反复叠加的现场总线与can总线网络集成
控制系统的未来趋势:分散化、网络化与智能化的并行发展,现场总线技术在此过程中的关键作用,以及数据网络与控制网络的融合对自动化技术影响的探讨。随着互联网技术的迅猛发展,全球计算机系统和通信系统正在逐渐集成,形成了信息高速公路,即公用数据网络。现场总线技术则改变了控制系统结构,使其向网络化方向发展,从而形成了一种新的影响人类生产和生活方式的网络——控制网络。
由于现场总线适应了控制系统向智能、分散和开放方向发展,它显示出强大的生命力,并且得到了快速发展,这使它成为目前最热门的控制领域技术之一。随着现场总线控制网络进一步扩展,其结合数据网提出了一个重要议题,为构建开放式全分布式自动化及联网系统提供了新领域。
作为连接数字传感器之间通信的手段,现场总线将具有通信功能的测控仪表作为节点,将它们通过开放型数字多点通信底层网组成复杂而又灵活的大型自动化设备。在某些情况下,它已被称为Infranet(基础设施),因为它位于所有这些结构之下,因此是基础设施的一部分。
当Infranet与互联网Internet以及企业内部网Intranet相连时,就会使得这些不同类型的事物融合为一个统一体,让来自不同的来源进行交换,使得信息从一种形式转变到另一种形式。这对于拓宽视野、丰富内容以及提高应用范围至关重要。
数据网络
数据网是一种广泛用于办公室和商业环境中以实现文档共享、报告传输等任务,同时也能支持音频视频多媒体文件传输。这种类型通常由局域网(LAN)构成,当局域网与其他局域网相互连接时,便逐步演变成了更大规模的事物,如互联网(Internet)。
控制网络
控制網是一个专门设计用于执行自动任务的小型或大型电子设备集合。其中,每个节点都有自己的计算能力,并能够在没有中央服务器的情况下独立运行。这使得每个节点都可以单独工作,而不需要依赖于其他节点,以确保即便有一部分设备出现故障,也不会导致整个系统崩溃。
现场总线是现代工业界开发的一个必然趋势
集群监控(DCS) 和 现场总线 (Fieldbus) 都属于这个范畴,但它们各自有不同的特性和优势。在DCS中,由于采用封闭协议,不利于用户进行集成应用。此外,由于缺乏可互操作性,这限制了其进一步扩展潜力。
图1 是 DCS 与 Fieldbus 系统结构比较,其中展示了 Fieldbus 的简单、高效且易于整合到 Internet 和 Intranet 中,与现有的通讯标准兼容。
通过引入数字信号处理能力,对传感器产生更精确读数;同时,在使用 Fieldbus 时,可以直接在场所内完成复杂算法,从而提升整体性能。而且,它还允许远程访问甚至操控远距离开关等装置,从而实现真正意义上的远程管理。此外,还能提供一些无法通过普通仪表获取到的详细统计信息,如阀门打开次数或者故障诊断等,有助于更深入地理解生产过程状态。
最后,我们要认识到现在那种封闭式集中式体系正被更加开放、灵活的人工智能体系所取代,这样的变化预示着未来的工业自动化将更加先进高效。