1.1.2 现场总线的本质

由于标准实质上并未统一,所以对现场总线也有不同的定义。但现场总线的本质含义主要表现在以下6个方面。

(1)现场通信网络

用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通信网络。

(2)现场设备互连

现场设备或现场仪表是指传感器、变送器和执行器等,这些设备通过一对传输线互连,传输线可以使用双绞线、同轴电缆、光纤和电源线等,并可根据需要因地制宜地选择不同类型的传输介质。

(3)互操作性

现场设备或现场仪表种类繁多,没有任何一家制造商可以提供一个工厂所需的全部现场设备,所以,互相连接不同制造商的产品是不可避免的。用户不希望为选用不同的产品而在硬件或软件上花很大气力,而希望选用各制造商性能价格比最优的产品,并将其集成在一起,实现“即接即用”;用户希望对不同品牌的现场设备统一组态,构成其所需要的控制回路。这些就是现场总线设备互操作性的含义。现场设备互连是基本的要求,只有实现互操作性,用户才能自由地集成FCS。

(4)分散功能块

FCS废弃了DCS的输入/输出单元和控制站,把DCS控制站的功能块分散地分配给现场仪表,从而构成虚拟控制站。例如,流量变送器不仅具有流量信号变换、补偿和累加输入模块,而且有PID控制和运算功能块。调节阀的基本功能是信号驱动和执行,还内含输出特性补偿模块,也可以有PID控制和运算模块,甚至有阀门特性自检验和自诊断功能。由于功能块分散在多台现场仪表中,并可统一组态,供用户灵活选用各种功能块,构成所需的控制系统,实现彻底的分散控制。

(5)通信线供电

通信线供电方式允许现场仪表直接从通信线上摄取能量,对于要求本征安全的低功耗现场仪表,可采用这种供电方式。众所周知,化工、炼油等企业的生产现场有可燃性物质,所有现场设备都必须严格遵循安全防爆标准。现场总线设备也不例外。

(6)开放式互连网络

现场总线为开放式互连网络,它既可与同层网络互连,也可与不同层网络互连,还可以实现网络数据库的共享。不同制造商的网络互连十分简便,用户不必在硬件或软件上花太多气力。通过网络对现场设备和功能块统一组态,把不同厂商的网络及设备融为一体,构成统一的FCS。