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现场总线控制系统(FCS)的应用现状和发展趋势

导读: 现场总线代表一种突破意义的控制思想,改变了原有控制体系结构,使模拟与数字混合的DCS更新换代为全数字现场总线控制系统,真正做到危险分散、控制分散、集中监控和全数字化。

  现场总线控制系统是继DCS之后的又一种新型工业控制系统,它的出现带来了工业控制领域的一场深刻革命。现场总线代表一种突破意义的控制思想,改变了原有控制体系结构,使模拟与数字混合的DCS更新换代为全数字现场总线控制系统,真正做到危险分散、控制分散、集中监控和全数字化。

  1.应用现状

  现场总线发展迅速,现处于群雄并起、百家争鸣的阶段。目前已开发出40多种现场总线,如Interbus、Bitbus、DeviceNet、Modbus、ARCent、P-Net、FIP、ISP等,其中最有影响力的有5种,分别为FF、Profibus、HART、CAN、LonWorks,如表所示。

  FCS全数字化通信使过程控制具有更高可靠性,从传感器、变送器到调节器,均为数字信号,这就使得复杂、精确的信号处理得以实现。因采用数字总线式通信线路代替DCS1对1的I/O连线,对于大规模I/O系统,减少了由连线带来的不可靠,同时也降低了布线成本。此外FCS还具有互操作性、分散性、EIC(电气传动、仪表、计算机)一体化等优点。在由现场总线构成的FCS中,仪表实际上已成为具有综合功能的智能仪表。EIC一体化结构恰恰是钢铁工业自动化用得较多而又急需的控制系统结构。

  2.现场总线存在的不足

  现场总线是一种正在发展中的技术,在许多方面还需改善。IEC61158规定了FF、Profibus、WorldFIP等8种现场总线标准,还有一些事实上的标准,如LonWorks和CAN总线等。现有8种现场总线为国际标准,它们采用的通信协议完全不同,因此要实现这些总线的兼容和互操作十分困难。许多标准的并存,将导致现场总线技术不易广泛应用。

  现场总线还存在着瓶颈问题,表现在:(1)总线切断后,系统有可能产生不可预知的后果;(2)在本安防爆应用中,现有防爆规定限制总线长度和总线上所挂设备数量,同时也限制了现场总线节省线缆优点的发挥;(3)系统组态参数过于复杂,不易掌握,而其设定的好坏对系统性能影响很大。

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