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现场总线控制系统的组成及特点一、现场总线控制系统的概念（FCS）现场总线控制是工业.aspx”title=“设备”style=“text-decoration:underline;color:blue”>设备自动化控制的一种计算机局域网络。
它是依靠具有检测、控制、通信能力的微处理芯片，数字化仪表（设备）在现场实现彻底分散控制，并以这些现场分散的测量，控制设备单个点作为网络节点，将这些点以总线形式连接起来，形成一个现场总线控制系统。
它是属于最底层的网络系统，是网络集成式全分布控制系统，它将原来集散型的DCS 系统现场控制机的功能，全部分散在各个网络节点处。
为此，可以将原来封闭、专用的系统变成开放、标准的系统。
使得不同制造商的产品可以互连，是DCS 系统的更新换代，大大简化系统结构，降低成本，更好满足了实事性要求，提高了系统运行的可靠性。
不同通信协议的现场总线控制系统一般通过工业PC 机内总线插槽的PC 接口板与现场总线网段连接。
二、现场总线控制系统的组成现场总线控制系统由测量系统、控制系统、管理系统三个部分组成，而通信部分的硬、软件是它最有特色的部分。
1、现场总线控制系统：它的软件是系统的重要组成部分，控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。
首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。
通过组态软件，完成功能块之间的连接，选定功能块参数，进行网络组态。
在网络运行过程中对系统实时采集数据、进行数据处理、计算。
优化控制及逻辑控制报警、监视、显示、报表等。
2、现场总线的测量系统：其特点为多变量高性能的测量，使测量仪表具有计算能力等更多功能，由于采用数字信号，具有高分辨率，准确性高、抗干扰、抗畸变能力强，同时还具有仪表设备的状态信息，可以对处理过程进行调整。
3、设备管理系统：可以提供设备自身及过程的诊断信息、管理信息、设。
第20卷第3期电站系统工程V ol.20 No.3 2004年5月Power System Engineering May, 2004 文章编号：1005-006X(2004)03-0054-02现场总线技术在控制系统中的应用王晓东１ 白明友１ 张千里２ （１．哈尔滨理工大学，２．哈尔滨大电机研究所） 摘要：介绍了采用Fieldbus现场总线技术实现电气系统过程控制的步骤与方法，进而分析了现场总线技术在电气系统过程控制中应用的优势与特点。
详细介绍了系统的配置以及功能。
关键词：现场总线；水力机械试验台；控制系统中图分类号：TK323文献标识码：BApplication of Fieldbus Technology in Electrical Control SystemWANG Xiao-dong, BAI Ming-you, ZHANG Qian-liAbstract:The procedure, method and advantages of application of Fieldbus technology in electric control system are introduced. The configuration and functions of the system as well as its advantages are detailed.Key words: fieldbus; hydraulic test rig; control system某水力机械模型试验台由电气控制系统和测试系统两部分构成，其中电气控制系统的稳定性直接影响水力性能试验的研究。
电气控制系统以Profibus 为核心，以NaiS FP10SH PLC为主控制器，IPC（工业控制计算机）实现集中控制。
控制系统采用现场总线技术实现了先进的全数字控制方式，保证了系统的可靠性、安全性、易维护性。
针对此试验台电气控制系统的总体设计，分析了控制系统的设计要点，并详细介绍现场总线技术在该系统中的作用。
现场总线控制在过程控制中的应用研究发布时间：2021-05-19T12:20:39.780Z 来源：《科学与技术》2021年第4期作者：冯明义[导读] 20世纪90年代，实用性较高的总线控制系统冯明义陕钢集团汉中钢铁有限责任公司陕西汉中 724200摘要：20世纪90年代，实用性较高的总线控制系统，迅速发展起来，其是全球范围一种较为新型的控制类型系统。
该系统属于当前自动化技术的一项核心内容，并广泛的受到全球制作自动化设备的用户以及制造商的广泛关注。
该系统的产生，在一定程度上促进了自动化领域的进步与发展，其深度与广度也是一个新的超越，进而为自动化领域开创新的契机。
过程控制的应用在目前市场经济大环境下，对多个领域的发展都起着十分重要的作用，过程控制的发展良好，技术较成熟。
过程控制中的总线控制应用实现了计算机技术、通信技术以及控制技术的有效结合，形成了比较完善的控制模式，有效提高了控制效果，推动了各行各业的快速发展和经济进步。
鉴于此，本文就现场总线控制在过程控制中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：现场总线控制；过程控制；控制功能一、过程控制与总线控制特点（一）过程控制特点1、控制主体复杂、控制要求高连续生产过程具有多样化的特点，生产规模的大小各异，对生产工艺的要求也不尽相同，再加上生产产品的多元化和复杂化，造成了过程控制主体的复杂性。
每一个连续生产过程需要控制的参数都存在一定的差异，对生产产品的质量和型号提出了不同的要求，这些参数之间的异同和关联性都为过程控制的实施带来了巨大的挑战，也在无形中提高了对过程控制的要求。
2、过程控制方案十分丰富过程控制方案的制定需要根据生产过程的复杂情况和工艺使用情况进行适当的调整，生产工艺的多样化和生产过程的复杂化决定了过程控制方案的丰富性。
过程控制方案的制定目的就是满足不同生产过程的实施，以及生产工艺的有效应用，过程控制方案的内容十分丰富，既包括了单变量的控制系统，又涵盖了多变量的控制系统；既有常规的仪表控制，又有先进的计算机集成控制[1]。
浅析profibus现场总线的应用计算机技术, 网络技术和数字通信技术的迅速发展引起了工业自动控制系统结构的巨大变化。
Profibus作为一种由智能化设备组成的计算机网络，近年来，凭借其独特的优势已成为自动控制领域研究的热点，应用于众多领域。
在我国冶金工艺中，profibus现场总线主要应用在炼焦配煤优化系统、焦炉加热计算机控制及管理系统、烧结过程智能控制管理系统、烧结终点判断与智能控制系统、炼铁优化专家系统、高炉人工智能系统中，通过对这些子系统的控制，确保了整个冶金工作的自动化流程的实现。
1Profibus现场总线简介随着自动化工业发展，总线分布式机械臂控制系统在工业生产得到了广泛的应用，随着机器人自动化程度的提高，控制技术逐步增大，在工业生产环节的机械臂操作需要多个机械臂的相互协调工作，操作之间的机械需要总线控制，采用机器人实现流水工作，可以有效解决生产精密设备的工作，总线控制技术在工业控制中得到广泛应用，网络通信与信息管理在机器人工业控制中得到了应用，将分散测控设备组合成变成网络节点，融合成总线通信网络，实现设备之间的有效沟通信息、完成自控工作的网络系统与控制系统，CAN总线分布式机械臂控制是一种有效的实时控制，串行通信网络，具有性能搞、可靠强、实时交互便利的特点，被广泛用于控制系统中机械设备之间的数据通信与自动化仪器控制，主要考虑将高速实时处理与分布式工业控制领域中的高可靠性相结合。
PR0FIBUS现场总线是以开放式系统互联网络作为参考模型，采用的是德国国家标准DIN19245和欧洲EN50170现场总线标准，定义了物理传输特性、总线取协议和应用功能的一种计算机网络系统，由PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、和PROFIBUS-FMS三个兼容部分组成。
Profibus-DP是一种高速低成本通信, 用于设备级控制系统与分散的I/O形式的通信；Profibus-PA是专为过程控制自动化设计的, 将传感器和执行机构接到一根总线上, 并具有本质安全规范，Profibus-FMS是具有令牌结构的监控网络、具有实时多主的特征。
2024年现场总线控制系统市场规模分析简介现场总线控制系统是一种基于现场总线通信协议的自动化控制系统，广泛应用于工业生产领域。
本文将对现场总线控制系统市场规模进行分析，探讨其市场发展趋势、主要应用领域和未来市场前景。
市场规模概述随着工业自动化程度的提高和信息技术的不断进步，现场总线控制系统市场规模逐年扩大。
根据市场研究数据，预计到2025年，全球现场总线控制系统市场规模将达到X亿美元。
亚太地区将成为现场总线控制系统市场的最大增长区域，其快速发展的制造业和工业基础设施建设将推动市场需求增长。
市场发展趋势1.智能化升级：现场总线控制系统日益智能化，采用先进的传感器技术和实时数据分析算法，实现设备状态监测、故障诊断和预测维护等功能，提高生产效率和设备可靠性。
2.云平台整合：现场总线控制系统与云平台的整合将成为市场发展的趋势。
通过与云端平台集成，实现数据的远程监控和管理，提供更加灵活、高效的生产管理方式。
3.物联网应用：现场总线控制系统作为物联网的重要组成部分，将广泛应用于智能制造、智能能源等领域。
物联网技术的兴起将进一步推动现场总线控制系统的市场需求增长。
4.安全性提升：随着工业网络的普及和信息安全风险的加剧，现场总线控制系统的安全性将成为市场关注的焦点。
供应商将加强产品安全性能的研发，提供更可靠的安全解决方案。
主要应用领域现场总线控制系统广泛应用于以下领域： 1. 工厂自动化: 现场总线控制系统在工厂自动化中扮演重要角色，用于控制和监测生产过程中的各种设备，提高生产效率和质量。
2. 能源管理: 现场总线控制系统在能源管理中的应用日益广泛，通过对能源设备的监测和控制，实现节能减排和能源资源的最优利用。
3. 交通运输: 现场总线控制系统在交通运输领域被广泛应用，用于交通信号灯控制、道路监测和交通调度等方面，提高交通效率和安全性。
4. 建筑自动化: 现场总线控制系统在建筑自动化中的应用越来越多，用于楼宇自动化控制、安全监控和能耗管理等方面，提供舒适、智能的建筑环境。
现场总线控制系统的分析探讨
作者：张英帆
来源：《硅谷》2008年第20期
[摘要]现场总线控制技术是20世纪末工业过程控制发展的新技术，是计算机网络技术，自动化仪表制造技术和过程控制发展的结果。
详细介绍现场总线控制系统的特点、分类、发展现状，分析其应用前景。
[关键词]控制系统现场总线 DCS FCS
中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1020138－01
一、引言
现场总线技术是一种集计算机技术、通信技术、集成电路技术及智能传感技术于一身的新兴控制技术。
所谓现场总线，按照国际电工委员会IEC/SC65C的定义，是指安装在制造或过程区域的现场装置之间以及现场装置于控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行和多点通讯的数据总线，以现场总线为基础而发展起来的全数字控制系统(FCS)。
现场总线控制系统FCS是继集散式控制系统DCS后的新一代控制系统。
现代工业控制思想的核心是“分散控制，集中监控”使得“控制分散，危险分散”。
但即使是现在流行的DCS控制与其工业过程打交道的过程控制站仍然还是集中的，这正是对分散控制，集中监控思想的违背。
而FCS控制系统真正做到了这一点，它把控制彻底地下放到现场，具有通信功能的现场智能设备，能完成诸如数据采集，数据处理，控制运算和数据输出等功能。
二、现场总线的特点
现场总线是3C技术(计算机、通信、控制)的融合。
简单地概括现场总线技术的特点是：信号传输全数字、控制功能全分散、标准统一全开放。
比较而言，一方面DCS是一种半数字、半分散、半开放的控制系统; FCS (现场总线控制系统)则是在DCS基础上的连续发展，它们在很多方面是一致的，从人机界面操作站、先进控制间的关系等。
从这一点看，不应把FCS 和DCS对立起来。
另一方面DCS发展了二十几年，其间也作了不少次改进，现在的DCS也
不是当年的DCS了。
但FCS已经超出了DCS的框架，则难以再称之为一种“改进了的DCS”，因此说这又是一次质变。
现场总线技术的全部优点都源于它的三大特点：
（一）系统精度提高：现场设备的信息增加几十倍，可用于自诊断、系统调试和管理，提高了系统的有效性;同一电缆挂接许多台现场设备，节省电缆70%~90%及施工量。
例如系统操作站很容易读到每条总线上的设备，仪表人员不必像4~20mA仪表那样在现场和控制室间逐台查对。
而每个现场总线的过程变量除了本身数值外，还有它的状况，如好、坏、不确定等。
这个内容通过显示器可给操作人员以提示方便系统在运行条件下对现场设备进行诊断维护。
所以说节省电缆只不过是现场总线技术表层的优点，因为DCS/PLC远程I/O也可达到类似效果，而从现场设备获得丰富的信息才是现场总线技术独有的本质优越性。
（二）打破了个别厂商的垄断，给技术以强大的支持群体，促进公平竞争，促进技术进步。
DCS只做到操作站以上开放，控制层不可能开放，而FCS则做到系统从上到下全开放。
不同总线开放的程度和难度都有所区别，简单的I/O总线开放的难度较低而控制用的系统总线的开放互操作就很难。
（三）有高智能的现场设备来分散地完成DCS控制器的功能，弱化甚至省去了集中控制器的层次，降低了设备费用，使控制风险彻底分散，提高系统控制的自治性和可靠性。
对于
I/O类简单的总线则不具有这一特点和优点。
不过这和使用的场合有关，例如逻辑控制算法简单但要求速度快，所以PLC通常并不要求控制彻底分散。
和其他一切事物一样，现场总线也不是包治百病的药方，在一些场合它发挥的优点不太明显，例如简单的小规模的数字模拟混合系统，特别是现场和控制室距离近的情况。
因为混合控制在同一的CPU中进行将比较方便，小系统所冒控制集中的风险也不大。
而控制分散的现场总线却要用两种设备去实现，反而显得繁琐。
应该说越是大系统控制越复杂，对于现场和控制室距离远的情况来说，现场总线显示的优越性越大。
三、现场总线的分类
现场总线种类繁多，这里按照现场总线的应用层次，将它分成如下几种形式：（1）传感器总线最低层的总线，连接诸如通/短开关之类成本低廉的现场设备，总线上只进行少量数据传输，现场设备只进行简单动作处理。
如ASI，Interbus-S等。
（2）设备总线最常用的一种总线形式，为智能设备提供通信服务，在这一层次上，智能设备能够执行多种功能，提供通信和诊断信息服务。
这类总线包括：CAN、DeviceNet、LonWorks、Profibus-DP等。
（3）车间级总线设备总线的上一层次，它支持大数据量的传输，但传输速度较慢，要求设备处理器有较高的性能，有的现场总线技术已经能在现场设备中直接支持分布式控制功能。
这类总线包括：FF、Profibus-PA、WoridFIP、LonWorks等。
（4）控制级总线。
主要定向于PLCS、DCS控制
器等高层次控制设备间的对等通信，诸如ControlNet。
（5）企业级总线。
骨干网络是为企业事务服务的，主要形式是在Ethernet、基础上运行TCP/IP协议。
四、现场总线技术的现状和发展
根据国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）标准中，常用的有以下两种。
（一）用于工业控制的IEC61158标准，包括了十种类型的现场总线，分别是：Type1：IEC61158现场总线（即IEC61158技术报告）；Type2：ControlNet现场总线（美国罗克韦尔自动化公司支持）；Type3：Profibus现场总线（德国西门子公司支持）；Type4：P-Net现场总线（丹麦ProcessData公司支持）；Type5：FF-HSE现场总线（美国Fisher-Rosemount公司支持原FF-H2标准）；Type6：SwiftNet现场总线（美国波音公司支持）；Type7：WorldFIP现场总线（法国Aistom公司支持）；Type8：Interbus现场总线（德国Phoenix公司支持）；Type9：FF-H1现场总线（现场总线基金会制定、支持）；Type10：PROFInet现场总线。
（二）用于低压开关设备、控制器与电气设备接口的IEC62026标准。
国际电工委员会制定的IEC62026《低压开关设备和控制设备控制器--设备接口》，各部分如下：IEC62026-1：总则；IEC62026-2：执行器传感器接口（AS-i）（德国西门子公司支持）；IEC62026-3：设备网，即DeviceNet（美国罗克韦尔公司、日本OMRON公司支持）；IEC62026-4：现已取消；IEC62026-5：智能分散系统（SDS）（美国Honeywell公司支持）；IEC62026-6：串行控制总线，（SMCB）（美国Honeywell公司支持）；IEC62026-7：现已转入IEC61158标准（即Interbus）；实际上IEC62026标准只有AS-I DeviceNet SDS SMCB 4种总线。
目前我国也发布了基于以太网技术的现场总线的研究成果。
同时起草了“用于工业测量与控制系统的EPA （Ethernet for Plant Automation）系统结构和通信标准”开发了基于EPA的分布式控制系统，并获得成功，有望成为国际标准之一。
现场总线标准虽然是一个多标准体系，但它特别强调“互联”和“互操作性”，也就是说，不同厂商的FCS产品可以异构，在组成统一的系统后可以相互操作，统一组态，打破了传统DCS产品互不兼容的缺点，方便了用户。
参考文献：
[1]阳宪惠.现场总线技术及应用[M].北京:清华大学出版社.1999.
[2]现场总线技术.中国电力出版社.2004.。
