工業4.0重要的技術手段-現場總線

現場總線是指安裝在制造或過程區域的現場裝置與控制室內的自動裝置之間的數字式、串行、多點通信的數據總線。它是一種工業數據總線，是自動化領域中底層數據通信網絡。

簡單說，現場總線就是以數字通信替代了傳統4-20mA模擬信號及普通開關量信號的傳輸，是連接智能現場設備和自動化系統的全數字、雙向、多站的通信系統。主要解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及這些現場控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問題。

總線特點

現場控制設備具有通信功能，便于構成工廠底層控制網絡。

通信標準的公開、一致，使系統具備開放性，設備間具有互可操作性。

功能塊與結構的規范化使相同功能的設備間具有互換性。

控制功能下放到現場，使控制系統結構具備高度的分散性。

總線優點

現場總線使自控設備與系統步入了信息網絡的行列，為其應用開拓了更為廣闊的領域；

一對雙絞線上可掛接多個控制設備， 便于節省安裝費用；

節省維護開銷；

提高了系統的可靠性；

為用戶提供了更為靈活的系統集成主動權。

總線缺點

網絡通信中數據包的傳輸延遲，通信系統的瞬時錯誤和數據包丟失，發送與到達次序的不一致等都會破壞傳統控制系統原本具有的確定性，使得控制系統的分析與綜合變得更復雜，使控制系統的性能受到負面影響。

現場總線控制系統由測量系統、控制系統、管理系統三個部分組成，而通信部分的硬、軟件是它最有特色的部分。

1、現場總線控制系統：

它的軟件是系統的重要組成部分，控制系統的軟件有組態軟件、維護軟件、仿真軟件、設備軟件和監控軟件等。首先選擇開發組態軟件、控制操作人機接口軟件MMI。通過組態軟件，完成功能塊之間的連接，選定功能塊參數，進行網絡組態。在網絡運行過程中對系統實時采集數據、進行數據處理、計算。優化控制及邏輯控制報警、監視、顯示、報表等。

2、現場總線的測量系統：

其特點為多變量高性能的測量，使測量儀表具有計算能力等更多功能，由于采用數字信號，具有高分辨率，準確性高、抗干擾、抗畸變能力強，同時還具有儀表設備的狀態信息，可以對處理過程進行調整。

3、設備管理系統：

可以提供設備自身及過程的診斷信息、管理信息、設備運行狀態信息（包括智能儀表）、廠商提供的設備制造信息。例如Fisher—Rosemoune公司，推出AMS管理系統，它安裝在主計算機內，由它完成管理功能，可以構成一個現場設備的綜合管理系統信息庫，在此基礎上實現設備的可靠性分析以及預測性維護。將被動的管理模式改變為可預測性的管理維護模式AMS軟件是以現場服務器為平臺的T型結構，在現場服務器上支撐模塊化，功能豐富的應用軟件為用戶提供一個圖形化界面。

4、總線系統計算機服務模式：

以客戶機/服務器模式是較為流行的網絡計算機服務模式。服務器表示數據源（提供者），應用客戶機則表示數據使用者，它從數據源獲取數據，并進一步進行處理?？头繖C運行在PC機或工作站上。服務器運行在小型機或大型機上，它使用雙方的智能、資源、數據來完成任務。

5、數據庫：

它能有組織的、動態的存儲大量有關數據與應用程序，實現數據的充分共享、交叉訪問，具有高度獨立性。工業設備在運行過程中參數連續變化，數據量大，操作與控制的實時性要求很高。因此就形成了一個可以互訪操作的分布關系及實時性的數據庫系統，市面上成熟的供選用的如關系數據庫中的Oracle，sybas，Informix，SQL Server；實時數據庫中的Infoplus，PI，ONSPEC等。

6、網絡系統的硬件與軟件：

網絡系統硬件有：系統管理主機、服務器、網關、協議變換器、集線器，用戶計算機等及底層智能化儀表。網絡系統軟件有網絡操作軟件如：NetWarc，LAN Mangger，Vines，服務器操作軟件如Lenix，os/2，Window NT。應用軟件數據庫、通信協議、網絡管理協議等。

不同的機構和不同的人可能對現場總線有著不同的定義，不過通常情況下，大家公認在以下六個方面：

通信網絡

用于過程自動化和制造自動化的現場設備或現場儀表互連的現場通信網絡。

設備互聯

依據實際需要使用不同的傳輸介質把不同的現場設備或者現場儀表相互關聯。

互操作性

用戶可以根據自身的需求選擇不同廠家或不同型號的產品構成所需的控制回路，從而可以自由地集成FCS。

分散功能塊

FCS 廢棄了DCS 的輸入/輸出單元和控制站, 把DCS 控制站的功能塊分散地分配給現場儀表, 從而構成虛擬控制站，徹底地實現了分散控制。

通信線供電

通信線供電方式允許現場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用于本質安全環境的低功耗現場儀表, 與其配套的還有安全柵。

基于現場總線的種種優勢和趨勢，力優電控均采用總線控制，并采用兩種品牌貝加萊和三菱，貝加萊作為現場總線和工業以太網標準制定者無疑是工控領域最高端的軟硬件商之一，貝加萊特長在伺服算法及總線功能，并且在高端包裝行業有著豐富的經驗。三菱眾所周知是工控界的老品牌。

力優不斷升級軟硬件技術，以精湛的技術引領小眾行業，給高端客戶帶來不一樣的控制體驗。