不会吧！你居然没用过现场总线？

在正式进入介绍Profibus这一总线协议前，我们和大家分享下现场总线的定义及为什么要使用现场总线？

前面几期所介绍的EtherCAT、Modbus等协议都属于现场总线。基本上大家对这些都或多或少的应用过了吧。

现场总线是什么？

现场总线是一种与输入设备（传感器、开关等）和输出设备（阀门、驱动器、指示灯等）通信的方式，无需将每个单独的设备连接回控制器（PLC、工业PC等）。因此，总体而言，现场总线可以降低成本。

在不依赖现场总线的控制系统中，设备和控制之间有一个明确的分界线；每个任务都是分开的。只有模拟值（测量数据）在设备和控制器之间传输，并且这种通信是单向的。从人员的角度来看，这通常意味着一个仪表技术员负责现场设备，而控制工程师相应地调整进入控制系统的（4-20mA）模拟值。

在现场总线系统中，仪器是系统不可分割的一部分，控制工程师可以完全控制现场设备。从工程师的角度来看，现在仪器和控制系统之间没有区别。它是一个集成的整体。将仪器作为控制系统的一部分是一个重大的范式转变，因为它赋予了仪器在过去为控制系统保留的角色。

相反，仪器技术员需要访问控制系统以设置和监控仪器。通信不再是模拟的，而是数字的；不再是单向的，而是双向的。随着这种转变，我们现在有了一个网络，不同的拓扑结构成为可能。

总线类别

在引入现场总线之前，计算机会使用直接串行连接，每个连接只能有两个设备通信。另一方面，现场总线允许成百上千个模拟和数字点同时连接。这既减少了所需的电缆数量，也缩短了所需电缆的长度。

现在，有多种不同的现场总线变可用，常用的包括：

• AS-I接口
• Ethercat
• Profinet
• Canopen
• Ethernet/IP
• Sercos接口
• CC-Link
• Ethernet Powerlink
• Sercos自动化总线
• CompoNet
• Modbus
• SmartWire-DT
• DeviceNet
• IO-Link
• 以太网
• Profibus

有这么多现场总线变体解决方案的原因是自动化设备制造商开发了具有不同特性和功能的专有现场总线，以最好地处理他们的市场细分，并在技术层面上相互竞争。因此，不足为奇的是，某些总线在特定功能上比其他总线更出色。

由于市场压力，大多数现场总线现在声称是“开放的”（有些比其他的更开放）。这是因为大型最终用户公司希望能够连接并使用安装的控制平台（例如PLC）通过现场总线与来自不同制造商的专业设备进行通信，基本上与控制平台“对话”。

为什么使用现场总线？

节省40%的成本甚至更多

现场总线基本上是将多个现场仪器连接到一根电缆或网络上的一种方式。这意味着它消除了大量的铜和艰苦的劳动。许多工厂报告说，在工厂安装的初期阶段，节省了高达40%的成本，尽管其中一些被更高的价格所抵消，但立即获得的财务收益是可行的。

配置现场总线网络也很容易

它可以从一个中央操作站完成，该站远离PC，并且您手边有完整的工程和诊断设施。批处理指令和配方构建可以离线验证，并在必要时调用。

更好的控制策略和更严格的质量控制

通常，这已经是一个足够好的理由进行转换，但在工厂生命周期的操作阶段，更大的收益开始显现。例如，全数字技术意味着更准确的测量，从而带来更好的控制策略和更严格的质量控制。这也意味着更好的趋势分析和历史记录能力，这增加了操作控制的改进。

稍后对过程进行微调也很简单，具有中央审计跟踪、趋势和历史记录功能，使您能够准确记录正在发生的事情。

数据化，更好的诊断、维护和管理

有了现场总线，可以持续获得更多的数据，这意味着管理层系统可以被更好的信息所喂养，并且通过诊断、预防性维护技术和资产管理软件，有巨大的潜力来改善工厂管理。由于集中访问，诊断变得更容易，这意味着工程师很少需要在外地努力寻找故障。有了现场总线，通常可以远程定位故障，这意味着可以更快地获得和安装替换部件。