現場總線的原理與優點

【資料簡介】

有人定義，用以替代現行模擬信號傳輸技術的數字信號傳
輸技術（總線）就被稱為現場總線。這未免太簡單，很容易給
人以錯覺。按IEC和現場總線基金會的定義，現場總線是連接智
能現場設備和自動化系統的數字式，雙向傳輸，多分支結構的
通信網絡。有通信就必須有協議，從這個意義上講，現場總線
就是一個定義了硬件接口和通信協議的標準。
進一步說，現場總線不單單是一種通信技術，也不僅僅是
用數字儀表代替模擬儀表，關鍵是用新一代的現場控制系統FCS
代替傳統的集散系統DCS，實現智能儀表，通信網絡和控制系統
的集成。FCS具有信號傳輸全數字化，系統結構全分散式，現場
設備有互操作性，通信網絡全互連式，技術和標準全開放式的
特點�，F場總線的本質原理還表現在以下6個方面。
（1）現場通信網絡，實現過程和加工制造現場儀表或設備
的現場數字化通信；
（2）現場設備互連，僅僅用一對傳輸線，如雙絞線，同軸
電纜，光纖和電源線等，將傳感器，變送器和執行器等現場儀
表和設備互連起來；
（3）互操作性，現場儀表或設備品種繁多，不可能從一家
制造公司購齊，現場總線允許選用各制造商性能價格比zui高的
產品集成在一起，實現“即接即用”，即對不同品牌的儀表或
設備互相連接，統一組態；
（4）功能分散，將DCS的三級結構改革為FCS的二級結構，
，廢棄了DCS的輸入/輸出單元和控制站，將控制功能分散到現
場儀表，從而構成虛擬控制站；因此現場儀表應是智能型多功
能儀表；
（5）通信線供電，對于本質安全要求的低功耗現場儀表，
允許直接從通信線上攝取能源；
（6）開放式互連，現場總線為開放式互連網絡，既可與
同層網絡互連，也可與不同層次網絡互連，共享資源，統一調
度。

現場總線的優點

模擬儀表和DCS技術發展多年，已經相當成熟，幾十年形成
的標準和系列也已為*，為什么還要對此進行變革，還
要發展現場總線呢？只要看到現場總線的優點（模擬儀表和DCS
的缺點）就能理解這一問題�，F場總線的優點與現場總線的原
理密切關聯，有如下優點。
（1）經濟性，一對N結構，一對傳輸線，連接N臺儀表雙向
傳輸多個信號，節省電纜費用可觀，且安裝簡單，維護容易；
（2）可靠性，現代數字信號傳輸技術抗*力強，精度
高；
（3）可控性，操作員在控制室既可了解現場儀表的工作狀
況，也能對其進行參數調整；
（4）綜合性，現場總線儀表（簡稱現場儀表）具備智能和
綜合能力，可檢測，變換，補償，又有控制和運算功能，實現
一表多用，既方便，又節��；
（5）互換性和互操作性，打破了傳統DCS自成體系，互相
封鎖的局面；
（6）開放性，現場總線為開放互連網絡，所有技術和標準
全是公共的，制造商只能在其體系結構，工藝等方面保留特色，
而zui終在質量上取勝。