2.2互操作性
互操作性是指不同厂商的控制设备不仅可以互相通信,而且可以统一组态,实现同一的控制策略和“即插即用”,不同厂商的性能相同的设备可以互换。
2.3灵活的网络拓扑结构
现场总线控制系统可以根据复杂的现场情况组成不同的网络拓扑结构,如树型、星型、总线型和层次化网络结构等。
2.4系统结构的高度分散性
现场设备本身属于智能化设备,具有独立自动控制的基本功能,从而从根本上改变了DCS的集中与分散相结合的体系结构,形成了一种全新的分布式控制系统,实现了控制功能的彻底分散,提高了控制系统的可靠性,简化了控制系统的结构。现场总线与上一级网络断开后仍可维持底层设备的独立正常运行,其智能程度大大加强。
2.5现场设备的高度智能化
传统的DCS使用相对集中的控制站,其控制站由CPU单元和输入/输出单元等组成。现场总线控制系统则将DCS的控制站功能彻底分散到现场控制设备,仅靠现场总线设备就可以实现自动控制的基本功能,如数据采集与补偿、PID运算和控制、设备自校验和自诊断等功能。系统的操作员可以在控制室实现远程监控,设定或调整现场设备的运行参数,还能借助现场设备的自诊断功能对故障进行定位和诊断。
2.6对环境的高度适应性
现场总线是专为工业现场设计的,它可以使用双绞线、同轴电缆、光缆、电力线和无线的方式来传送数据,具有很强的抗干扰能力。常用的数据传输线是廉价的双绞线,并允许现场设各利用数据通信线进行供电,还能满足本质安全防爆要求。
由于现场总线的诸多优点,所以近十年来出现了多种有影响的现场总线,如基金会现场总线FF、Profibus、CAN、LONworks、HART等,并得到了广泛的应用。下面仅对前两种现场总线予以简要介绍。
3、主要现场总线简介
3.1基金会现场总线FF(Foundation Fieldbus)
基金会现场总线是国际上几家现场总线经过激烈竞争后形成的的一种现场总线,由现场总线基金会推出。与私有的网络总线协议不同,FF总线不附属于任何一个企业或国家。其总线体系结构是参照、ISO的OSI模型中物理层、数据链路层和应用层,并增加了用户层而建立起来的通信模型。FF得到了世界上几乎所有的著名仪表制造商的支持,同时遵守IEC的协议规划,与IEC的现场总线国际标准和草案基本-致,加上它在技术上的优势,所以极有希望成为将来的主要国际标准。
FF总线提供了Hl和H2两种物理层标准。Hl是用于过程控制的低速总线,传输速率为31.25Kbps,传输距离为200m、450m、1200m、1900m四种(加中继器可以延长),可用总线供电,支持本质安全设备和非本质安全总线设备。H2为高速总线,其传输速率为1Mbps(此时传输距离为750m)或2.5bps(此时传输距离为为500m)。H1和H2每段节点数可达32个,使用中继器后可达240个,Hl和H2可通过网桥互连。FF的突出特点在于设备的互操作性、改善的过程数据、更早的预测维护及可靠的安全性。