現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)?

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS是以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的開放式、全數(shù)字式的控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線通常由以下3部分組成：現(xiàn)場智能儀表、控制器；現(xiàn)場總線系統(tǒng)；監(jiān)控、組態(tài)計(jì)算機(jī)。其中現(xiàn)場智能儀表、控制器、計(jì)算機(jī)等都通過現(xiàn)場總線網(wǎng)卡及通信協(xié)議軟件連接到網(wǎng)上，故現(xiàn)場總線網(wǎng)卡及通信協(xié)議軟件是FCS的基礎(chǔ)和神經(jīng)中樞。與此同時(shí)，組態(tài)技術(shù)包含有系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)庫組態(tài)及控制算法組態(tài)，生成的參數(shù)及算法不僅可以在控制器中運(yùn)行，還可以在遠(yuǎn)程I／O或智能設(shè)備上運(yùn)行。

國際電工協(xié)會(huì)（IEC）的SP50委員會(huì)對(duì)現(xiàn)場總線有以下三點(diǎn)要求：同一數(shù)據(jù)鏈路上過程控制單元（PCU）、?PLC等與數(shù)字1/?O設(shè)備互連；現(xiàn)場總線控制器可對(duì)總線上的多個(gè)操作站、傳感器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等進(jìn)行數(shù)據(jù)存??；通信媒體安裝費(fèi)用較低?，F(xiàn)場總線是一種串行的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通訊鏈路，它溝通了生產(chǎn)過程領(lǐng)域的基本控制設(shè)備（即現(xiàn)場級(jí)設(shè)備）與更高層次自動(dòng)控制領(lǐng)域的自動(dòng)化控制設(shè)備（即車間級(jí)設(shè)備）之間的聯(lián)系。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)主要包括一些實(shí)際應(yīng)用的設(shè)備，如PLC、掃描器、電源、輸入輸出站、終端電阻等。其它系統(tǒng)也可以包括變頻器、智能儀表、人機(jī)界面等。

系統(tǒng)中的主控器（Host）可以是PLC或PC，通過總線接口對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制。其總線接口，有時(shí)可以稱為掃描器?？梢允欠謩e的卡件，也可以集成于PLC中?？偩€接口作為網(wǎng)絡(luò)管理器和作為主控器到總線的網(wǎng)關(guān)，管理來自總線節(jié)點(diǎn)的信息報(bào)告，并且轉(zhuǎn)換為主控器能夠讀懂的某種數(shù)據(jù)格式傳送到主控器?？偩€接口的缺省地址通常設(shè)為"0"電源，是網(wǎng)絡(luò)上每個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸和接收信息所必須的。通常輸入通道與內(nèi)部芯片所用電源為同一個(gè)電源，習(xí)慣稱為總線電源。而輸出通道使用獨(dú)立的電源，稱為輔助電源。

如上圖所示，底層的Infranet控制網(wǎng)即FCS，各控制器節(jié)點(diǎn)下放分散到現(xiàn)場，構(gòu)成一種徹底?的分布式控制體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)任意，可為總線形、星形、環(huán)形等，通訊介質(zhì)不受限制，可用雙絞線、電力線、無線、紅外線等各種形式。FCS形成的Infranet控制網(wǎng)很容易與Intranet企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)和Internet全球信息網(wǎng)互連，構(gòu)成一個(gè)完整的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)三級(jí)體系結(jié)構(gòu)

FCS正是順應(yīng)以上潮流而誕生，它用現(xiàn)場總線這一開放的，具有可互操作的網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場各控制器及儀表設(shè)備互連，構(gòu)成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，同時(shí)控制功能徹底下放到現(xiàn)場，降低了安裝成本和維護(hù)費(fèi)用。因此，F(xiàn)CS實(shí)質(zhì)是?一種開放的、具可互操作性的、徹底分散的分布式控制系統(tǒng)，有望成為21世紀(jì)控制系統(tǒng)的主流產(chǎn)品。