现场总线控制系统原理及应用

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：将现场总线控制技术应用于焊接自动化设备中是大势所趋。图5-4-24 基于现场总线的焊接工作站的控制系统2.现场总线控制的特点和优势数字化通信方面基于FCS现场总线的控制系统是数字化车间的基础，作为子系统可以方便地接入车间监控或管理网络，进行数据通信和交换，便于管理和监控。现场总线最高通信速率为10Mbps，最长距离可达1200m，完全能够满足系统的通信要求。

1.现场总线控制的发展及其主要组成

（1）现场总线的发展过程控制工业现场控制系统经历了基地式仪表控制系统、电动单元组合式模拟仪表控制系统、集中式数字控制系统、集散控制系统（DCS）后，在20世纪90年代发展了现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS），引起了自动化控制系统结构的变革，其深度和广度超过历史上的任何一次，开创了自动化的新纪元。

现场总线是连接智能化现场设备和控制系统的全数字、双向传输、多分支结构的通信网络，能够在微机监测、监控系统的各个设备间实现双向、多节点、总线式的全数字通信，满足了工业控制网络化、信息化的需求。

焊接自动化的发展方向是焊接过程控制系统的智能化、焊接生产系统的柔性化和集成化。将现场总线控制技术应用于焊接自动化设备中是大势所趋。

（2）现场总线主要组成图5-4-24是一个基于现场总线的焊接工作站的控制系统。总线系统由主站、本地站、远程设备（远程I/O、远程模拟模块）、智能设备等组成。

图5-4-24 基于现场总线的焊接工作站的控制系统

2.现场总线控制的特点和优势

（1）数字化通信方面基于FCS现场总线的控制系统是数字化车间的基础，作为子系统可以方便地接入车间监控或管理网络，进行数据通信和交换，便于管理和监控。现场总线最高通信速率为10Mbps，最长距离可达1200m，完全能够满足系统的通信要求。

（2）费用和周期方面实际生产线占地面积大，现场采样、操作元件、执行元件较多并且分布在生产线各个位置，如果采用集中控制，线缆铺设连接工作量巨大且很容易发生未可靠连接、短路和断线等人为故障。应用现场总线，采用总线电缆挂接多个设备，在主站与分站之间只要1根通信线和1根电源线即可完成连接，连线设计与接头校对的工作量大大减少，降低了硬件和人员方面成本。

（3）系统可靠性方面人工布线和施工量的减少降低了人员出错的几率；总线采用数字通信方式，减少了传送误差，信号传输距离远，系统的工作可靠性得到提高。

（4）抗干扰方面焊接现场是一个比较恶劣的外部环境，现场总线的应用减少了线缆的数量，降低了受到干扰的可能性。

（5）调试维护方面现场总线设备具有自诊断与简单故障处理的能力，主控系统可以集中判断和显示大部分的故障信息，操作者可方便地查询设备的运行状态、维护信息。

现场总线控制系统原理及应用

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