工业现场总线是指在工业现场使用的、数据传输速率较快、并且可以连接多种类型设备的一种通信网络协议。它由物理层、数据链路层、应用层三层组成,可以用于传输现场设备的信号数据、控制信息,实现设备之间的互连和通讯。
该技术的出现标志着神经网络控制器、Distributed Control System(DCS)、PLC等现场控制设备从单纯的线性接口走向网络化接口,极大地提高了现场控制设备的智能程度和通讯速度,也为机器人、物联网等新兴技术的应用奠定了基础。
工业现场总线在工业控制系统中承担着以下重要任务:
第一,它可以自动完成控制系统中的设备联络。每一个设备都可以拥有一个独立的地址,通过总线通讯,实现设备之间的联络和数据传输;
第二,它能提供设备之间的数据传输,包括数字信号、模拟量、开关量等;另外,根据需要,还可以实现同步或异步数据传输,数据压缩和加密等操作;
第三,它能够对工控系统进行在线配置、校正和故障监测,即Online Diagnosis,提高了工控系统的可靠性和稳定性;
第四,它能够自动实现工控系统的运行管理和维护,包括机器自动重启、设备性能实时监测等一系列功能。
工业现场总线技术有以下几个特点:
第一,将不适于数据网络传输的现场信号转化为数字信号,提高信号传输的准确性和可靠性;
第二,数据传输的可控性强,信息安全性高,通过数据校验、纠错和加密等功能,确保了数据传输的完整性和正确性。
第三,工业现场总线的通讯速率较快,数据处理速度也较快,能够满足工业现场大容量、高速数据传输的需求;
第四,工业现场总线支持多种连接方式,如同轴、双绞线、光纤等,适应于多样化工业环境的需要。
工业现场总线技术已经被广泛应用于各个领域,包括电力、石化、机械制造等工业领域,它的主要应用场景包括:
第一,工业自动化设备的互联,包括工厂生产线自动化、机器人控制、加工中心控制等;
第二,家庭自动化控制,如智能家居、安防监控等;
第三,智能交通系统的实现,包括智能公路、智能停车场等;
第四,医疗仪器的智能化控制,如医疗设备控制、多参数监测系统等。