现场总线系统概述

在当今工业自动化中，一个复杂的系统包含大量的输入/输出信号，只通过一个中央控制器很难实现高要求的控制水平。工业实践证明，将庞大的控制任务分割成多个小的，易于实现的子任务，即分布式控制，更加具有实际意义。这就是需要通过总线系统将主控制器或PC与各个子系统连接起来。

输入和输出设备也不可能再与PLC的中央信号模块直接连接。他们通过一个I/O端子连接到相应地子系统中。各子系统间同样通过总线互相联系，形成一个完整的控制系统。

这种解决方案具有下列特点：

·信息（数据）通过总线传送

·信息可以通过逻辑连接而传送到所有的网络设备中

·将所有的传感器和执行器连接至主控制器中

·各等级的控制器相互连接

·对网络中各设备进行循环诊断

网络的优点有：

·灵活的系统结构，车间内可以很容易的在总线上增减设备

·与传统接线相比，调试更加方便

·数据集中处理

·由于接线减少，故障率降低

·故障处理更加优化，可靠性提高

·维护成本低

网络等级

为了更好的理解企业中的信号流，我们可以将网络分为几个等级。信号不仅在每个层中传输，在各层之间也相互联系，也就是说，在横向和纵向两个方向上延伸。

每个等级的网络都与上下相邻的网络连接，可以判定相互间通讯的需求。在最上层网络，存在众多复杂的计算机系统，能够不定期的对各种复杂数据进行响应，大量的通讯参与者和响应者在网络中相互协调。

在最底层，依然有很大的信息吞吐量，只是数据相对要少于上层结构。

在自动化系统网络中可以分为以下5层结构：

·计划编制层（Planning Level），对来自生产层的信息进行评价，组织编排并协助生产部门进行决策。在这一层中，不论是信息量还是传输速率和距离都是最大的。

·控制层（Control Level），对每个生产层进行协调。控制层得到来自上一层的生产编排信息，对低层进行编制。该层中的各计算机可以进行诊断，操作和记录工作。

·单元层（Cell Level），连接各个不同的生产层，被各单元计算机或PLC控制。

·现场层（Field Level），存在大量用于控制的可编程控制装置，调节和检测元件比如PLC或工业计算机等，并可以对执行器/传感器层进行评价。该层可以连接至可视化系统，对数据进行响应和传输。