探秘工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)最后的筋脈
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生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)被劃分為不同的層次，可以用一個(gè)垂直分層模型的形式來描述，如圖 1所示。
管理公司的戰(zhàn)略性功能在“公司控制層”中執(zhí)行。公司分層的計(jì)劃和管理由從屬的“生產(chǎn)控制層”執(zhí)行。該區(qū)域也可命名為“公司或工廠控制層”。在“過程控制層”中，生產(chǎn)命令被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的工藝過程，而工廠更大的生產(chǎn)線通過這一層中的控制系統(tǒng)進(jìn)行控制和監(jiān)視（制造、單元、過程主機(jī)控制單元）。
要求對(duì)過程變量進(jìn)行采集和控制的設(shè)備位于自動(dòng)化的最底層——現(xiàn)場(chǎng)層。除了控制單元以外，還包括人機(jī)接口/終端、傳感器、執(zhí)行器和各種復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。智能傳感器、測(cè)量轉(zhuǎn)換器、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制設(shè)備的使用也正逐漸增加。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）為一種全新的分布式控制測(cè)控系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)中用于連接傳感器和執(zhí)行器的昂貴布線在現(xiàn)代工廠中被串行總線系統(tǒng)所取代（現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)、傳感器－執(zhí)行器－總線系統(tǒng)）。由于不同的自動(dòng)化層對(duì)通信系統(tǒng)的要求也大不相同，因此使用按照層劃分的不同層的子系統(tǒng)的組合要比使用單個(gè)通用總線更合適。根據(jù)各個(gè)自動(dòng)化層的要求使用不同的通信系統(tǒng)，如圖 2所示。
其中現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的最底層-現(xiàn)場(chǎng)層，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備裝置之間的互聯(lián)互通，并使生產(chǎn)過程的控制與更高的管理層緊密的聯(lián)系在一起。
采用現(xiàn)場(chǎng)總線、智能檢測(cè)和執(zhí)行設(shè)備后，可以得到更多的有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)與設(shè)備的狀態(tài)信息。在現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)傳輸?shù)男畔⒘刻岣叩耐瑫r(shí)，所需要的線纜卻大大減少了。采用現(xiàn)場(chǎng)總線后最大的優(yōu)勢(shì)是提供了現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的設(shè)備診斷、配置功能，便于網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)。
正由此，現(xiàn)場(chǎng)總線已成為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)中最后的一段筋脈，其通訊控制的可靠性是系統(tǒng)能否高效穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要的一環(huán)。
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