在工业自动化领域,现场总线(Fieldbus)技术已经成为一个不可忽视的话题。它通过简化、可靠和经济实用的方式解决了工业现场智能仪器、执行机构以及其他设备之间数字通信问题,同时也是这些控制设备与高级控制系统之间信息传递的关键。
随着技术的发展,现场总线作为一种将大量场地级设备和操作级设备相连的工业通讯系统,其定义为开放式、数字化、双向串行且多节点的通信总线。这种技术起源于20世纪80年代末至90年代初期,它是过程自动化、制造自动化及楼宇自动化等领域中用于智能现场设备互联互通网络的基础。
作为工厂数字通信网络的一部分,现场总线不仅是一个基层网络,而且是全分布式控制系统中的组成部分。这项综合性的技术,以智能传感器、高性能计算机以及数字通讯为核心,并且已经引起了全球范围内的关注。它预示着将对整个自动化系统结构和相关设备产生深刻影响。
国际上许多知名公司都参与到了不同程度上的现场总线技术研发,其中包括协议简单性强、容错能力优良、高安全性低成本设计等特点。这些系统要求具备一定时间确定性和较高实时性,还需要能够稳定处理网络负载,以及实现短帧传输并频繁交换信息。
由于其独特之处,人们把这个时代称作第五代控制系统,也称作FCS——场地总线控制系统。在此之前,一些早期气动信号或电动模拟信号进行调节属于第一代和第二代,而集散式分布控制系统DCS则属于第三代。而第五代,即FCS,则代表了新一代基于开放标准与分散结构结合的大型数据网路平台,它克服了封闭环境带来的缺陷,并将管理功能下放至更接近生产过程的地方,使得操作更加灵活便捷。此外,这种创新方案采用了一种全新的构想,即从集中型转变为分布式类型,从而提高效率减少成本,为企业提供更多选择空间。