基于Web的现场总线控制系统的远程监控

基于现场总线技术的现代化控制系统探析摘要:当下一项新技术的发展正逐渐对传统控制系统结构进行变革,这项技术就是现场总线技术。

目前已有大量的自动化软件企业利用现场总线技术开放性的技术特点,以自主开发的控制系统软件为内核,创造出基于现场总线技术的现代化控制系统。

本文概括了可编程逻辑控制系统向基于现场总线先进控制系统的发展历程,并对系统结构组成及市场前景进行简要分析。

关键词:分布式控制系统现场总线FCS PLC1 传统控制系统向基于现场总线控制系统的演变1.1 从可编程逻辑控制器到通用工业计算机若要使不同厂家生产的PRPOFIBUS产品能够相互协同工作,必须要建立数据库文件,PROFIBUS的电子设备数据文件(GSD)应运而生,通过PROFIBUS的电子设备数据文件(GSD)描述产品的性能参数, PROFIBUS组态工具根据厂家提供的GSD文件,将PROFIBUS产品集成在一起,共享同一个总线系统。

3 基于现场总线的现代控制系统市场前景分析3.1 市场需求当前环境下,各行业竞争激烈。

只有不断引入新技术才能持续稳定地发展已逐渐成为企业间的共同认知。

现场总线技术将成为今后自动化技术的发展趋势,基于现场总线的现代控制系统以其明显的技术优势和成本优势,必将在分布式控制系统市场中将逐步替代传统的可编程自动控制系统产品。

3.2 企业效益对现场设备制造厂商参与基于现场总线的先进控制系统开发的现场设备制造商将本企业传统产品提高了一个技术水平。

由于现场总线技术的开放性,企业开发的现场总线产品可以集成到任何现场总线控制系统中。

4 结语在我国无数的企业已经开始认可现场总线技术,并因其标准化、开放性及低成本的特点获得丰厚利润,这样,既可带动国内自动化行业的发展,又将国内工业自动化装备到制造水平提高到一个新的高度,使我国自动化行业在以后国际自动化技术领域中及市场环境中获得竞争的实力。

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现场总线的协议组成结构及其工作原理
现场总线（Fieldbus）是一种用于现场设备、传感器和执行器
连接的数字通信网络。

它允许现场设备与控制系统进行数据交换和通信，实现自动化系统的远程监控和控制。

现场总线的协议组成结构通常包括：
1. 物理层：现场总线协议的物理层包括了传输介质（如电缆）、连接器和传输速率等，用于传输数据和提供电源等功能。

2. 数据链路层：数据链路层负责数据的传输和错误检测纠正。

它将上层应用数据分成较小的数据包，添加控制信息（如地址、校验等）并将其发送到总线上。

3. 应用层：应用层定义了数据的格式和标准，控制设备之间的通信和交互。

它定义了现场设备和控制系统间的通信协议、数据结构和消息格式等。

现场总线的工作原理如下：
1. 现场设备连接到总线：现场设备（如传感器、执行器等）通过物理层将自己连接到现场总线上，允许其与其他设备进行通信。

2. 控制系统与现场总线连接：控制系统通过总线接口连接到现场总线上，可以监控和控制现场设备。

3. 数据交换：现场设备通过总线发送数据到控制系统，并从控制系统接收指令和配置信息。

控制系统可以实时地监测现场设备的状态，并进行数据采集和控制。

4. 数据处理：控制系统接收到现场设备发送的数据后，进行处理和分析，将结果提供给操作人员进行监控和决策。

总之，现场总线的协议结构和工作原理允许现场设备与控制系统之间进行数字通信和数据交换，实现自动化系统的监测和控制。

它提供了一种高效、可靠的方式来集成和管理现场设备，提高了自动化系统的可靠性和灵活性。

现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用,使用方法现场总线（Fieldbus）是一种新型的工业通信技术，它是以数字化的方式将数据传输到工业现场设备和控制系统之间的通信总线。

现场总线的出现大大提高了工业自动化的可靠性、效率、安全和灵活性。

下面将介绍现场总线的发展历程、特点及分类、主要应用和使用方法。

一、发展历程现场总线的发展可追溯到20世纪70年代，当时欧洲的一些机构开始研究数字控制系统。

80年代初，德国联邦教育研究部门的PLC工艺小组提出了“第三代工厂控制理论”，并提出了“现场总线”的概念。

90年代初，现场总线开始应用于工业自动化领域，并逐渐发展成为主流的工业通信技术。

二、特点及分类1. 特点（1）数字化传输：现场总线采用数字化通信方式，避免了模拟信号的干扰和失真，提高了数据的可靠性和准确性。

（2）灵活性：现场总线可以连接多种类型的设备和控制系统，实现设备之间的信息交换和协同工作。

（3）可扩展性：现场总线可以根据工业自动化系统的需求进行扩展和升级，具有很高的灵活性和适应性。

（4）实时性：现场总线可以实现实时数据传输和控制，提高了工业生产的效率和精度。

（5）安全性：现场总线支持加密和认证技术，保障了工业通信的安全性和可靠性。

2. 分类目前常用的现场总线主要有以下几种：（1）Profibus：是德国西门子公司研发的一种现场总线，可以实现高速数据传输和设备的实时控制。

（2）Modbus：是Modicon公司开发的一种现场总线，适用于数据采集和控制。

（3）CAN总线：是一种广泛应用于汽车和工业控制领域的现场总线，具有高速、可靠、抗干扰等特点。

（4）DeviceNet：是美国罗克韦尔公司开发的一种现场总线，适用于工业设备之间的通信和控制。

三、主要应用现场总线广泛应用于各个工业领域，包括制造业、石化、水处理、电力等。

主要应用包括以下几个方面：（1）数据采集和监控：现场总线可以实现对工业设备的数据采集和监控，提高了生产过程的可靠性和效率。

现场总线填空题1、现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络。

2、进入国际标准IEC62026的现场总线包括：AS-I、DeviceNet、SDS和Seriplex。

3、发送方将要发送的数据转换成信号通过物理信道传送到数据接收方的过程称为数据通信。

4、TCP/IP参数模型的四层分别是：主机至网络层、互联网层、传输层和应用层。

5、在网络中，数据有两种传输方式：基带传输和宽带传输。

6、RS-232需要进行串口通信信号测试时，可以直接将TXD和RXD相连，构成回路，7、RS-422接口通信需要4根线，它是全双工的，RS-485接口通信需要2根线，它是半双工的。

8、PROFIBUS-DP协议的两个主要部分是用户接口层和直接数据链接映射层。

9、目前的PROFIBUS标准IEC61158提供了三种传输方式：RS-485、MBP、光纤。

10、通过MPI实现PL到PLC之间的通信有三种方式：全局数据包通信方式、无组态连接通信方式、组态连接通信方式。

11、基于PROFIBUS的远程监控系统由三层组成：底层控制层、SCADA层（现场监控层）、远程监控层。

12、CAN总线报文传送由四种不同类型的帧表示和控制：数据帧、远程帧、错误帧、超载帧，长度可变的位场是数据场。

13、CAN的直接通信距离最远达10km ，通信速率最高可达1Mbps。

14、P8xC591是个8位高性能的单片机微控制器，改进的1:1内部时钟分频器在12MHz 外部时钟时实现500ns指令周期。

15、C8051F040内集成了一个12位和一个10位的逐次逼近型的A/D转换器，8位外部输入引脚可被编程为单端或差分输入。

16、USB-CAN适配器选用单向数据流方式与PC通信，使用CH375A的批量数据传输端口2上下传数据，使用中断上传端口1上传中断特征值。

17、DeviceNet的网络拓扑结构是干线-分支方式，具有线性总线拓扑结构。

井场录井远程监控系统的设计与实现孙瑜;王兵;杨力;曹谢东;廖浩德【摘要】By analyzing the development trend of modern comprehensive logging information system, combined with practical exploration and development of oil and gas, aiming at the lack of existing remote well-logging monitoring system and application of modern sensors, automation, computer and communications technologies, a new integrated architecture of comprehensive logging information collection platform was put forward. First, well site wireless local area data center based on multi-sensor fusion RTU, wireless security transmission channel based on IPSTAR satellite and real-time interaction platform between well field and remote data center are discussed in detail. Second, main key technologies are analyzed in detail and finally a new means is provided for construction of comprehensive logging information integration and application of Internet of things to digital well field.%针对现有录井远程监控体系的不足,运用现代传感器、自动化、计算机及通信技术,提出了新一代综合录井信息采集远程监控平台；采用多传感器融合技术实现井场现场监控,基于IPSTAR 卫星实现安全移动传输通道,利用基于Web services的SOA架构构建远程中心发布平台,使用短信、电子邮件和手持移动设备实现立体监控；通过实验仿真和现场应用到苏丹、伊拉克以及国内川西气田录井信息采集中,表明系统可靠、稳定并收到良好效果,为数字井场的发展提供了新的方法和手段.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2012(020)008【总页数】3页(P2136-2138)【关键词】IPSTAR;远程监控;综合录井;SOA【作者】孙瑜;王兵;杨力;曹谢东;廖浩德【作者单位】西南石油大学计算机科学学院,成都610500;西南石油大学计算机科学学院,成都610500;西南石油大学计算机科学学院,成都610500;西南石油大学电气信息学院,成都610500;西南石油大学计算机科学学院,成都610500【正文语种】中文【中图分类】TP2730 前言由于油气勘探的特殊性：探区分散、地理位置偏僻、交通不便、现场人员较少［2］，勘探难度进一步加大，如何快速及时的利用井场钻录井信息实现安全高效的钻井和及时进行油气层评价解释和分析是现代综合录井信息化需要亟待解决的重要问题［1－2］。

面向智能制造现场总线技术的创新应用智能制造作为现代制造业的发展趋势，其核心在于通过高度自动化和智能化的生产方式，提高生产效率、降低成本、提升产品质量。

现场总线技术作为智能制造系统中的关键技术之一，它通过将传感器、执行器、控制器等设备通过数字通信网络连接起来，实现设备间的信息交换和协同工作。

本文将探讨面向智能制造的现场总线技术的创新应用，分析其在智能制造领域的重要作用和发展趋势。

一、智能制造现场总线技术概述智能制造现场总线技术是指在智能制造系统中，用于连接和控制现场设备的数据通信技术。

它能够实现设备间的高速、可靠、实时的数据传输，是智能制造系统实现自动化、智能化的基础。

现场总线技术的核心价值在于其能够支持多种设备和系统的集成，提供灵活的网络拓扑结构，以及强大的数据处理和分析能力。

1.1 现场总线技术的核心特性现场总线技术的核心特性包括实时性、可靠性、开放性和互操作性。

实时性是指现场总线能够保证数据传输的及时性，满足智能制造过程中对时间敏感性的要求。

可靠性则是指现场总线在各种工业环境下都能稳定运行，保证数据传输的准确性和完整性。

开放性意味着现场总线技术能够支持多种设备和协议，易于扩展和升级。

互操作性则是指不同品牌和型号的设备能够通过现场总线技术无缝连接和协同工作。

1.2 现场总线技术的应用场景现场总线技术在智能制造中的应用场景非常广泛，包括但不限于以下几个方面：- 自动化生产线：现场总线技术可以连接生产线上的各种传感器、执行器和控制器，实现生产过程的自动化控制。

- 机器人协同作业：通过现场总线技术，可以实现多台机器人之间的协同作业，提高生产效率和灵活性。

- 能源管理：现场总线技术可以用于监控和控制工厂的能源消耗，实现能源的优化配置和节能减排。

- 质量控制：现场总线技术可以实时收集生产过程中的数据，用于产品质量的监控和分析，提高产品质量。

二、智能制造现场总线技术的创新应用随着智能制造技术的不断发展，现场总线技术也在不断创新和升级，以适应智能制造的新需求。

现场总线技术概述现场总线技术（Fieldbus）是指在工业自动化系统中，用于连接现场设备和控制系统的一种通信协议和架构。

它通过将数据和控制命令从控制系统传输到现场设备，并将现场设备反馈的数据传输回控制系统，实现实时监控和控制。

现场总线技术的发展起源于20世纪80年代，旨在解决传统控制系统中布线复杂、成本高昂、可靠性低等问题。

与传统控制系统相比，现场总线技术具有可编程、分布式、开放性强等优点，是实现工业自动化和智能化的重要手段之一现场总线技术的核心是通信协议，常见的现场总线协议包括Profibus、Modbus、FOUNDATION Fieldbus、DeviceNet等。

这些协议定义了数据格式、通信速度、错误检测和纠正等通信规范，保证了不同设备之间的互通性和稳定性。

现场总线技术的架构通常由控制层、总线层和现场设备层组成。

控制层包括控制器和上位机，负责发送控制命令和接收反馈数据；总线层是控制器与现场设备之间的通信介质，包括总线线缆、连接器和信号转换设备；现场设备层包括传感器、执行器等各种设备，负责感知和执行现场操作。

现场总线技术在工业自动化中的应用广泛，涵盖了各个行业和领域。

它可以实现对现场设备的远程监控和控制，提高了系统的可靠性和灵活性。

同时，现场总线技术还可以对现场设备进行参数配置和诊断，减少了故障排除时间和维护成本。

然而，现场总线技术也存在一些挑战和限制。

首先，不同的现场总线协议之间，通常不能直接互联互通，需要通过网关或转换器进行数据的转换和交换。

其次，现场总线技术对硬件设备的要求较高，需要选择与总线兼容的设备进行接入。

此外，现场总线技术的通信速度相对较慢，对于一些对实时性要求较高的应用场景可能不够满足。

总的来说，现场总线技术是工业自动化领域的重要技术和工具，具有广泛的应用和发展前景。

随着工业互联网的兴起，现场总线技术将继续推动工业自动化向智能化、高效化的方向发展。

基于工业以太网和现场总线煤矿电网监控系统分析煤矿供电质量对矿井安全和正常生产有着直接影响，随着采煤机械化程度的提高，煤矿供配电系统运行的可靠性和合理性显得更为重要。

完善的电力监控系统可以有效地保证井下电网的安全运行，并能实现供电的“移峰填谷”，给煤矿带来巨大的社会和经济效益。

我国很多煤矿所使用的供电系统还都是原始的人工停送电模式，暴露出生产成本和管理模式上的种种不足。

随着电子信息技术、自动化技术和网络技术在煤炭行业应用的逐渐成熟，建立一套基于工业以太网和现场总线的矿井供电监控系统已经是煤炭行业发展的大趋势。

标签：工业以太网；现场总线；电网监控1、工业以太网与现场总线技术1.1 现场总线技术现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使它们各自都具有了数字计算和数字通信能力，采用可进行简单连接的双绞线等作为总线，把多个测量控制仪表连接成的网络系统，并按公开、规范的通信协议，在位于现场的多个微机化测量控制设备之间以及现场仪表与远程监控计算机之间，实现数据传输与信息交换，形成各种适应实际需要的自动控制系统。

现场总线控制系统既是一个开放的通信网络，又是一种全分布式的控制系统。

它作为智能设备的联系纽带，把挂接在总线上、作为网络节点的智能设备连接为网络系统，并进一步构成自动化系统，实现基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及管控一体的综合自动化功能。

1.2 工业以太网技术工业以太网一般是指技术上与商业以太网（即IEEE802.3标准）兼容，但在材质的选用、产品的强度、适用性以及实用性、可互操作性、可靠性、抗干扰性和本质安全等方面能够满足工业现场需要的一种以太网，其主要技术特点体现在以下几个方面：1）通信确定性与实时性。

首先，Ethernet的通信速率的提高意味着网络负荷的减轻和网络传输延时的减小，使网络碰撞机率大大下降。

其次，采用星型网络拓扑结构，Ethernet交换机具有数据存储、转发的功能，使各端口之间输入和输出的数据帧能够得到缓冲，同时交换机还可对网络上传输的数据进行过滤，使每个网段内节点间数据的传输只限在本地网段内进行，从而降低了网络负荷。

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。