1、现场总线给控制糸统领域带来了新的的变革 而其现场总线己构成了一种全新的分散性控制系统(称FCS)结构，它打破了传统控制系统的结构形式。而正因为传统模拟控制系统-集中控制系统(DCS)是采用一对一的设备连线，按控制回路分别进行连接，并将所有接线由现场联入控制室(见图0所示)，不可避免的带来大量复杂的接线工作，同时由于如此大量的控制线缆集中在一起，使现场维护以及故障诊断变得极为困难。 然而随着智能现场仪表的发展，将所有的信号点通过一根通讯电缆连接在一起的控制方式-总线控制连接(网路)诞生了(见图1)，现场总线连接给控制领域带来了革命性的变革。现场总线系统由于采用智能现场设备，使控制系统功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表，直接在现场完成，实现了彻底的分散控制。由于采用数字信号替代模拟信号，因而可实现一线传输多
当今己问世并应用的现场总线己有现场总线基金会总线(FF)、过程现场总线(PROFIBUS)及控制局域网(CAN)等12多种。
个信号，同时又为多个设备提供电源，现场设备以外不再需要模拟/数字(A/D)、数字/模拟(D/A)转换部件。
众所周知，现场总线连接逐步地更好的进入控制领域己被业界逐步认识与掌握，这是为什么呐？基此要对其现场总线控制系统的连接特征作如下探讨与分析。
2、现场总线控制系统连接的特征
2.1布线便捷
2.11由于现场总线连接采用：
*一对多，一对传输线接多台仪表，双向传输多个信号可靠性好(见图1所示)，又是数字信号传输抗干扰能力强，精度高;
*多站点集中传输模式，将大量的接线工作分配到现场，而各站点与主站之间的通讯全部由一根总线完成，这样就使得整个系统的接线变得更加简洁、方便(见图2)。
2.12现场总线往往可以同时使用多种传输媒介(见图2)，如菲尼克斯电气INTERBUS，它可以同时使用总线电缆、光纤、红外技术甚至目前最受业界关注的以太网以及无线技术。这样就完全可以根据现场需要选择不同的传输媒介，如距离远或有强干扰的情况下可以选择光纤；而距离较短，没有特殊要求的场合可选择普通总线电缆；对距离较远不易布线的场合还可以选择无线通讯.这些都是普通的集中控制所无法实现的。
2.2、系统连接的准确性与可靠性
由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的精确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。
特别需要指出的是，之所以不少行业或设计人员在选择总线控制连接方式时还有不少疑虑或盲区，即认为对于集中控制方式，如果某一线路发生故障，仅仅是点故障，对系统不造成严重影响；相反却误认为选择总线控制连接，一旦某一线路发生故障就是该点以下所有系统的瘫痪，对系统的安全性以及可靠性不信任。这就是误区，其实这大可不必，为此有必要作出分析，以消疑虑。
2.21总线电缆往往选用带屏蔽防啮齿动物啃咬的电缆，这就保证了线缆不易损坏、抗干扰能力强，这些都大大优于以往所选择的普通信号线缆。
2.22从图2也可看出，目前总线控制中常选择智能分散技术以及分层、分支技术。当我们需要在现场处理一些过程数据，同时又不希望整个系统的其它部分对此处造成影响，我们可以选择一个智能分散控制器用于此处，在现场对数据处理后再将一些系统控制器需要的数据上传，例如菲尼克斯电气的UN1200控制器，加挂不同的总线耦合器后，它可以方便的联入其他总线系统；在现场我们常希望将不同的控制功能区分出来，使他们不互相影响，这时我们就可以选择分层以及分支技术，将不同的控制功能置于不同的控制站点以及分枝。CAN总线、INTERBUS总线甚至可以实现单主站，255个从站，16层分层这样一个庞大而又可靠的系统。
2.3、节省维护开销又高效诊断
虽现埸总线系统及其可靠，但再好的分散式控制系统也不可能实现100%的无故障运行。
*而现场控制设备具有自诊断与简单故障处
理的能力，并通过数字通信将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并快速排除，缩短了维护停工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。*又具有故障发生前能预判断故障的发生与故障发生后能很快确定故障发生点、确定故障类型的解决方案.如CAN总线系统通过软硬件结合的方式完美的解决了这一难题。即在硬件方面：当故障发生时，相应模块的状态指示灯给出不同的闪烁频率，这样现场工程师就可以非常容易判断出是模块故障还是模块外接设备故障.同时在软件方面：例CAN总线系统与菲尼克斯电气可提供的诊断软件Diag+，可以快速给出故障发生点(甚至电磁干扰也可准确告知)，同时给出解决方案，它同时还可以根据总线系统中的光纤衰减、通讯质量的好坏以及以往故障的发生情况来判断系统是否将发生故障，同时给出报警信息。这些都是以往的集中控制系统所不具备的。有了这些软硬件的帮助，无论是系统调试还是系统的状态分析都不再是一件令人头疼的难事了。
2.4灵活的功能模块节省安装了费用 我们知道，作为新系统，人们对总线总有一种预迎还拒的心情，但是当大家逐渐认识总线时，就会被它的众多优点深深吸引，总线意味着快速、可靠、高效，灵活。运用总线可以大大降低安装维护的成本，可以使系统构建变得更加灵活便捷。 3、现埸总线过程控制系统中“本质安全型”隔离安全栅保护模块 3.1“本质安全型”(Ex)的保护方式 3.11过程接口P1系列产品由一个只有12.4mm厚，导轨安装带分断刀闸端子的底座和一个同样12.4mm厚，可插拔带标记位的电子插头组成，见图4所示。过程接口底座端子模块可以直接预装在控制柜中。随后的信号匹配将通过插入的电子插头来完成。这样确保了Ex和非Ex区域之间的电隔离和信号转换。随后进行信号匹配和连接到控制系统层的区域，已经是非Ex区域了。这意味着最大限度的减少了接线和对空间的需求。同时还独家提供一种集成了防雷防浪涌模块的底座端子模块，为您提供了全方位的保护。 3.12过程接口P1-MB该系列产品是紧凑型导轨安装，多通道Pl母板，用于插入P1电子插头。多达16通道的底板，可以接入一个中央供电。P1模板可用于没有跨接或分离跨接层存在的场合。在系统侧，多通道接头可以安全快速的与输入/输出卡件相连。为简化系统接线，系统接头和前面板适配器适用于所有主流I/O模件。 4、结束语
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nbsp; 现场总线系统的接线十分简单，一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，又减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料表明，可节约安装费用60%以上。再加上总线产品常常具备多种功能模块，但他们的接线、安装方式一致，这样在设计时仅需根据系统的要求选择不同的功能模块，象搭积木一样，很方便的就可以完成系统的构建。并且这些模块安装起来及其便捷，见图3(a)(b)所示。无论是安装在控制柜内的模块(如菲尼克斯电气的IP20型模块)，还是用于现场的模块，现场接线工作都大大降低了，这样就极大的缩短了系统安装调试的时间。
现埸总线过程控制糸统操作的自动化，需要获得更多的不同过程参数的电流值，这些重要的测量参数包括压力、温度、流量和液位。除了这些模拟量(4-20mA)闭环信号，还有大量的数字量信号和开路控制信号。过程控制系统更重要的特征是系统存在于可能具有爆炸性气体的环境，对于只能安装在这样的场合的设备必须采用特别的保护措施，也就是说，它们的使用方法不能导致任何环境下的爆炸。
“本质安全型”(Ex)的保护方式已经成为世界范围内确立的MCR技术(属菲尼克斯电气技术)。因为这种保护方式的设备，安装简便，经济节约。这种能量限制确保了即使设备发生故障也不会产生可燃性的火花和热量。它基于先进的磁性隔离的技术开发了三种系列的本安隔离安全栅。其中包括可插拔系列(Pl)，模块化系列(ME)，以及系统布线系列(MB)。
应该说，现场总线及其由此己构成的分散性控制系统连接的本质是一种控制网络，因此网络技术是现场总
由于现场总线控制系统连接有以这些特点，特别是现场总线系统结构的简化，使控制系统从设计、安装、投运到正常生产运行及检修维护，都体现出优越性。但是只有当业界逐渐认识这些特点也包括其总线产品时，就会被它的众多优点深深吸引，现场总线控制系统连接意味着快速、可靠、高效，灵活。
摘自：菲尼克斯
