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基于现场总线技术的控制系统在制漆行业中的应用 一、现场总线技术概念 根据国际电工委员会IFC1158的定义，现场总线（Fieldbus〕是指“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”。或者说，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。其中，“生产过程”应包括断续生产过程和连续生产过程两类。现场设备/仪表指位于现场层的传感器、驱动器、执行机构等设备。 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。现场总线技术将专用微处理器置入传统的测量控制仪表，使其都具有数字计算和数字通信能力，成为能独立承担某些检测、控制和通信任务的网络节点。通过普通双绞线把多个测量控制仪表、计算机等作为节点连接成的网络系统；使用公开、规范的通信协议，在位于生产控制现场的多个微机化测控设备之间、以及现场仪表与用作监控、管理的远程计算机之间，实现数据传输与信息共享，形成各种适应实际需要的自动控制系统。图1 为现场总线的基本原理图。 二、传统的工程自动化系统 传统的现场级与车间级监控系统多是基于PC、PLC、DCS产品的分布式监控系统，其主要特点是，现场层设备与控制器之间的连接是一对一的（一个I/O点对设备的一个测控点）。信号传递的是4～20mA模拟量信号或24VDC开关数字量信号。如图1-1所示： 三、现场总线技术的优越性 随着现场总线技术的发展，新一代基于现场总线的自动化监控系统已越来越多的应用于实际工程中。图2为基于现场总线技术的现场级与车间级自动化监控系统。 4、开放式互连网络 现场总线为开放式互连网络，既可以与同类网络互连，也可以与不同网络互连（如TCP/IP）。开放是网络互连还体现在网络数据共享，可以完成将现场级、车间级、企业级各个层面的数据共享和数据流动。现代企业管理的重要基础之一就是实现数据共享。 5、采用智能化、数字化的仪表设备 与模拟信号相比，从根本上提高了测量与控制精度，也提高了系统的可靠性。 6、抗干扰能力强 现场总线是专为现场环境设计的,可工作在比较恶劣的环境中,且具有很强的抗干扰能力,保证系统更稳定的运行。 7、节省成本 对大范围大规模I/O的分布式系统来说，省去了大量的电缆I/O模块及电缆敷设工程费用，降低了系统及工程成本 四、基于现场总线技术的大醇酸树脂生产线自动控制系统的设计原则 1、安装在现场的分布式站点最大限度地减少控制信号传输电缆的数量和布线距离，降低系统安装成本，缩短安装调试周期。 2、来自不同厂商的执行器件均可以通过总线连接，方便地构成分布式控制系统。 3、各设备作为控制系统的一个组成部分，与整个控制系统只通过一根电缆相连，设备的增减对系统只需极少电缆连接的改动和控制程序的少量修改。 4、控制器件的选择充分考虑开放性软件设计的主流,提高控制软件的可重用性和对维护人员的开放性。 5、编程设备可从总线上的任一节点接人，系统维护方便，降低了系统调试强度。 五、大醇酸树脂生产线自动计量控制系统简介 ? 大醇酸树脂生产线计量控制系统中，共包括豆油/辛油重量计量控制子系统、二甲苯计量控制子系统、200#溶剂计量控制子系统、反应釜温度计量控制子系统以及相应的执行机构等部分组成。如下图所示。 根据以上技术要求，采用总线系统的网络结构如下图： 六、现场总线的应用前景 目前制约基于现场总线的控制系统大规模使用的因素，主要有以下几个方面： 1、支持现场总线的智能设备在项目建设初期的投资成本比较高； 2、有些设备和仪表不带总线接口； 3、有些设备和仪表信息不可以传送； 4、系统结构如何规划，如何合理的规划一个安全可靠的基于总线的 控制系统； 5、通讯的安全可靠性； 6、设备选型的局限性 ??? 从实际来说，虽然系统设备硬件成本会比传统控制系统的成本有 所提高，但在电缆桥架、控制电缆、安装施工、系统调试方面，可以减 少不少费用，缩短项目工期。随着仪表、设备制造商可以提供越来越多 的带总线接口的系统和设备，而且这些设备的价格越来越接近常规设 备，基于现场总线的控制系统必将分系统、分阶段地逐步取代现有的DCS 控制系统，更多的应用在自动化控制系统中。 七、 结束语  　　 现场总线技术是当今自动化领域技术发展的热点之一，它的出现使 传统的控制