現場總線控制系統(tǒng)概念、組成、特點

　　一、現場總線控制系統(tǒng)的概念（FCS）

　　現場總線控制是工業(yè) .aspx" title="設備" style="text-decoration:underline;color:blue">設備自動化控制的一種計算機局域網絡。它是依靠具有檢測、控制、通信能力的微處理芯片，數字化儀表（設備）在現場實現徹底分散控制，并以這些現場分散的測量，控制設備單個點作為網絡節(jié)點，將這些點以總線形式連接起來，形成一個現場總線控制系統(tǒng)。它是屬于最底層的網絡系統(tǒng)，是網絡集成式全分布控制系統(tǒng)，它將原來集散型的DCS系統(tǒng)現場控制機的功能，全部分散在各個網絡節(jié)點處。為此，可以將原來封閉、專用的系統(tǒng)變成開放、標準的系統(tǒng)。使得不同制造商的產品可以互連，是DCS系統(tǒng)的更新?lián)Q代，大大簡化系統(tǒng)結構，降低成本，更好滿足了實事性要求，提高了系統(tǒng)運行的可靠性。不同通信協(xié)議的現場總線控制系統(tǒng)一般通過工業(yè)PC機內總線插槽的PC接口板與現場總線網段連接。

　　二、現場總線控制系統(tǒng)的組成

　　現場總線控制系統(tǒng)由測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)三個部分組成，而通信部分的硬、軟件是它最有特色的部分。

　　1、現場總線控制系統(tǒng)：

　　它的軟件是系統(tǒng)的重要組成部分，控制系統(tǒng)的軟件有組態(tài)軟件、維護軟件、仿真軟件、設備軟件和監(jiān)控軟件等。首先選擇開發(fā)組態(tài)軟件、控制操作人機接口軟件MMI。通過組態(tài)軟件，完成功能塊之間的連接，選定功能塊參數，進行網絡組態(tài)。在網絡運行過程中對系統(tǒng)實時采集數據、進行數據處理、計算。優(yōu)化控制及邏輯控制報警、監(jiān)視、顯示、報表等。

　　2、現場總線的測量系統(tǒng)：

　　其特點為多變量高性能的測量，使測量儀表具有計算能力等更多功能，由于采用數字信號，具有高分辨率，準確性高、抗干擾、抗畸變能力強，同時還具有儀表設備的狀態(tài)信息，可以對處理過程進行調整。

　　3、設備管理系統(tǒng)：

　　可以提供設備自身及過程的診斷信息、管理信息、設備運行狀態(tài)信息（包括智能儀表）、廠商提供的設備制造信息。例如Fisher-Rosemoune公司，推出AMS管理系統(tǒng)，它安裝在主機算機內，由它完成管理功能，可以構成一個現場設備的綜合管理系統(tǒng)信息庫，在此基礎上實現設備的可靠性分析以及預測性維護。將被動的管理模式改變?yōu)榭深A測性的管理維護模式AMS軟件是以現場服務器為平臺的T型結構，在現場服務器上支撐模塊化，功能豐富的應用軟件為用戶提供一個圖形化界面。

　　4、總線系統(tǒng)計算機服務模式：

　　以客戶機/服務器模式是目前較為流行的網絡計算機服務模式。服務器表示數據源（提供者），應用客戶機則表示數據使用者，它從數據源獲取數據，并進一步進行處理?？头繖C運行在ＰＣ機或工作站上。服務器運行在小型機或大型機上，它使用雙方的智能、資源、數據來完成任務。

　　5、數據庫：

　　它能有組織的、動態(tài)的存儲大量有關數據與應用程序，實現數據的充分共享、交叉訪問，具有高度獨立性。工業(yè)設備在運行過程中參數連續(xù)變化，數據量大，操作與控制的實時性要求很高。因此就形成了一個可以互訪操作的分布關系及實時性的數據庫系統(tǒng)，市面上成熟的供選用的如關系數據庫中的Orad，sybas，Informix，SQL Server；實時數據庫中的Infoplus，PI，ONSPEC等。

　　6、網絡系統(tǒng)的硬件與軟件：

　　網絡系統(tǒng)硬件有：系統(tǒng)管理主機、服務器、網關、協(xié)議變換器、集線器，用戶計算機等及底層智能化儀表。網絡系統(tǒng)軟件有網絡操作軟件如：NetWarc，LAN Mangger，Vines，服務器操作軟件如Lenix，os/2，Window NT。應用軟件數據庫、通信協(xié)議、網絡管理協(xié)議等。

　　三、現場總線控制系統(tǒng)的特點

　　1、在功能上管理集中，控制分散，在結構上橫向分散、縱向分級。

　　2、要有快速實時響應能力，對于工業(yè)設備的局域網絡，它主要的通信量是過程信息及操作管理信息，信息量不大，傳輸速率不高在1MPS以下，信息傳輸任務相對比較簡單但其實時響應時間要求較高為0.01-0.5S。所謂實時性是在網絡通信過程中能在線實時采集過程的參數，實時對系統(tǒng)信息進行加工處理，并迅速反饋給系統(tǒng)完成過程控制，滿足過程控制對時間限制的要求。除了控制管理計算機系統(tǒng)的外部設備外，還要控制管理控制系為統(tǒng)的設備，并具有處理隨機事件能力。實際操作系統(tǒng)應保證在異常情況下及時處置，保證完成任務，或完成最重要的任務，要求能及時發(fā)現糾正隨機性錯誤，至少保證不使錯誤影響擴大，應具有抵制錯誤操作和錯誤輸入信息的能力。實現現場總線控制系統(tǒng)實時性的主要措施為：

　?。?）OSI協(xié)議中7層都是提供高度的功能性服務，為此降低了通信流量和增大傳輸時間，因而影響實時響應能力。因此將OSI七層通信協(xié)議，采取不同程度的簡化，減少由于層間轉換的復雜性，而影響實時響應能力?，F場總線控制系統(tǒng)的通信協(xié)議一般為物理層、鏈路層、應用層，再增加一個用戶作為網絡節(jié)點，互連成底層總線網。如PRUFIBUS總層的四層結構。