现场总线技术在自动化控制系统中的应用探析

引言

现场总线应该根据国民经济发展和市场需求,结合现场总线特点和我国国情,从长远出发确定现场总线的发展战略。随着基于现场总线技术的全开放控制系统的诞生,将对传统的控制系统结构带来革命。采用现场总线方式可以节省硬件数量与投资，可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等；节省安装和维护费用等。

现场总线是指安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间实现双向串行多节点数字通信、完成测量控制任务的数据总线。现场总线控制系统正逐渐把电气控制和过程控制合并起来,实现真正意义的集中控制。

1现场总线技术介绍

1.1PROFIBUS（Process Fieldbus）现场总线

以西门子公司为首的PROFIBUS现场总线协议满足开放性总线系统的要求,构成从传感器/执行器、现场级、单元级直至管理级的透明的通讯系统。PROFIBUS是一个家族。它有三个成员或三种类型,即-FMS,-DP和-PA，基本特点如下：

1）PROFIBUS-FMS(Fieldbus MessageSpecification现场总线报文规范)。此部分是完成控制器和现场器件之间的通信以及控制器之间的信息交换，适应于完成中等传输速度进行较大数据交换的循环和非循环通讯任务。使用RS485时，通信速率为9.6k-500k波特，距离为1.6km-4.8km，最多可接122个节点，介质可为双绞线或光缆。

2）PROFIBUS-DP(Decentralized Pe—riphery分散型外围设备)是一种优化的通讯模块，适用于自动控制系统和外围设备之间的通信，对时间要求苛刻的场合。RS-485双绞线或光缆，为9.6K-12M波特,最大站数126。

3）PROFIBUS-PA(Process Automa—tion过程自动化)，应用于过程自动化，用于对安全性要求高的场合及由总线供电的站点。通信速率为31.25kbps，最大距离为≤1.9km。

1.2LonWorks（Local Operating Networks）现场总线

LonWorks技术是美国Echelon公司1991年推出的一套标准，是一种开放分布式控制总线技术。目前采用LonWorks技术的产品广泛应用于工业控制、建筑物自动化等领域，相应的LON（LocalOperating Networks）总线也成为但前最为流行的总线之一，基本特点如下：

1)LONWORKS协议遵循ISO／OSI参考模型，它提供了OSI所定义的全部7层服务，可以构成总线型、星型、环型和混合型等典型的网络结构，能实现网络拓扑结构的自由组合，可以通过网关实现不同现场总线的互联。