現(xiàn)場總線的應(yīng)用正逐步增多，一定層面上反映出現(xiàn)場總線技術(shù)的重要性。為進(jìn)一步增進(jìn)大家對現(xiàn)場總線的認(rèn)識，將對現(xiàn)場總線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用加以介紹。

一、現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場總線作為現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，被視為公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的延伸，它的興起為自控技術(shù)本身的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。

現(xiàn)場總線可采用多種介質(zhì)(多種有線和無線方式)傳送數(shù)字信號。在兩根導(dǎo)線上可掛接多至幾十個(gè)自控設(shè)備，能節(jié)省大量線纜、槽架、連接件。減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)的工作量。

現(xiàn)場總線形成真正分散在現(xiàn)場的完整控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，豐富了控制設(shè)備的信息內(nèi)容。

為控制信息進(jìn)入公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件，溝通了現(xiàn)場控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系，便于實(shí)現(xiàn)管控一體化

控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，便于實(shí)現(xiàn)信號的遠(yuǎn)程傳送與異地遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

1、現(xiàn)場總線是一種控制系統(tǒng)框架

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是建立在現(xiàn)場總線技術(shù)基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)扁平化，具有開放性、可互操作性、常規(guī)控制功能徹底分散、有統(tǒng)一的控制策略組態(tài)方法的新一代的分散型控制系統(tǒng)。

2、現(xiàn)場總線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用：

1 PC+獨(dú)立數(shù)字運(yùn)動(dòng)控制器+執(zhí)行機(jī)構(gòu)=開放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

2 觸摸屏+獨(dú)立數(shù)字控制器+執(zhí)行機(jī)構(gòu)=開放式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

上述兩種結(jié)構(gòu)是伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展方向，也是運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向。

它能充分利用PC 機(jī)和觸摸屏的資源，由第三方軟件完成用戶應(yīng)用程序開發(fā)，將生成的程序指令傳送給運(yùn)動(dòng)控制器，由控制器不斷轉(zhuǎn)譯產(chǎn)生更新的位置命令(運(yùn)動(dòng)曲線)并通過通信總線下傳給驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器將控制電流傳送給電機(jī)，這樣完成命令所需定位。在一個(gè)多軸系統(tǒng)中，一個(gè)控制器可以控制多個(gè)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)器。伺服電機(jī)是主要的執(zhí)行部件，完成具體動(dòng)作。

總線將分散的有通信能力的測量控制設(shè)備、驅(qū)動(dòng)控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，連接成能相互溝通信息，共同完成自控任務(wù)的控制網(wǎng)絡(luò)。

二、現(xiàn)場總線運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢

現(xiàn)場總線發(fā)展中的新軍————以太網(wǎng)

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)正向網(wǎng)絡(luò)化、智能化的實(shí)時(shí)控制方面發(fā)展，因此通信已成為關(guān)鍵，用戶對統(tǒng)一的通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)的要求日益迫切。另一方面，Intranet/Internet等信息技術(shù)的飛速發(fā)展，要求企業(yè)從現(xiàn)場控制層到管理層能實(shí)現(xiàn)全面的無縫信息集成，并提供一個(gè)開放的基礎(chǔ)構(gòu)架，但目前的現(xiàn)場總線尚不能滿足這些要求。至于以太網(wǎng)存在的不確定性和實(shí)時(shí)性能欠佳的問題，已由于智能集線器的使用、主動(dòng)切換功能的實(shí)現(xiàn)、優(yōu)先權(quán)的引入以及雙工的布線等，基本上得到了解決。通過提高數(shù)據(jù)傳輸速率，仔細(xì)地選擇網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及限制網(wǎng)絡(luò)負(fù)載等，可將發(fā)生數(shù)據(jù)沖突的概率降到最低。

目前世界上已有一些國際組織從事推動(dòng)以太網(wǎng)進(jìn)入控制領(lǐng)域的工作，如IEEE(美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì))正在著手制訂現(xiàn)場總線和以太網(wǎng)通信的新標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)將使網(wǎng)絡(luò)能看到“對象”。IAONO(工業(yè)自動(dòng)化開放網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟)最近與ODVA和IDA集團(tuán)就共同推進(jìn)Ethernet和TCP/IP達(dá)成共識。

ODVA于2000年3月17日發(fā)布了一個(gè)為在工廠基層使用以太網(wǎng)服務(wù)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

FF于2000年3月29日公布了高速以太網(wǎng)(100Mb/s)的最終技術(shù)規(guī)范(FSI1.0)。

工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)會(huì)與美國的ARC、Advisory Group等單位合作，開展工業(yè)以太網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究。目前1000Mb/s以太網(wǎng)的發(fā)展已進(jìn)入實(shí)用階段。由以上分析可知，以太網(wǎng)進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域是一個(gè)不可忽視的發(fā)展趨勢。