現場總線的本質原理

1）現場通信網絡

現場總線把通信線一直延伸到生產現場或生產設備是用於過程自動化和製造自動化的現場設備或現場儀表互聯的現場通信網絡，傳統的 DCS 的(de)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)截(jie)止(zhi)於(yu)控(kong)製(zhi)站(zhan)或(huo)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)單(dan)元(yuan)。現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)與(yu)控(kong)製(zhi)室(shi)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)端(duan)口(kou)仍(reng)然(ran)是(shi)一(yi)對(dui)一(yi)的(de)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)傳(chuan)輸(shu)，工(gong)業(ye)生(sheng)產(chan)現(xian)場(chang)的(de)環(huan)境(jing)十(shi)分(fen)惡(e)劣(lie)，既(ji)有(you)各(ge)種(zhong)電(dian)磁(ci)場(chang)的(de)幹(gan)擾(rao)噪(zao)聲(sheng)

，又(you)有(you)各(ge)種(zhong)酸(suan)、堿、鹽等腐蝕性有害物質
，還有高溫低溫、高濕度和各種粉塵。現場總線能適應工業生產現場的惡劣環境，從而實現了全數字通信。

 

2）現場設備互連

現場設備或現場儀表是指傳感器、變送器和執行器等。這些設備能通過一對傳輸線互連傳輸線可以是雙絞線、同軸電纜
、光纜和電源線等並可根據需要因地製宜的選擇不同類型的傳輸介質。

 

3）互換性和互操作性

現(xian)場(chang)設(she)備(bei)或(huo)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)種(zhong)類(lei)繁(fan)多(duo)，沒(mei)有(you)仟(qian)何(he)一(yi)家(jia)製(zhi)造(zao)商(shang)可(ke)以(yi)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)工(gong)廠(chang)所(suo)需(xu)的(de)全(quan)部(bu)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)。所(suo)以(yi)，互(hu)相(xiang)連(lian)接(jie)不(bu)同(tong)製(zhi)造(zao)商(shang)的(de)產(chan)品(pin)是(shi)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)的(de)用(yong)戶(hu)不(bu)希(xi)望(wang)為(wei)所(suo)選(xuan)用(yong)的(de)產(chan)品(pin)不(bu)同(tong)而(er)在(zai)硬(ying)件(jian)或(huo)軟(ruan)件(jian)上(shang)花(hua)很(hen)大(da)力(li)氣(qi)。希(xi)望(wang)選(xuan)用(yong)各(ge)製(zhi)造(zao)商(shang)性(xing)能(neng)價(jia)格(ge)比(bi)最(zui)優(you)的(de)產(chan)品(pin)集(ji)成(cheng)在(zai)一(yi)起(qi)，實(shi)現(xian)即(ji)接(jie)即(ji)用(yong)。用(yong)戶(hu)希(xi)望(wang)對(dui)不(bu)同(tong)品(pin)牌(pai)的(de)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)統(tong)一(yi)組(zu)態(tai)，構(gou)成(cheng)所(suo)需(xu)要(yao)的(de)控(kong)製(zhi)回(hui)路(lu)。這(zhe)些(xie)就(jiu)是(shi)現(xian)場(chang)設(she)備(bei)互(hu)換(huan)性(xing)和(he)互(hu)操(cao)作(zuo)性(xing)的(de)含(han)義(yi)。

 

4）分散功能塊

FCS 廢止了 DCS 的輸入 / 輸出單元和控製站
，把 DCS 控製站的功能分散的分配給現場儀表，從而構成虛擬控製站。例如流量變送器不僅具有流量信號變換、補償輸入模塊，而且有 PID 控製和運算功能塊；調節閥的基本功能是信號驅動和執行，還內含輸出特性補償模塊
；也可以有 PID 控製和運算模塊
；還hai可ke以yi有you閥fa門men特te性xing自zi校xiao驗yan和he自zi診zhen斷duan功gong能neng。功gong能neng塊kuai分fen散san在zai多duo台tai現xian場chang儀yi表biao中zhong
，並bing可ke統tong一yi組zu態tai，用yong戶hu可ke以yi靈ling活huo選xuan擇ze各ge種zhong功gong能neng模mo塊kuai
，構gou成cheng所suo需xu要yao的de控kong製zhi係xi統tong，實shi現xian徹che底di的de分fen散san控kong製zhi。

 

5）通信線供電

通(tong)信(xin)線(xian)供(gong)電(dian)方(fang)式(shi)允(yun)許(xu)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)直(zhi)接(jie)從(cong)通(tong)信(xin)線(xian)上(shang)攝(she)取(qu)能(neng)量(liang)
，這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)提(ti)供(gong)於(yu)本(ben)質(zhi)安(an)全(quan)環(huan)境(jing)的(de)低(di)功(gong)耗(hao)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)，與(yu)其(qi)配(pei)套(tao)的(de)還(hai)有(you)安(an)全(quan)柵(zha)眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)，化(hua)工(gong)

、煉油等企業的生產現場有可燃性物質，所用現場設備必須嚴格遵循安全防爆標準
，現場總線也不能例外。

 

6）開放式互連網絡

xianchangzongxianweikaifanghulianwangluo，jikeyutongcengwangluohulian，yekeyubutongcengwangluohulian

，butongzhizaoshangdewangluohulianshifenjiandan。yonghububizaiyingjianhuoruanjianshanghuaduodaliqikaifangshihulianwangluohaitixianzaiwangluoshujukugongxiang，tongguowangluoduixianchangshebeihegongnengkuaidetongyizutai
，tianyiwufengdebabutongzhizaoshangdewangluojishebeirongweiyiti，gouchengtongyide FCS。

 

現場總線為什麼要隔離

目前大多數產品對外通訊部分可總結為：MCU+收發器+外部總線，其中大多數常用的 MCU 都集成有 CAN 或 UART 鏈路層控製器。從 MCU 發出的電平信號一般為 5V 或 3.3V，為達到與總線連接和遠傳的目的，往往需要在 MCU 與總線間加收發器
，它起到電平轉換的作用。