现场总线技术在水厂自动化控制系统中的应用
1.1现场总线技术概述
现场总线（Fieldbus）是连接现场智能设备（如智能化的传感器、变送器、测量仪表和执行器等）和计算机系统的开放式、数字化、双向传输、多点通信的底层控制网络，用于完成智能设备之间以及智能设备与监控计算机之间的数据交换，它融入了智能仪表、控制、计算机、网络，数字通讯和开放系统互联等技术的精粹，是一种高性能的通信技术。
现场总线技术是随着控制、计算机、通信、网络等技术的发展而发展起来的一种总线技术，现场总线技术的出现引起了自动化系统结构的变革，它逐步形成以网络集成自动化系统为基础的企业信息系统，现场总线控制系统FCS是继集散控制系统DCS之后的又一代控制系统。现场总线控制系统是开放的、具有良好互操作性的和分散的双向传输数字化互连网络，是现代计算机技术、通信技术和控制技术的集成。目前，现场总线已在自动化领域发挥优势，是工业自动化技术发展的焦点，代表了自动化技术的发展方向。
1.2 工业以太网技术的发展与应用
以太网是目前世界上应用最广的局域网技术。随着Internet的发展，以太网已经成为事实上的工业标准，TCP/IP的简单实用已深入人心，为广大用户所接受。目前不仅在办公自动化领域内，而且各个企业的管理网络也使用以太网。在工业控制领域，随着仪器仪表智能化的提高和工业管理智能化的深入，系统传输的信息量必将增加，未来传输的数据可能以不满足几十个字节，甚至可以是WEB网页，所以网络传输的大容量在工业控制中越来越重要，而以太网可以满足工业控制的这种需求。
另外，工业底层网络的现场总线协议数目众多，不同协议的兼容问题一直困扰工业界。底层网络引入以太网不仅使现场层、控制层和管理层在垂直层方便集成，更能降低不同厂家设备在水平层面上的集成成本，所以以太网向现场总线控制系统的底层延伸是顺理成章的。
1.3 基于以太网的现场总线控制系统
由于嵌入技术使Ethernet能到达传感器和执行器，这使得整个网络的瓶颈效应集中在应用现场总线的设备层上的问题得以解决，可构成如图1所示的新型现场总线控制系统。
这个网络的特点是：首先，Ethernet贯穿于整个网络的各个层次，它使网络成为透明的、覆盖整个企业范围的应用实体。它实现了办公自动化与工业自动化的无缝结合，其良好的互连性和可扩展性使之成为一种真正意义上的全开放的网络体系结构，一种真正意义上的大统一。其次，采用以太网作为现场总线，将保证技术上的可持续发展。由于以太网的广泛应用，使它的发展一直受到广泛的重视和大量的技术投入，保证了以太网技术的不断发展。如果工业控制领域采用以太网作为现场总线，将保证技术上的可持续发展，并在技术升级方面无需独自的研究投入。这一点是任何现有的现场总线技术无法比拟的。另外，低成本是基于以太网的现场总线系统无可比拟的优越性。相对于现场总线卡的价格，以太网网卡的价格只有其十分之一。并且随着集成电路技术的发展，其价格还会进一步下降。由于以太网已被使用多年，人们对以太网设计应用有很多经验，这就意味着可以显著降低系统的开发和培训费用。
随着以太网的实时性、稳定性和抗干扰问题的逐步解决，以太网大规模进入工业控制领域将指日可待。将以太网应用到工业控制领域，可以形成真正意义上的开放式系统，真正实现不同厂家的以太网产品互连。如果说现场总线系统是工业控制领域里的一场革命，那么以太网技术将现场总线系统带入又一个新时代。以太网应用于工业现场设备层是网络发展的趋势，也是信息技术发展的必然结果。
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