現(xiàn)場總線具有高可靠性、系統(tǒng)穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)、通信速率快、系統(tǒng)安全符合環(huán)境保護(hù)要求、造價(jià)低廉和系統(tǒng)維護(hù)成本低等特點(diǎn)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(fieldbus control system，fcs)利用現(xiàn)場總線技術(shù)，構(gòu)成了一個(gè)開放式、全分布式、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。其控制過程直接面向現(xiàn)場，現(xiàn)場各智能節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立，又可相互組態(tài)。
傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)在現(xiàn)場控制站這一級仍然是一個(gè)集中式結(jié)構(gòu)。應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，必將打破原有“控制器”的概念，帶來集散控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)上的變化，使之進(jìn)一步分散化。在具有集中結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場控制站這一層，采用現(xiàn)場總線技術(shù)，將智能i/o模塊、智能傳感器、智能執(zhí)行器以及各種智能化電子設(shè)備連接起來，構(gòu)成延伸到現(xiàn)場儀表這一級的分布式控制站，即把原有的集中式現(xiàn)場控制站變成分布式現(xiàn)場控制站，也就是在傳統(tǒng)集散控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的底層再引入一層現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。
一種在原有集散控制系統(tǒng)上采用lonworks現(xiàn)場總線的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)未來發(fā)展的示意圖如圖2所示。圖中標(biāo)準(zhǔn)為原有的分散系統(tǒng)，使用bacnet協(xié)議，以利于實(shí)現(xiàn)多種供應(yīng)商有不同類型的子系統(tǒng)之間的通信并交換信息把具有控制功能的各個(gè)“島”連成一個(gè)整體。新增的現(xiàn)場總線技術(shù)使用lontalk協(xié)議，把控制功能分散到現(xiàn)場儀表級，標(biāo)準(zhǔn)lan與現(xiàn)場總線之間以路由器相聯(lián)。這樣，bacnet和lonmark兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)互相補(bǔ)充、互為依托，構(gòu)成一個(gè)完全分散的、真正開放的建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)。
完全分散化的效果是十分明顯的，智能控制單元嵌入到設(shè)備內(nèi)部，控制范圍縮小到某一檢測點(diǎn)或某一回路，一個(gè)智能單元出現(xiàn)故障如同過去一只變送器出現(xiàn)故障一樣，加之取代傳統(tǒng)儀表的智能單元隨時(shí)處于自診斷狀態(tài)下，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并報(bào)警在事態(tài)未擴(kuò)大之前就能得到及時(shí)處理，可以把事故消滅在萌芽狀態(tài)。退一步說，即使上位機(jī)出現(xiàn)了故障，由于智能單元本身具有獨(dú)立的控制功能和通信功能。不依賴于上位機(jī)，仍可照常執(zhí)行預(yù)定功能，并通過現(xiàn)場總線傳送信息，完成必要的協(xié)調(diào)功能。因此，不是像傳統(tǒng)集散控制系統(tǒng)那樣，只能依靠雙機(jī)熱備份的冗余措施來提高可靠性，而是通過控制功能的極度分散，最大限度地消除了故障根源?？梢?，控制功能的進(jìn)一步分散化，不僅帶來了更低的成本，更大的靈活性，更好的實(shí)用性，而且具有更高的可靠性。
圖1 應(yīng)用現(xiàn)場總線的集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
圖2 建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展的示意圖