嵌入式系统/ARM技术中的现场总线技术在电力自动化中的应用

1、概述　　现场总线（Fieldbus）是当前自动化领域的热门话题，被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技术的飞速发展，引起了自动化系统结构的变革，随着工业电网的日益复杂，人们对电网的安全要求也越来越高，现场总线控制技术作为一门新兴的控制技术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。　　2、现场总线 　　现场总线是80年代末、90年代初国际上形成的，用于生产现场、在微机化测量控制设备之间的实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。　　现场总线系统FCS称为第五代控制系统，人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代，把4～20mA等电动模拟信 嵌入式系统和ARM技术中的现场总线技术在电力自动化中的应用已经成为当今自动化领域的关键议题。现场总线，被喻为自动化领域的计算机局域网，是随着信息技术的快速发展而诞生的一种创新控制技术，尤其在应对日益复杂的工业电网时，其安全性与效率优势显得尤为重要。 现场总线技术起源于20世纪80年代末90年代初，是一种在生产现场微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统。这种技术的特点是开放性、数字化和多点通信，与传统的控制方式相比，更倾向于开放式、标准化的解决方案，能够克服封闭系统的问题。现场总线控制系统（FCS）作为第五代控制系统，既继承了DCS（集散式控制系统）的集中与分散相结合的特点，又将其转变为全分布式结构，将控制功能完全下放至现场，增强了系统的灵活性和可靠性。 现场总线技术的主要特性包括： A. 开放性：FCS允许不同供应商的产品互相连接，形成一个开放的系统，用户可以根据需求自由选择和组合设备。 B. 可操作性和互用性：设备间可实现互换，信息传递高效，不同厂家的设备能无缝对接。 C. 智能化与功能自治：现场设备具备自我诊断和控制功能，减少了信号传递的误差。 D. 高度分散的系统结构：简化了控制系统的架构，提高了整体的可靠性。 E. 对现场环境的适应性：支持多种通信介质，具有较强的抗干扰能力，适应各种工业环境，包括本质安全防爆场合。 以LonWorks为例，这是一种强大的现场总线技术，由Echelon公司、摩托罗拉和东芝共同开发，遵循ISO/OSI七层通讯协议，采用面向对象的设计，简化了网络通信。LonWorks支持多种通信速度和介质，如双绞线、同轴电缆、光纤等，通信距离远，适应性强。 在电力自动化中，现场总线技术的应用能够实现更精确的监控、更快的响应速度和更高的系统稳定性。通过嵌入式系统和ARM技术的集成，这些现场总线解决方案可以集成到小型、高性能的硬件平台中，进一步提升电力系统的自动化水平和效率，降低维护成本，提高整体运行的安全性。因此，现场总线技术是电力自动化领域不可或缺的重要组成部分，对于推动能源管理的现代化具有深远影响。