技术创新和工业自动化演变 现场总线的发展趋势 (技术创新和工艺创新)

序言

现场总线技术自20世纪70年代诞生以来,由于其在减少系统线缆、简化系统安装、维护和管理、降低系统的投资和运行成本、增强系统性能等方面的优越性,引起人们的广泛注意,得到大范围的推广,导致了自动控制领域的一场革命。

现场总线的发展趋势与计算机通信技术的融入

在现场总线技术诞生的初期,它的主要功能是将当时的可编程逻辑控制器(PLC)以一种较简洁的方式连接起来。随着计算机技术引入PLC,计算机通信技术被引入现场总线;PLC功能的增强对现场总线提出了更高的要求,计算机通信技术的引入大大增强了现场总线的功能,成为现场总线技术发展的主要趋势。 在分散型控制系统(DCS)的发展历程中,较早地在站间通信中采用了局域网(LAN)技术。随着电子技术的发展,许多站的功能已经可以在现场实现,因此通信也逐渐延伸到现场。在过程控制领域,曾经采用过许多通信协议。随着商用计算机领域的局域通信逐步被以太网垄断,过程控制领域中上层的通信也逐步统一到以太网和快速以太网。由于因特网的快速发展,人们通过因特网访问控制系统,进行远程诊断、维护和服务的愿望越来越强烈,因此TCP/IP协议也进入过程控制领域。实际上我们现在就可以看到通过因特网访问现场仪表的事例。 这里我们看到了两种趋势: 第一是现场有越来越多的信息需要往上送。 第二是计算机通信技术越来越向下延伸。 人们不禁要问:包括Internet技术内的现代计算机通信技术是否会最终延伸到现场,并取代现场总线?

现场总线技术与计算机通信技术的区别

我们认为现代计算机通信技术有能力延伸到现场,现场总线技术中也会不断地融入计算机通信技术,但是计算机通信技术不会取代现场总线。因为现场总线与一般优先级事件会长时间得不到响应;对那些利用时间轮机制解决实时性的系统,巡回时间是一个确定值。

结构

计算机通信的结构一般采用分层结构,每层负责不同的任务。现场总线也采用分层结构,但其分层方法与计算机通信有所不同。 现场总线的分层结构是一种层次化的分布式结构,其基本思想是将复杂的系统功能分解为若干子功能,并将其分配到不同的层次,以实现不同功能的模块化和标准化。 现场总线的分层结构通常包括以下层次: 物理层:负责信号的传输和接收。 数据链路层:负责帧的传输和接收,以及错误检测和纠正。 应用层:负责处理应用程序数据。

结论

现场总线技术与计算机通信技术有着不同的功能、要求和结构。虽然计算机通信技术也在不断发展,但它不会取代现场总线技术。相反,计算机通信技术将继续融入现场总线技术,共同推动自动化控制领域的发展。

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