机器人所共有的特性，还要满足频繁起/制动、作业范围大、工件尺寸及回转面积大等特点。各个厂家的冲压机器人都在普通搬运机器人的基础上加大了电动机功率及减速机规格，加长了手臂，并广泛采用棚架式安装结构。 二、机器人冲压自动化线控制系统机器人冲压自动化系统需要集成压力机、机器人、拆垛机、清洗机、涂油机、对中台、双料检测装置、视觉识别系统、各种皮带、同步控制系统、安全防护系统及大屏幕显示，并具有无缝集成进工厂MES系统的能力。为了把如此多的智能控制系统有效集成，一般采用以太网与工业现场总线二级网络系统，其中现场总线系统可能同时搭载安全总线。 三、拆垛系统目前常见的拆垛系统有三种，分别是专用拆垛机/机器人+拆垛小车/桁架式机械手+拆垛小车。 专用拆垛机。其结构特点是垛料放置在可移动液压升降台车上；垛料高度依靠与光电传感器与液压系统控制，保持恒定；磁力分张器依靠气动或电动驱动自动贴近垛料；采用气缸驱动、矩阵布置的真空吸盘组进行拆垛，真空吸盘组垂直运动；拆成单张的板料采用磁性皮带传输。 机器人+拆垛小车。其结构特点是垛料放置在可移动的拆垛小车上；垛料高度不控制，拆垛时依靠计算的板料厚度自动调整机器人吸料高度；磁力分张器支架安装在拆垛小车上，支架可平移并具有多个可自由旋转的调整关节，更换垛料时人工将磁力分张器靠在垛料周边；拆垛用真空吸盘组及双料检测传感器安装在机器人端拾器上；拆成单张的板料由机器人放置在可伸缩过渡皮带上进行传输。
现场总线技术综述 一.概述 现场总线控制系统技术是20 世纪80 年代中期在国际上发展起来的一种崭新的工业控制技术。现场总线控制系统（FCS）的出现引起了传统的PLC 和DCS控制系统基本结构的革命性变化。现场总线系统技术极大地简化了传统控制系统繁琐且技术含量较低的布线工作量，使其系统检测和控制单元的分布更趋合理。更重要的是从原来的面向设备选择控制和通信设备转变成为基于网络选择设备。尤其是20世纪90 年代现场总线控制系统技术逐渐进入中国以来，结合Internet 和Intranet 的迅猛发展，现场总线控制系统技术越来越显示出其传统控制系统无可替代的优越性。现场总线控制系统技术已成为工业控制领域中的一个热点。 1.现场总线的特点 现场总线技术实际上是采用串行数据传输和连接方式代替传统的并联信号传输和连接方式的方法，它依次实现了控制层和现场总线设备层之间的数据传输，同时在保证传输实时性的情况下实现信息的可靠性和开放性。一般的现场总线具有以下几个特点：（1）布线简单（2）开放性（3）实时性（4）可靠性2.现场总线的优点 由于现场总线以上的特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统的设计，安装，投运到正常生产运行以及检修维护，都体现出优越性。 1.节省硬件数量与投资， 2.节省安装费用 3.节省维护开销 4.用户具有高度的系统集成主动权 5.提高了系统的准确性与可靠性 3.现场总线的应用领域 目前现场总线技术的应用主要集中在冶金、电力、水处理、乳品饮料、烟草、水泥、石化、矿山以及OEM用户等各个行业，同时还有道路无人监控、楼宇自动化、智能家居等新技术领域。
二．现场总线的标准 1.IEC61158的制定 1984年IEC提出现场总线国际标准的草案。1993年才通过了物理层的标准IEC1158-2,并且在数据链路层的投票过程中几经反复。 发展61158现场总线的本意是“排他的和联合的”，各自独立的“现场总线”将给用户带来许多头疼的技术问题，牺牲的是用户的利益。在现场总线领域里，德国派（ISP，Interoperable System Project,可互操作系统规划,是一个以Profibus 为基础制定的现场总线国际组织)和法国派（WORLD FIP）的对持十分激烈，互不相让，以至于IEC无法通过国际标准。1994年6月在国际上要求联合强烈的呼声和用户的压力下，ISP 和World FIP成立了FF(Fieldbus Foundation,现场总线基金会), 推出了FF现场总线。IEC投票的文本就是以FF为蓝本的方案。这是现场总线发展的主流方向。 由于FF的目标是致力于建立统一的国际标准，它的成立实质上意味着工业界将摒弃ISP（含PROFIBUS）和WORLD FIP。它的成立导致了德国派ISP 立即解散；法国派（WORLD FIP）已经明确表示不反对IEC的方案，并且可以友好地与IEC方案互联，甚至提出了与FF“无缝连接”方案；而剩下的德国派PROFIBUS因为与FF的方案和技术途径不同，过渡将是非常困难，因此强烈反对IEC方案以保住市场份额。但是PROFIBUS提出的技术理由仅仅是一些支节问题，于是一些评论认为它是出于商业利益的驱动去反对FF，国际上的现场总线之争已经演变成为PROFIBUS的德国派与以FF为代表的“联合派”竞争。有趣的是工业国家的大公司往往“脚踏几条船”加入各种现场总线以获得更多的商业 利益，如最能说明问题的是最主要的反对者西门子公司（PROFIBUS主要成员）也参加了FF。这种具有特殊意义事实已经说明了PROFIBUS要与FF对抗在技术上处于明显的劣势。 在现场总线国际标准IEC61158中，采用了一带七的类型，即： 类型1 原IEC61158技术报告（即FF －H1） 类型2 Control Net（美国Rockwell）公司支持 类型3 Profibus（德国SIEMENS公司支持） 类型4 P-Net（丹麦Process Data公司支持）
工控领域最流行的九大现场总线
工控领域最流行的九大现场总线 2012-07-27 11:55:57来源：OFweek工控网 我要分享 评论投稿订阅 导读：现场总线技术的兴起，开辟了工厂底层网络的新天地。它将促进企业网络的快速发展，为企业带来新的效益，因而会得到广泛的应用，并推动自动化相关行业的发展。 现场总线（Fieldbus）是20世纪80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于现场总线技术过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。
现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点：具有一定的时间确定性和较高的实时性要求，还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。 一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总线控制系统。人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方面，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。
DCS与FF现场总线仪表兼容性测试探讨 发表时间：2018-09-11T14:29:02.727Z 来源：《科技研究》2018年7期作者：金五岳 [导读] 本次研究主要是对DCS和FF现场总线仪表之间的兼容性相关问题进行测试和分析。 (中铝东南铜业有限公司 352106) 摘要：本次研究主要是对DCS和FF现场总线仪表之间的兼容性相关问题进行测试和分析，从基本要求，到所需设备再到最终的集成和测试，通过分析为今后实际项目的应用奠定基础。 关键词：DCS、FF；现场总线仪表；兼容性；测试 1引言 在现场总线系统当中一般会采用不同的方式把控制设备和智能仪表等连接在一起，包含FF总线接收器、电源调节器等[1]。在现场总线仪表当中放置有总线控制模块，和DCS当中的模块属于一一对应的关系[2]。本次结合某炼化厂的项目，该项目的现场总线标准为，采用FF 现场总线，整合DCS系统。 2总线设计基本要求 某炼化厂项目采用的是FF现场总线系统，具体为FF-H1，执行与FF相关的系列标准。所使用的总线电缆为专用的电缆，型号为A型，电缆的总长度需要控制在一定的范围之内，本次设定为低于1900m。另外，基准电流设定为10mA，通信波特率则是控制在31.00kbit/s,使用树形拓扑网络结构。在电缆使用过程当中，单根分支电缆的长度需要控制在120m以下，所接入的设备最多不能超过32个，但是因为受到设备网段通信性能以及物理方面的限制，安装的设备数量应当低于12台，网段连接现场总线设备应当控制在9台以下。 在本次具体开展测试的过程中，主要是对FF总线网段的负载能力进行检测，同时还需要对整体设备的运行与工作情况进行检测。 3测试系统的设备及结构 3.1 所需设备 根据总线设计使用的相关要求，结合网段设计的相关原则，在对系统进行配置时需要对FF电源调节器的配电能力进行考虑，同时还需要考虑到总线的电缆长度、配电能力以及可挂仪表的总数等，对电压电流的限制等相关运行参数进行检测。本次使用的设备包含：爱默生DELTA VDCS控制系统一套，FF智能仪表E+H热式流量计一台，FISHER阀门定位器3台，横河EJA110A型号变送器4台，横河YTA320型号变送器4台，主干线电缆的长度为1000m。 3.2 系统配置结构分析 本次所设计的测试系统采用的是树状网络拓扑结构，按照事先设计好的设计图，来对测试系统的仪表设备完成搭建和连接。所设计的树状拓扑结构应当符合相关的要求，如下：H1通信卡位于DCS控制柜当中，需要借助于FF系统电缆将其连接到电源调整器当中，再在主干电缆当中进行连接，继而可以和现场总线接线箱实现连接。分支所有电缆都需要通过FF现场接线箱完成接线工作。 3.3 理论计算 我们对于MTL电源调整器的输出电流比较熟悉，可以明确500mA是其最大输出电流[3]。FF总线电流消耗以及电压压降所采用的具体计算方式如下： 总线长度为所有分线和主干电缆的长度。 网段工作最大电流是所有线缆设备总电流加上1个分支短路的电流。 本次采用的是A型FF总线，而这一型号的总线直流电阻设定为22Ω/km。 假设在本次的FF总线当中连接了12台设备，干线长度设置为1km，工作电流控制在25mA，分支电缆的长度分为120m和60m两种。那么其电源调整器的额定电流应当比最大工作电流更大。 公式为（12-1）×25mA+60mA=335mA。 可以计算得出，额定电流335mA。 4、集成及测试分析 4.1 组态程序 DCS系统可以提供现场总线编辑器以及控制图的编辑器功能。这些功能的实现还需要AMS组态和调试现场的总线设备，同时还需要对现场总线设备功能在在线的状态下完成安装。本次所开展的措施是在现场总线当中创建FF仪表，数量为12块。再创设新的节点单元、H1网段接口以及现场控制站等，再进行安装，实现无缝集成。 4.2 测试及结果 本次需要借助于DCS现场总线编辑器以及设备自身所带的相关功能，FF网段连接的仪表信息和基本的相关状态可以借助于设备面板窗口观察到。比如总线仪表的设备好，制造商、设备版本、类型以及注册日期等重要的信息都可以观察到。这就说明了DCS系统和现场总线
现场总线综述 设计题目：现场总线技术的现状及其发展前景学院名称：电子与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 姓名：+++ 班级：电气112 班 学号：11401170236 指导教师：邱雪娜 2014 年11 月17 日
现场总线技术的现状及其发展前景 +++ （宁波工程学院，电子与信息工程学院，浙江宁波 315000） 摘要：现场总线技术是自动化领域里的一项新技术。本文阐述了现场总线技术的产生与发展及各类现场总线技术的历史、现状及特点,最后展望了该技术的未来发展趋势。 关键词：现场总线；产生与发展；特点；发展趋势 Present situation and development prospect of Fieldbus Technology LI Gensheng （School of Electron and Information Engineering, Ningbo University of Technology, Ningbo 315000 , China） Abstract: The fieldbus technology is a new technology in automatization. This paper expounds the origin and development of fieldbus technology and all kinds of history, present situation and characteristics of field bus technology, the future development trend of this technology are discussed. Key words：f ieldbus; generation and development; characteristic; the development trend 引言 现场总线控制系统技术自70年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，简化系统安装、维护和管理，降低系统的投资和运行成本，增强系统性能等方面的优越性引起人们的广泛注意，得到大范围的推广，导致了自动控制领域的一场革命。随着计算机技术的发展，现场总线技术不断向数字化、微型化、个性化，专用化发展。现场总线技术的市场不断扩大，前景广阔。 1 现场总线的定义与特点 1.1现场总线技术的定义 从名词定义来讲，现场总线是用于现场电器、现场仪表及现场设备与控制主机系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统。而现场总线标准规定某个控制系统中一定数量的现场设备之间如何交换数据。数据的传输介质可以是电线电缆、光缆、电话线、无线电等等。通俗地讲，现场总线是用在现场的总线技术。传统控制系统的接线方式是一种并联接线方式，从PLC控制各个电器元件，对应每一个元件有一个I/O口，两者之间需用两根线进行连接，作为控制和/或电源。当PLC所控制的电器元件数量达到数十个甚至数百个时，整个系统的接线就显得十分复杂，容易搞错，施工和维护都十分不便。为此，人们考虑怎样把那么多的导线合并到一起，用一根导线来连接所有设备，所有的数据和信号都在这根线上流通，同时设备之间的控制和通信可任意设置。因而这根线自然而然地称为了总线，就如计算机内部的总线概念一样。由于控制对象都在工矿现场，不同于计算机通常用于室内，所以这种总线被称为现场的总线，简称现场总线。 1.2现场总线的特点 现场总线技术实际上是采用串行数据传输和连接方式代替传统的并联信号传输和连接方式的方法，它依次实现了控制层和现场总线设备层之间的数据传输，同时在保证传输实时
工控领域最流行的九大现场总线 目前国际上有40多种现场总线，但没有任何一种现场总线能覆盖所有的应用面，按其传输数据的大小可分为3类：传感器总线（sensorbus），属于位传输；设备总线（devicebus），属于字节传输；现场总线，属于数据流传输。 1、FF现场总线 FF现场总线基金会是由WORLDFIPNA（北美部分，不包括欧洲）和ISPFoundation 于1994年6月联合成立的，它是一个国际性的组织，其目标是建立单一的、开放的、可互操作的现场总线国际标准。这个组织给予了IEC现场总线标准起草工作组以强大的支持。这个组织目前有l00多成员单位，包括了全世界主要的过程控制产品及系统的生产公司。1997年4月这个组织在中国成立了中国仪协现场总线专业委员会（CFC）。致力于这项技术在中国的推广应用。FF成立的时间比较晚，在推出自己的产品和把这项技术完整地应用到工程上相对于PROFIBUS和WORLDFIP要晚。但是正由于FF是 1992年9月成立的，是以FisherRosemount公司为核心的ISP（可互操作系统协议）与WORLDFIPNA两大组织合并而成的，因此这个组织具有相当实力：目前FF在IEC现场总线标准的制订过程中起着举足轻重的作用。 现场总线基金会自成立以来，经过十年的发展，已经形成了一个开放的、全数字化的工业通信系统，并在上世纪末开始进入中国市场，推动了中国的工业自动化技术进步，并开始了大型全区域系统集成的应用。一个开放式的总线协议，很重要的一点就是有多少设备支持这个协议。否则，这个协议的开放性就没有意义了。 在无线和远程I/O管理方面，现场总线基金会发布了基金会远程运营管理初步规范。新的技术规范是基金会面向无线和远程I/O进行远程运营管理解决方案的一部分，面向远程运营管理设备定义了代表基金会HART设备的现场总线变送器模块。该模块可以显示有线HART及无线HART设备。 此外，该规范还描述了通过基金会高速以太网（HSE）传输基本HART命令协议接触HART设备进行配置和资产管理的理想方法。规范也对在连接基金会远程运营管理设备的有线多触点网络和无线HART网络中识别和维护HART设备状态的结构进行了定义。 新的变送器模块规范将会使那些需要将HART和无线HART设备连入基金会现场总线、提升其与控制系统或者基金会设备的最终用户受益，”现场总线基金会技术开发总监DaveGlanzer说道：“他们可能会需要对资产管理采用一种网络化的方法，连接大量的HART和无线HART设备，进行配置和维护。” 在现场总线基金会架构内部，H1和HSE可以提供分布式功能模块的能力，与HSE 一起形成容量更大的通道，加快数据传输和传输量。基金会远程运营管理的开发，为有线及无线HSE主干网络建立了一个开放式、非专利性的规范，可以通过接口将不同的基金会远程运营管理设备和无线现场设备网络进行集成。
现场总线及现场总线智能仪表的发展 现场总线及现场总线智能仪表的发展 【摘要】现场总线技术及现场总线智能仪表是计算机技术、控制技术及通讯技术发展的必然结果。现场总线仪表近年来发展极为迅速, 已成为自动化仪表发展的方向, 应用前景是十分广阔的，现场总线控制系统(FCS)是分散型控制系统(DCS)的继承完善和进一步发展,终将取代分散控制系统(DCS)。现场总线智能仪表,含各种变送器执行器调节阀调节器等,都附有微处理器,都是全数字化标准化智能型的。 【关键词】现场总线智能仪表发展 中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号： 现场总线是生产现场的测量控制设备与控制室内的自控装置之 间的串行、多点、全数字的通信总线，也被称为控制领域的计算机局域网。这里所说的测量控制设备包括: 过程变量( 流量、温度、压力、物位等) 的转换器或变送器、积算装置、指示器、控制阀、On- Off 开关、电子驱动马达( 包括机械手的步进电机等) 以及安装在现场的简单PLC 和调节器等。目前, 国际电工委员会( IEC) 已经推出了由8 个部分组成的现场总线标准IEC61158。这虽然不是一个统一的标准, 但对其未来工业自动化领域网络技术的发展和产品的更新换代, 将 产生意义深远的影响。 智能现场总线仪表简称现场仪表, 是指由微处理器控制的、符合现场总线标准的仪表。鉴于目前多个标准共存, 且一台仪表难以作到兼容多种总线规范, 现场仪表只能有选择的针对某种总线标准进行 设计。 一、现场总线特点及其发展 现场总线是一种双向串行数字化传输的通讯总线, 是国际上80年代末兴起的新技术, 进入90年代走向实用化。它的出现使仪器仪表实现智能化、串行数字化传输, 改变了传统现场仪表装置与主控系统点对点的联系方式, 大量节省了现场布线缆；同时由于现场仪表装
现场总线技术在电力自动化中的应用 1、概述 现场总线（Fieldbus）是当前自动化领域的热门话题，被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，随着工业电网的日益复杂，人们对电网的安全要求也越来越高，现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。 2、现场总线 现场总线是80年代末、90年代初国际上形成的，用于生产现场、在微机化测量控制设备之间的实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。 现场总线系统FCS称为第五代控制系统，人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方面，突破了DSC系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。
2.1 特点 现场总线技术是计算机，网络通讯、超大规模集成电路、仪表和测试、过程控制和生产管理等现代高科技迅猛发展的综合产物，因此现场总线的内涵现在已远远不是指这一根通讯线或一种通讯标准。现场总线的控制系统在精度、可靠性、经济性等许多方面都要比传统的控制系统要优越得多，其主要特点如下。 A 系统的开放性。 传统的控制系统是个自我封闭的系统，一般只能通过工作站的串口或并口对外通讯。在ＦＣＳ中, 工作站同时靠挂于现场总线和局域网两层网络，通过后者可以与其它计算机系统或网络进行高速信息交换，以实现资源共享。另外，现场总线的技术标准是对所有制造商和用户公开的，没有专利许可要求，实行技术共享。它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。 B 可操作性与互用性 不同厂家生产的DCS产品不能互换，要想更新技术和设备，只能全部更换。FCS可实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。
现场总线仪表的特点及应用 随着社会的不断进步和发展，越来越多的科学技术应用到人们的日常生活当中。现场总线是现代工业自动化控制系统的核心技术之一，现场总线实现了工业生产自动化。现场总线具有分布式、开放性、高度智能化的特征，使得不同类型、不同规格的工业测控产品数据信息得以互享，提高了工厂的工作效率、稳定性。与此同时，还使工厂的生产成本大大的降低，为生产企业增加了经济效益。文章对现场总线仪表的特点及应用，进行了详细的探讨。 标签：现场总线；工作效率；生产现场 前言 随着社会的进步，高新技术呈现了迅猛发展的态势，现代化建设实践中非工业自动化已经成为社会广泛关注的话题。现场总线仪表技术是将智能化技术与工业生产相结合的重要技术保障，通过现场总线仪表的支持能够使得工业控制自动化技术有效的提升，从而实现工业生产由粗放式向集约化的转变，实现成本精细化管理，促进能源消耗的有效降低，保证生产社会实践活动的效率提升，同时对于生产安全的维护具有极大的推动作用。因此，作者针对“现场总线仪表的特点及应用”一题的研究具有现实意义。 1 现场总线仪表的概述 现场总线是应用在生产现场的一种系统，这种系统是在为基数测量控制设备之间实现的，具有双向性串行性的多字节数字通信系统，也被成为称为开放式、数字化、多点通信的控制网络。现场总线被社会各界广泛地应用，主要应用于生产制造业、流程工业、交通运输行业和房产建筑行业[1]。现场总线是工厂数字通信网络的基础系统，现场总线能实现生产现场和控制设备之间的共同的对话[1]。 现场总线是工业控制和先进计算机网络技术结合的产物，现场总线将智能传感器、计算机、数字通信等技术的综合，形成了新兴的技术系统。现场总线目前受到国际范围内的关注。随着信息时代的到来，计算机技术的不断更新，现场总线这一新兴的自动化技术，成为当下热议的焦点，现场总线的出现，将引起自动化系统的又一次变革。现场总线网络是一种总线型结构的局域网，数据信息较少，实时性较强、具有较强的可靠性。能满足众多的具有实际需求的自动化系统。总之，现场总线是一项集嵌入式系统、控制、计算机、数字通信网络为一体的综合性技术。 2 现场总线仪表的特点 2.1 数字化通信
现场总线对自动化仪表与系统的影响分析 现场总线出现于20世纪80年代末90年代初，是一种以计算机网络、智能传感控制、数字通信为主要内容的综合技术，涉及电力、冶金、化工、建材、轻工、造纸等多个领域，主要用于制造自动化、过程自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通信网络。目前现场总线已在自动化仪表与系统领域受到广泛关注，实现了自动化系统的深刻变革，大大提高工厂自动化水平，提高劳动生产率和经济效益。 1.现场总线的发展概述 现场总线可以称作是第五代控制系统，即：FCS——现场总线控制系统。第一代为气动信号控制系PCS，第二代为4～20 mA等电动模拟信号控制系统，第三代为数字计算机集中式控制系统DDC，第四代为集散式分布控制系统DCS。现场总线控制系统FCS打破了DCs 系统被束缚于通信专用网络的局面，形成了新型全分布式结构，将控制功能从根本上转移到现场。 关于现场总线标准，最早由国际电工委员会于1985年着手制订国际性现场总线标准，此后，美国仪表学会参与其中，但由于双方意见不一致而使该标准迟迟未出台，各国家便开始制订各自的标准。截止到1994年年初，在美国、德国、法国分别形成了Porifbus，IFP，IsA等几种主要的现场总线标准，国际上的ISP和World IFP两大现场总线组织合并，统一了IEC/SP50标准，此后，近200家仪表厂、公司成立了现场总线基金会（FF）。 目前，市场上的现场总线及相关产品包括主要用于工业控制的FF，用于楼宇自动化为的美国LON.以汽车工业为目标的德国CAN，传统的DCS等自动化控制系统逐渐被这种开放的自动化系统取而代之，整个测量与控制领域迎来发展的新时期。 2.现场总线的特点
现场总线技术在电厂的应用解析(一) 【论文关键词】:现场总线;控制系统;冗余;电厂【论文摘要】:文章主要讨论了现场总线的特点，阐明了基于现场总线的电厂自动化系统构成，着重强调了现场总线在电厂中应用应注意的问题。 1.前言 在电厂信息化的建设过程中，越来越多的专家、学者和电力工程设计人员意识到推动现场总线技术在电厂应用的重要性和迫切性，提出了现场总线控制系统在电厂的应用设想和建议。但到目前为止，在国内已建和在建电厂中，真正意义上的全面和系统地应用现场总线控制系统的实例尚未见报道，还只是局部的试点。 根据国际电工委员会IEC61158标准的定义：安装在制造或生产过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、双向、多点通信的数据总线称为现场总线。由现场总线与现场智能设备组成的控制系统称为现场总线控制系统(FCS)。而衡量一个控制系统是否为真正的FCS有三个关键要点，即：核心、基础和本质。FCS的核心是总线协议，只有遵循现场总线协议的控制系统，才能称为现场总线控制系统；FCS的基础是数字智能现场仪表，它是FCS的硬件支撑；FCS的本质是信息处理现场化，这是FCS系统的效能体现。 因此现场总线控制系统是一种全计算机、全数字、双向通信的新型控制系统。它与DCS的本质差异在于现场级设备的数字化、网络化，实现了控制装置与现场装置的双向通信，消除了生产过程监控的信息“盲点”。可以说，现场设备级的数字化、网络化是电厂信息化管理的基础。 2.电气现场总线控制系统的特点 2.1电气参数变化快 电气模拟量一般为电流、电压、功率、频率等参数，数字量主要为开关状态、保护动作等信号，这些参数变化快，对计算机监控系统的采样速度要求高。 2.2电气设备的智能化程度高 电气系统的发电机一变压器组保护、起动一备用变压器保护、自动同期装置、厂用电切换装置、励磁调节器等保护或自动装置均为微机型，6kV开关站保护为微机综合保护，380V开关站采用智能开关和微机型电动机控制器，所有的电气设备均实现了智能化，能方便地与各种计算机监控系统采用通信方式进行双向通信。 2.3电气设备的控制逻辑简单 电气设备的控制一般均为开关量控制，控制逻辑十分简单，一般无调节或其它控制要求。2.4电气设备的控制频度较低 除在机组起、停过程中，部分电气设备要进行一些倒闸或切换操作外，在机组正常运行时电气没备一般不需要操作。在事故情况下，大多由继电保护或自动装置动作来切除故障或进行厂用电源切换。 2.5电气设备具有良好的可控性 这是因为电气的控制对象一般均为断路器、空气开关或接触器，其操作灵活，动作可靠，与电厂其它受控设备相比，具有良好的可控性。 2.6电气设备的安装环境较好且布置相对集中 电气设备大多集中布置在电气继电器室和各电气配电设备问内，设备布置相对比较集中，且安装环境极少有水汽或粉尘的污染，为控制设备就地布置提供了有利条件。 3.基于现场总线的电厂自动化系统构成 电厂热工控制系统中所使用的仪表设备不同、连接方式不同、通信协议不同，给系统的兼容性、可扩展性、稳定性、维护等带来了很大的困难。为了使现场总线具有开放性，便于用户选择不同的产品，我们按照国际电工委员会(IEC)制定的IEC61158国际标准，提出了基于现