摘要:簡要介紹了現(xiàn)場總線系統(tǒng)在石化行業(yè)的重要地位，并結合實際對其進行優(yōu)勢分析

關鍵詞:FCS控制系統(tǒng);結構特點;優(yōu)勢分析;前景展望

“信息化帶動工業(yè)化，工業(yè)化促進信息化”是中國的國策?，F(xiàn)在石油和化工企業(yè)的信息化分為三層結構：第一層以PCS(ProcessControlSystem，過程控制系統(tǒng))為代表的生產(chǎn)過程基礎自動化層，主要內(nèi)容包括先進控制系統(tǒng)（DCS、FCS）、先進控制軟件、軟測量技術、實時數(shù)據(jù)庫等。第二層以MES(ManufacturingExecutionSystem，制造執(zhí)行系統(tǒng))為代表的生產(chǎn)過程運行優(yōu)化層，主要內(nèi)容包括現(xiàn)金計劃與調(diào)度技術APS、生產(chǎn)實時跟蹤技術、動態(tài)質(zhì)量控制與管理技術、物料平衡技術等。第三層以ERP(EnterpriseResourcePlanning，企業(yè)資源計劃)為代表的生產(chǎn)過程經(jīng)營優(yōu)化層，主要內(nèi)容包括企業(yè)資源管理ERP、供應鏈管理、產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)管理、設備資源管理、企業(yè)電子商務平臺等。三層結構在功能劃分上雖有重疊，但各有側(cè)重。

目前中國石油內(nèi)部正在MES和ERP這兩層平臺推廣實施先進的管理系統(tǒng)。PCS層雖然處于最底層，但是本層各種控制系統(tǒng)及技術應用效果的好壞，直接關系到信息化進程的快慢和應用效果。在目前，DCS（集散控制系統(tǒng)）還是主流，國內(nèi)已有近800套應用。但是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS（fieldbuscontrolsystem）代表當今控制技術和DCS的發(fā)展方向，并已經(jīng)進入工業(yè)化應用階段。人們對FCS有各種評論，既有對新技術的贊嘗，也有對現(xiàn)狀的困惑。盡管眾說紛紜，筆者將FCS結合本公司裝置實例，對其應用發(fā)展，略表以下個人之見：

一、(FCS)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點

根據(jù)IEC/ISA定義，現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支的通信網(wǎng)絡。它是用于過程自動化最底層的現(xiàn)場設備以及現(xiàn)場儀表的互連網(wǎng)絡，是現(xiàn)場通信網(wǎng)絡和控制系統(tǒng)的集成。它具有系統(tǒng)開放性；互可操作性和互用性；現(xiàn)場設備的智能化與功能自治性；系統(tǒng)結構的高度分散性；對現(xiàn)場環(huán)境的適應性等技術特點。FCS與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)（如DCS）的結構對比如圖所示

摘要：文中闡述了現(xiàn)場總線的主要產(chǎn)品及其控制系統(tǒng)的結構和特點，針對網(wǎng)絡拓撲結構論述網(wǎng)絡傳輸?shù)奈锢斫橘|(zhì)及網(wǎng)絡協(xié)議。關鍵詞：現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲網(wǎng)絡協(xié)議FieldbusControlSystemConstituteandCharacteristic[Abstract]:Thispaperintroducingthefieldbusmostlymanufactureandcontrolsystemframeandcharacteristic，bedeadagainstmeshworktopologyframediscussmeshworktransmissionphysicsmediumandmeshworkagreeon。[KeyWords]:fieldbuscontrolsystemmeshworktopologymeshworkagreeon1.概述現(xiàn)場總線的技術基礎是一種全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)，是應用于各種計算機控制領域的工業(yè)總線，因現(xiàn)場總線潛在著巨大的商機，世界范圍內(nèi)的各大公司投入相當大的人力、物力、財力來進行開發(fā)研究。當今現(xiàn)場總線技術一直是國際上各大公司激烈競爭的領域，由于現(xiàn)場總線技術的不斷創(chuàng)新，過程控制系統(tǒng)由第四代的DCS發(fā)展至今的FCS（FieldbusControlSystem）系統(tǒng),已被稱為第五代過程控制系統(tǒng)。而FCS和DCS的真正區(qū)別在于其現(xiàn)場總線技術。現(xiàn)場總線技術以數(shù)字信號取代模擬信號，在3C（Computer計算機、Control控制、Commcenication通信）技術的基礎上，大量現(xiàn)場檢測與控制信息就地采集、就地處理、就地使用，許多控制功能從控制室移至現(xiàn)場設備。由于國際上各大公司在現(xiàn)場總線技術這一領域的競爭，仍未形成一個統(tǒng)一的標準，目前，在現(xiàn)場總線網(wǎng)絡互聯(lián)都是遵守OSI參考模型?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是從八十年代中期發(fā)展起來的。經(jīng)歷了十幾年的時間，現(xiàn)場總線控制技術已經(jīng)被廣泛應用于汽車、造紙、紡織、煙草、機械、石油化工、電力、樓宇自控等各個控制領域?，F(xiàn)場總線控制技術由于其巨大的技術優(yōu)勢，被認為是工業(yè)控制發(fā)展的必然趨勢，將逐步取代傳統(tǒng)的PLC點對點接線的控制方法。2.現(xiàn)場總線的主要產(chǎn)品連接于總線上的產(chǎn)品，可以分為有源和無源兩大類。2.1.有源產(chǎn)品有源產(chǎn)品可以產(chǎn)生通訊信號、響應信號、調(diào)整信號或者兼而有之。有源產(chǎn)品包括以下部件：2.1.1節(jié)點（Node）；總線上可以編址的設備。2.1.2總線模塊(BusModulea)；任何形式的現(xiàn)場節(jié)點，可以使用端子或接插件連接傳感器、閥門、按鈕等各種現(xiàn)場裝置。

2.1.3網(wǎng)關（Gateway）；一種特殊的節(jié)點，用于兩面種不同的總線之間的信號和數(shù)據(jù)變換。

2.1.4放大器；一種用于實時（加強）信號，以精確復制原始信號。連接同一總線的兩部分，解決通訊信號在通訊線上由于電氣損耗而造成的衰減。當信號變?nèi)醵蛔冃螘r可以使用放大器。

2.1.5中繼器（Repeater）；用于加強信號，產(chǎn)生不變形的新信號。連接同一總線的兩端，當信號變?nèi)趸蜃冃螘r可以使用中繼器。

2.1.6.橋（Bgridge）；有兩類橋。一種是用于連接同一種協(xié)議，不同傳輸速度的兩個段。另一種是一種智能的中繼器，當通訊的源地址和目的地址位于不同總線段時，用于重復兩個段間的數(shù)據(jù)。橋必須被編程設定地址和相關的段。當橋讀地址時，要有幾個位的等待時間。橋可以應用于設備級總線，但應用并不普遍。

2.1.7路由器（Router）；用于廣域網(wǎng)的高等級橋。這類產(chǎn)品很少應用于設備級總線。

摘要：從上海調(diào)查資料來看，只有20％的項目具有集成管理系統(tǒng)，而具有綜合管理自動化系統(tǒng)也很少。純管理自動化模式多些，更多的是各自獨立分散系統(tǒng)。其資源不能共享，硬件不能共用，系統(tǒng)不能共管。沒有完全體現(xiàn)和達到建筑智能化的目的。由于不重視系統(tǒng)集成，各自獨立分散的系統(tǒng)。通信協(xié)議各產(chǎn)品制造商獨自開發(fā)，和對外保密。硬件也沒有兼容與互換性。當損壞或需更新升級時只能購買原來廠商產(chǎn)品，往往由于價格太貴，而無力配置，造成整個系統(tǒng)不能運行，造成閑置、浪費。

關鍵詞：建筑智能現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線的測量系統(tǒng)

Ⅰ、對建筑智能化工程中存在的問題及改進意見

一、當前建筑智能化建設工程中存在的問題建筑智能化工程的質(zhì)量是一項綜合性系統(tǒng)工程，從已建及在建的智能建筑情況來看，建設單位化了很大的投資，但建成后許多不能發(fā)揮其作用，或開始使用尚好，但逐步被擱置。

從上海調(diào)查資料來看，只有20％的項目具有集成管理系統(tǒng)，而具有綜合管理自動化系統(tǒng)也很少。純管理自動化模式多些，更多的是各自獨立分散系統(tǒng)。其資源不能共享，硬件不能共用，系統(tǒng)不能共管。沒有完全體現(xiàn)和達到建筑智能化的目的。

由于不重視系統(tǒng)集成，各自獨立分散的系統(tǒng)。通信協(xié)議各產(chǎn)品制造商獨自開發(fā)，和對外保密。硬件也沒有兼容與互換性。當損壞或需更新升級時只能購買原來廠商產(chǎn)品，往往由于價格太貴，而無力配置，造成整個系統(tǒng)不能運行，造成閑置、浪費。

摘要：簡要的介紹了MVB總線及多功能車輛總線控制器芯片（MVBC）的功能和結構,以及幀收發(fā)器在MVBC中的重要作用；詳細論述了幀收發(fā)器中曼徹斯特編碼、譯碼器的設計，CRC校驗電路的電路設計，以及負責幀發(fā)送、接收的Encoder模塊、Decoder模塊的設計實現(xiàn)；最后介紹了該模塊的驗證方案。

關鍵詞：MVB；WTB；MVBC；CRC；曼徹斯特碼

1前言

隨著嵌入式微機控制技術和現(xiàn)場總線技術的發(fā)展，現(xiàn)代列車的過程控制已從集中型的直接數(shù)字控制系統(tǒng)發(fā)展成為基于網(wǎng)絡的分布式控制系統(tǒng)。基于分布式控制的MVB（多功能車輛總線）是IEC61375-1(1999)TCN（列車通信網(wǎng)絡國際標準）的推薦方案，它與WTB(絞線式列車總線)構成的列車通訊總線具有實時性強、可靠性高的特點。列車車輛的現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢與可靠性、安全性、通訊實時性的要求使MVB逐漸成為下一代車輛的通訊總線標準。

MVB是主要用于有互操作性和互換性要求的互聯(lián)設備之間的串行數(shù)據(jù)通訊總線，除用于車輛通訊，也可用作其它現(xiàn)場總線。

MVB與MVBC密不可分，MVBC(多功能車輛總線控制器)是MVB總線上的新一代核心處理器，它獨立于物理層和功能設備，為在總線上的各個設備提供通訊接口和通訊服務。MVBC與上一代MVB通信控制器BAP15-2/3在性能上有了很大的提高，是目前MVB總線上最先進的通信控制器。

摘要：提出了一種附加硬件設備，配合軟件實現(xiàn)了RS485總線上的載波監(jiān)聽多點接入／沖突檢測協(xié)議。滿足了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并且提高了系統(tǒng)的實時性。

關鍵詞：RS485總線半雙工載波監(jiān)聽多點接入／沖突檢測

智能儀表和現(xiàn)場總線的出現(xiàn)標志著工業(yè)控制領域網(wǎng)絡時代的到來，成為工業(yè)控制的主流。目前國際上已經(jīng)出現(xiàn)了多種現(xiàn)場總線和相應的通信協(xié)議，但是其系統(tǒng)造價對于許多中小型應用仍顯過高。而RS485總線以其構造簡單、造價低廉、可選芯片多、便于維護等特點在眾多工業(yè)控制系統(tǒng)中得到應用。

1RS485總線及現(xiàn)有工作方式的特點

RS485總線以雙絞線為物理介質(zhì)，工作在半雙工的通信狀態(tài)下[1]，即同一時刻，總線上只能有一個節(jié)點成為主節(jié)點而處于發(fā)送狀態(tài)，其他所有節(jié)點必須處于接收狀態(tài)。如果同一時刻有兩個以上的節(jié)點處于發(fā)送狀態(tài)，將導致所有發(fā)送方的數(shù)據(jù)發(fā)送失敗，即所謂總線沖突。為了避免總線沖突，RS485總線具有以下特點：

以工作模式來說，一般的RS485總線工作在主從模式下。整個通信總線系統(tǒng)由一個主節(jié)點、若干個從節(jié)點組成，由主節(jié)點不斷地輪流查詢從節(jié)點是否有通信需求。如果有則將總線控制權交給某一從節(jié)點，從節(jié)點發(fā)送完畢后立刻交還總線控制權。另外還有一種“輪主輪從”的工作方式，即讓總線控制權在各個節(jié)點間以類似令牌環(huán)的方式傳遞[3]，得到控制權的節(jié)點成為主節(jié)點，其它節(jié)點成為從節(jié)點。一個節(jié)點在發(fā)送完數(shù)據(jù)的同時，將總線控制權交給相鄰的節(jié)點，而這個節(jié)點在處理完本節(jié)點的通信需求后再把控制權向下傳遞。令牌環(huán)式的RS485工作方式如圖1所示。

摘要:通過對智能監(jiān)控灌溉系統(tǒng)的應用進行研究,設計了一種采用智能監(jiān)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集,并將數(shù)據(jù)通過總線控制傳輸方式與中央監(jiān)控計算機之間進行交互,實現(xiàn)智能灌溉監(jiān)控系統(tǒng)的組網(wǎng)及指令傳輸。測試結果表明:中央監(jiān)控計算機中的灌溉專家系統(tǒng)對監(jiān)控終端采集到的信息參數(shù)進行分析,并生成控制指令,傳輸至灌溉驅(qū)動系統(tǒng),實現(xiàn)智能灌溉。

關鍵詞:智能灌溉系統(tǒng);智能監(jiān)控;數(shù)據(jù)采集;中央監(jiān)控計算機

自動化智能灌溉可有效提高水資源利用率,增加農(nóng)作物的生產(chǎn)種植效益[1]。自動化智能灌溉采用傳感技術監(jiān)控作物生長狀態(tài)、環(huán)境信息及土壤溫濕度參數(shù),經(jīng)過自動化數(shù)據(jù)處理及控制后,實現(xiàn)灌溉自動化[1]。按照灌溉控制過程的自動化程度可將灌溉系統(tǒng)分為自動灌溉智能控制系統(tǒng)和半自動灌溉系統(tǒng):自動灌溉智能控制系統(tǒng)運行過程中,不需要人工干預,設定好的控制參數(shù)后,根據(jù)傳感監(jiān)控參數(shù)與設定參數(shù)的對比結果,生成灌溉控制指令,實現(xiàn)灌溉過程的自動化控制;半自動灌溉系統(tǒng)中沒有傳感監(jiān)控系統(tǒng),無法按照環(huán)境信息進行控制過程調(diào)節(jié)[2-3]。筆者通過利用傳感技術、信息交互技術、計算機及電氣控制技術,搭建一種智能監(jiān)控自動化灌溉系統(tǒng),利用智能監(jiān)控傳感器采集作物生長狀態(tài)、環(huán)境信息及土壤溫濕度參數(shù)狀態(tài),并經(jīng)總線控制傳輸至中央監(jiān)控計算機,與灌溉專家系統(tǒng)參數(shù)進行對比,生成灌溉控制指令,驅(qū)動灌溉執(zhí)行機構,實現(xiàn)灌溉自動化。

1智能監(jiān)控灌溉系統(tǒng)總體設計

所設計的智能監(jiān)控灌溉系統(tǒng)采用總線控制的灌溉方式,預留無線擴展接口,由多個監(jiān)控系統(tǒng)終端組成,并采用總線控制的方式連接至中央監(jiān)控計算機[4],如圖1所示。監(jiān)控系統(tǒng)終端包含溫濕度傳感器信息、天氣預報信息及土壤濕度參數(shù)等。中央監(jiān)控計算機利用內(nèi)置的灌溉專家系統(tǒng)對監(jiān)控終端信息進行處理,制定灌溉控制指令,有效進行農(nóng)田灌溉[5-6]。灌溉系統(tǒng)的信息化水平直接決定了監(jiān)控信息傳輸以及控制指令的傳輸有效性。

2系統(tǒng)硬件設計

摘要：介紹了PCI總線控制芯片PCI2040的功能及內(nèi)部結構，分析了基于PCI總線的雙DSP通信的硬件結構及實現(xiàn)方法，并描述了利用Windows2000DDK開發(fā)WDM設備驅(qū)動程序的方法及PCI雙DSP通信驅(qū)動程序主要模塊的設計方法和編程注意要點。

關鍵詞：PCI總線PCI2040DSPDDKWDM

TI公司專門推出了PCI2040橋芯片是專門針對PCI總線和DSP接口用的，本文利用它和DSP來處理視頻信號，并用雙端口RAM實現(xiàn)DSP之間的數(shù)據(jù)傳輸。

1硬件設計

1.1PCI總線控制芯片PCI2040

PCI總線是一種不依附于某個具體處理器的局部總線，它支持32位或64位的總線寬度，頻率通常是33MHz，目前最快的PCI2.0總線工作頻率是66MHz。工作在33MHz、32位時，理論上最大數(shù)據(jù)傳輸速率能達到133MB/s。它支持猝發(fā)工作方式，提高了傳輸速度，支持即插即用，PCI部件和驅(qū)動程序可以在各種不同的平臺上運行[1]。

摘要：介紹一種基于軟件無線電的通用調(diào)制器的設計方法，給出了總體設計方案，說明了系統(tǒng)功能在DSP與FPGA之間的劃分及系統(tǒng)的工作流程，關鍵部分的硬件實現(xiàn)方法和軟件設計，給出了測量結果。

關鍵詞：軟件無線電調(diào)制器數(shù)字上變頻器

上世紀90年展起來的軟件無線電SDR（SoftwareRadio／Software－DefinedRadio）的基本思想是：構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，將各種功能用軟件完成。這是一種全新的思想，它一經(jīng)提出就受到了廣泛的重視。但是，到目前為止，各國對軟件無線電的研究還非常有限。由于軟件無線電實現(xiàn)的前提是高度數(shù)字化，而現(xiàn)階段的器件水平還不能達到要求，同時軟件無線電的設計還缺乏統(tǒng)一標準，因而只能利用軟件無線電的思想，根據(jù)系統(tǒng)要求，對其結構適當調(diào)整，進行系統(tǒng)設計。

本文采用可編程器件和專用器件相結合的設計方法和分層的設計思想，給出了一種基于軟件無線電的通用調(diào)制器的設計和實現(xiàn)方法，并給出了系統(tǒng)的測試結果。

1總體設計方案

1．1總體方案框圖

摘要：電氣自動化系統(tǒng)是科學技術發(fā)展的產(chǎn)物，主要借助計算機技術完成管理及控制工作，將其運用于科技館中，能夠有效提高科技館展品管理效率。文章先是簡述了電氣自動化控制的特點及要求，在明確電氣自動化控制系統(tǒng)主要功能和運用方向的基礎上，分析了科技館中電氣自動化技術的應用類型，從PLC技術、現(xiàn)場總線設計、以太網(wǎng)布局以及Zigbee技術幾方面，提出了電氣自動化系統(tǒng)在科技館中的應用策略，為相關人員提供了理論借鑒與參考，旨在進一步提高自動化控制系統(tǒng)應用水平。

關鍵詞：電氣自動化；科技館；PLC技術

隨著科學技術不斷發(fā)展，具備計算機技術智能化優(yōu)勢的電子自動化系統(tǒng)也在各行業(yè)中得到廣泛應用，其在科技館展品管理中也發(fā)揮著重要使用價值。由于科技館展品數(shù)量較多，且展品類型復雜，應用人工管理方法不僅會降低科技館管理效率，還可能出現(xiàn)管理誤差，造成不必要的風險損失和經(jīng)濟損失。而采用電氣自動化技術，運用電子自動化控制系統(tǒng)進行管理，能夠?qū)崿F(xiàn)展品信息收集、分類、整理等自動化管理，有效提高科技館管理的準確性和時效性。

1電氣自動化控制的特點與要求

1.1特點。電氣自動化系統(tǒng)與熱機設備比較，具有信息采集速度快，準確率較高的應用優(yōu)勢，對提升機械設備的控制能力具有重要作用。同時，設備安裝較為便利，數(shù)據(jù)獲取和應用的可靠性程度較高，可適應多種工況條件。此外，由于信號應用方面也具有優(yōu)勢，使得相關處理工作的抗干擾能力較強，自動化技術應用更加穩(wěn)定?；陔姎庾詣踊到y(tǒng)的較強優(yōu)勢，可將其應用在科技館管理實踐中，通過對原有熱機設備進行升級，提升系統(tǒng)整體的運行服務能力?？紤]到目前電氣自動化控制技術應用范圍越來越廣，應明確相關技術要求，并且做好技術分類工作。1.2要求。科技館實踐應用中，對自動化控制系統(tǒng)提出了明確要求，相關系統(tǒng)設計應滿足穩(wěn)定性和安全性。穩(wěn)定性主要是系統(tǒng)運行過程穩(wěn)定連續(xù)，不得出現(xiàn)故障，突然中止服務，影響科技館正常工作開展。同時，在系統(tǒng)故障發(fā)生后，應具備應急管理方案，促使控制系統(tǒng)穩(wěn)定運行，使得自動化控制技術應用能力獲得顯著提升。而安全性則主要是對控制數(shù)據(jù)的加密處理，對科技館相關信息進行加密儲存，電氣自動化系統(tǒng)中，相關設備的操作需要首先獲取控制權限，因此，對系統(tǒng)內(nèi)部信息數(shù)據(jù)庫進行訪問，倘若其安全性未能得到保障，將會造成科技館信息資源泄漏，應對相關問題提高重視力度[1]。

2科技館中電氣自動化技術分類

【論文關鍵詞】:現(xiàn)場總線;控制系統(tǒng);冗余;電廠

【論文摘要】:文章主要討論了現(xiàn)場總線的特點，闡明了基于現(xiàn)場總線的電廠自動化系統(tǒng)構成，著重強調(diào)了現(xiàn)場總線在電廠中應用應注意的問題。

1.前言

在電廠信息化的建設過程中，越來越多的專家、學者和電力工程設計人員意識到推動現(xiàn)場總線技術在電廠應用的重要性和迫切性，提出了現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在電廠的應用設想和建議。但到目前為止，在國內(nèi)已建和在建電廠中，真正意義上的全面和系統(tǒng)地應用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的實例尚未見報道，還只是局部的試點。

根據(jù)國際電工委員會IEC61158標準的定義：安裝在制造或生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場裝置與控制室內(nèi)的自動控制裝置之間的數(shù)字式、串行、雙向、多點通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場總線。由現(xiàn)場總線與現(xiàn)場智能設備組成的控制系統(tǒng)稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)。而衡量一個控制系統(tǒng)是否為真正的FCS有三個關鍵要點，即：核心、基礎和本質(zhì)。FCS的核心是總線協(xié)議，只有遵循現(xiàn)場總線協(xié)議的控制系統(tǒng)，才能稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)；FCS的基礎是數(shù)字智能現(xiàn)場儀表，它是FCS的硬件支撐；FCS的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場化，這是FCS系統(tǒng)的效能體現(xiàn)。

因此現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)是一種全計算機、全數(shù)字、雙向通信的新型控制系統(tǒng)。它與DCS的本質(zhì)差異在于現(xiàn)場級設備的數(shù)字化、網(wǎng)絡化，實現(xiàn)了控制裝置與現(xiàn)場裝置的雙向通信，消除了生產(chǎn)過程監(jiān)控的信息“盲點”?？梢哉f，現(xiàn)場設備級的數(shù)字化、網(wǎng)絡化是電廠信息化管理的基礎。