總線技術(shù)控制系統(tǒng)的發(fā)展

總線技術(shù)控制系統(tǒng)的發(fā)展是個(gè)的機(jī)會(huì)，也是一次嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，我國(guó)在這一技術(shù)領(lǐng)域還剛剛起步，了解國(guó)際上該項(xiàng)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展動(dòng)向，對(duì)我國(guó)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)、設(shè)備的更新，無(wú)疑具有重要的作用。

目前具有發(fā)展前景的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)有：智能儀表與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開發(fā)的軟硬件技術(shù)；組態(tài)技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)段互連等；網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)操作與傳輸；人機(jī)接口、軟件技術(shù)；現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)集成技術(shù)。既然是總線，就要向著趨于開放統(tǒng)一的方向發(fā)展，成為大家都遵守的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，這一技術(shù)所涉及的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，幾乎覆蓋了所有連續(xù)、離散工業(yè)領(lǐng)域，不同的領(lǐng)域有著不同的需求，一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線體系可能不止容納單一的標(biāo)準(zhǔn)。在未來(lái)的發(fā)展中可能出現(xiàn)幾大總線標(biāo)準(zhǔn)共存，甚至在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)內(nèi)，幾種總線標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備通過(guò)路由網(wǎng)關(guān)互連實(shí)現(xiàn)信息共享的局面。

現(xiàn)場(chǎng)總線儀表較傳統(tǒng)儀表的優(yōu)勢(shì)：

1.內(nèi)嵌控制功能:在每臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線儀表中都內(nèi)嵌有PID控制、邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、積算等模塊，用戶通過(guò)組態(tài)軟件對(duì)這些功能模塊進(jìn)行任意調(diào)用，以實(shí)現(xiàn)過(guò)程參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)控制。

2.高速通信:現(xiàn)場(chǎng)總線儀表要像4mA～20mA系統(tǒng)那樣實(shí)現(xiàn)閉環(huán)實(shí)時(shí)控制需要更高的通信速度。由于高速需要高功率，即需要更大的電源功率消耗，這個(gè)要求與本質(zhì)安全產(chǎn)生了矛盾，因而現(xiàn)場(chǎng)總線儀表的通信速度不能過(guò)高。這就要求現(xiàn)場(chǎng)總線的通信速度適中，并且盡量減小系統(tǒng)的通信負(fù)荷?，F(xiàn)場(chǎng)總線儀表采用通信調(diào)度系統(tǒng)來(lái)控制變量的采樣、算法的執(zhí)行和通信系統(tǒng)的優(yōu)化。如把數(shù)據(jù)分為周期性和非周期性兩部分：對(duì)周期性數(shù)據(jù)必須在系統(tǒng)所需的周期內(nèi)處理完?，F(xiàn)場(chǎng)總線儀表具有了與模擬控制系統(tǒng)一樣的控制速度，因而也達(dá)到與模擬控制系統(tǒng)一樣的高速閉環(huán)控制性能。

由于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化

由于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，使控制系統(tǒng)從設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)運(yùn)行及檢修維護(hù)，都體現(xiàn)出優(yōu)越性。現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）節(jié)省硬件數(shù)量與投資：由于分散在現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感、測(cè)量、控制、報(bào)警和計(jì)算功能，因而可減少變送器的數(shù)量，不再需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)器、計(jì)算單元等，也不再需要DCS系統(tǒng)的信號(hào)調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及其復(fù)雜接線，還可以用工控PC機(jī)作為操作站，從而節(jié)省了一大筆硬件投資，并可減少控制室的占地面積。

（2）節(jié)省安裝費(fèi)用：現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的接線十分簡(jiǎn)單，一對(duì)雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個(gè)設(shè)備，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設(shè)計(jì)與接頭校對(duì)的工作量也大大減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備時(shí)，無(wú)需增設(shè)新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，既節(jié)省了投資，又減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。據(jù)有關(guān)典型試驗(yàn)工程的測(cè)算資料表明，可節(jié)約安裝費(fèi)用60％以上。