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。它解决了工业现场智能化仪器、执行机构等设备间数字通信和这些设备与高级控制系统之间信息传递的问题。其简单性、可靠性以及经济实用性,使得现场总线受到了众多标准组织和计算机厂商的高度重视。
随着时间的推移,现场总线技术不断发展。它是一种将大量现场级设备与操作级设备相连的工业通讯系统,被定义为一种开放式、数字化、双向串行、多节点的通信总线。在20世纪80年代末到90年代初,它成为了过程自动化、制造自动化和楼宇自动化等领域中智能设备互联网络的一部分。
作为工厂数字通信网络的基础,现场总线不仅是基层网络,也是全分布式控制系统的一部分。这项综合技术,以智能传感器、控制器、高性能计算机及数字通讯为核心,是目前世界范围内关注度极高且影响深远的一个热点科技。国际知名公司纷纷参与了不同程度上的研发工作。
由于工作环境位于过程设备底层,要求具有协议简洁、高容错能力、大安全、小成本等特点,同时具备一定时间确定性、高实时性需求,以及网络负载稳定短帧传送频繁信息交换特点,因此,这些条件对开发者提出了更高要求。
通常将这种类型的系统称为第五代控制系统(FCS),也被称作“场地字段”或“物理字段”,因为它们代表了第四代集散式分布式控制系统(DCS)的进一步发展。在这一阶段,不再依赖于专用的通信网,而采用基于公开标准和开放协议来实现数据交换,从而克服了封闭体系所带来的局限,并结合集中与分散结构,最终形成全分布式结构,将各个环节功能下放至最接近生产场景的地方,即使是在最早期DCS中就有类似的思想,但是在实施上更为完善且全面。
综上所述,开放性分散性的概念以及强调数字通讯,是现今面对复杂应用背景下的最佳选择之一。在这个背景下,我们可以预见,在未来几年里,对于如何有效利用现场总线进行资源优化配置以提高生产效率,将会是一个值得深入探讨的话题。此外,由于本文主要聚焦于CAN总线及其作用,可以认为这是一种非常典型且广泛使用的例子,它在很多行业中的应用体现了一种权威性的设计理念,其中包括但不限于汽车制造业,因为这里需要处理大量高速数据流并保证即时响应,因此对于消息延迟有一定的严格要求;此外,还需要考虑到电气噪声问题,以确保信号质量。而通过CAN总线能够提供一套成熟而灵活的事务管理方法来满足这些需求,并确保整个车辆运行平稳无故障,这一点体现出其在该领域中的重要价值。