工业现场总线(Fieldbus)是指将工业设备和控制系统中的现场仪表、执行器和传感器等设备通过同一通信线或无线通信方式连接在一起,形成一个可编程、数字化的系统,降低成本、提高效率、提高设备之间互操作性和可控性。
工业现场总线适用于工厂自动化控制、机器人自动控制、能源管理体系、自动化生产控制系统、智能家居等领域,广泛应用于自动化程度较高的工业和生产领域。
工业现场总线的主要特点包括:
(1)可编程功能:各个设备之间互相通讯,实现数据互换,减少了信号转换和配线,降低了工程技术难度,同时也使得系统具有较强的扩展性。
(2)高效性:由于数据都是数字化并通过总线传输,因此传输过程中没有信号转换以及信号放大而导致的误差,可以达到较高的传输效率和数据精度。
(3)实时性:各个节点和总线之间通过基于时间的同步方式进行通信,因此可以实现实时的数据传输,利于产品质量的监测和控制。
(4)安全性:通过加密算法、验证机制等方式实现工业现场总线通讯的安全性,避免了机密信息泄露和不当操作等问题的发生。
目前主要的工业现场总线类型有以下几种:
(1)Profibus:是一种广泛应用于工业现场的数字总线标准,适用于自动化生产领域,主要用于PLC、DCS、仪表等设备之间的通讯。
(2)DeviceNet:是一种基于CAN总线技术的工业现场总线,适用于自动化生产、机器人控制、物流自动化等领域。
(3)CANOpen:是一种基于CAN总线技术的通信协议,可应用于自动化生产以及其他工控领域。
(4)Ethernet/IP:是一种基于以太网的系统,适用于自动化生产和机械领域,并且可通过互联网进行远程监控和控制。
工业现场总线的优势主要体现在以下几个方面:
(1)降低成本:适合对工业设备进行数字化控制和监控,降低了人工调整设施的需求,减少了成本。
(2)提高效率:数字化的系统,可以准确地收集和分析数据,提高设备的性能和产能,提高工作效率。
(3)提升互操作性:不同厂商的设备可以通过同一的总线连接在一起,减少了对不同设备进行适配的难度。
(4)高可靠性:工业现场总线所使用的通信协议多数具有校验机制、冗余机制等,对于故障的容错能力较强。
工业现场总线主要应用于机械加工、生产智能化、物流仓储、自动化生产和管理系统等广泛领域。