什么是现场总线

自动化已成为一个家喻户晓的名词，社会生产力的快速发展更是离不开工业自动化的实现，但其中的奥妙并非人人皆知，但也并非是深奥绝学，只是需要捅破那层窗户纸而已。

生产自动化系统被划分为不同的层次，可以用一个垂直分层模型的形式来描述，如图 1所示。

管理公司的战略性功能在“公司控制层”中执行。公司分层的计划和管理由从属的“生产控制层”执行。该区域也可命名为“公司或工厂控制层”。在“过程控制层”中，生产命令被转换为相应的工艺过程，而工厂更大的生产线通过这一层中的控制系统进行控制和监视(制造、单元、过程主机控制单元)。

图 1 生产自动化的分层模型以及对数据通信系统的要求

要求对过程变量进行采集和控制的设备位于自动化的最底层——现场层。除了控制单元以外，还包括人机接口/终端、传感器、执行器和各种复杂的驱动系统。智能传感器、测量转换器、驱动系统和控制设备的使用也正逐渐增加。现场总线控制系统(FCS)为一种全新的分布式控制测控系统。

传统的控制系统中用于连接传感器和执行器的昂贵布线在现代工厂中被串行总线系统所取代(现场总线系统、传感器-执行器-总线系统)。由于不同的自动化层对通信系统的要求也大不相同，因此使用按照层划分的不同层的子系统的组合要比使用单个通用总线更合适。根据各个自动化层的要求使用不同的通信系统，如图 2所示。

图 2 生产自动化系统中分等级的网络结构

其中现场总线系统作为工厂数字通信网络的最底层-现场层，实现了生产过程现场的设备装置之间的互联互通，并使生产过程的控制与更高的管理层紧密的联系在一起。

采用现场总线、智能检测和执行设备后，可以得到更多的有关现场与设备的状态信息。在现场总线系统传输的信息量提高的同时，所需要的线缆却大大减少了。采用现场总线后最大的优势是提供了现场级的设备诊断、配置功能，便于网络的管理和维护。

正由此，现场总线已成为工业自动化生产系统中最后的一段筋脉，其通讯控制的可靠性是系统能否高效稳定运行至关重要的一环。