现场总线(Fieldbus)是一种在工业自动化领域迅速发展起来的数据传输技术,它主要解决了智能化仪器、执行机构等设备间数字通信以及这些控制设备与高级控制系统之间信息交换的问题。由于其简单性、可靠性和经济实用性,现场总线获得了众多标准组织和计算机制造商的高度重视。
随着时间的推移,现场总线技术不断发展。它被定义为一种用于智能化现场设备与自动化系统互联通讯网络的一种开放式、数字化、双向串行且多节点通信协议。这项技术起源于20世纪80年代末到90年代初,并广泛应用于过程自动化、制造自动化以及楼宇自动化等领域。作为一个基层网络,场景总线不仅连接生产过程中的各个设备,还实现了它们与更高层次控制管理层之间的沟通。
国际上许多知名企业积极参与到现场总线技术及其产品研发中来。这些设备通常工作在较为恶劣的环境中,对于协议简单、高容错能力、安全性能良好且成本效益明显有着特殊要求。此外,由于需要具备一定时间确定性的特点,以及对网络负载稳定性的需求,使得这类系统具有短帧传送和信息交换频繁等特点。
常规将这种基于场景数据传输的人机界面称作第五代控制系统或FCS——场景数据集成及调度系统。人们习惯把50年代前的气动信号监控称作第一代,将4~20mA电流模拟信号监控称第二代;而70年代中期以来的集散式分布式控制系统DCS则被归类为第三代。而现在,这些都已经演变成为新的全分布式结构,不再是集中管理,而是下放到了每个单一部件上,以此来达到更好的灵活性和适应能力。
综上所述,开放性分散性与数字通讯是场景数据集成及调度系统最显著特征之一。这也体现出该领域如何从封闭型转向开放型,从集中型转向分散型,从模拟型转向数字型,最终实现了一系列突破性的变化,为未来智能工厂铺平了道路。