【现场总线技术概述】
现场总线技术是自动化领域中的一种关键通信标准，它在生产现场设备间构建了数字化、双向、串行的通信网络。这一技术的发展源于计算机网络、通信技术和自动化技术的融合，被誉为自动化领域的计算机局域网。现场总线的主要目标是实现全分布式控制系统，提高生产效率和系统可靠性。
1. **现场总线的基本概念**：
- 现场总线（Fieldbus）是一个用于连接多个现场设备，通过共享传输介质进行信号传递的系统。它允许现场设备如传感器、执行器、PLC等进行直接通信，减少了对中央控制器的依赖。
- 现场总线系统是由具备数字计算和通信能力的现场设备构成的开放式网络控制系统，采用各种传输介质如双绞线、屏蔽电缆、光纤或无线通信。
2. **现场总线系统的特点**：
- **双向通信**：与传统的单向通信不同，现场总线支持设备间的双向数据交换。
- **多节点**：网络上可连接多个设备，形成多节点通信。
- **实时性**：满足实时控制需求，确保数据快速准确传输。
- **可靠性**：适应恶劣工业环境，如高温、粉尘、电磁干扰等，确保通信稳定。
- **节省成本**：通过减少硬线连接，简化布线，降低系统成本。
- **开放性**：遵循国际标准，允许不同厂商设备间互操作。
3. **现场总线系统与控制网络**：
- 控制网络由多个分散的现场设备组成，它们通过现场总线连接，共同完成测量和控制任务。
- 与计算机网络相比，控制网络的节点更多地是工业设备，工作环境更苛刻，对实时性和可靠性有更高要求。
4. **现场总线技术的标准化**：
- 为了确保兼容性和互操作性，现场总线技术遵循国际标准，如IEC规范，以推动不同系统和设备之间的集成。
5. **学习目标**：
- 理解现场总线的基本概念、系统特点和组成部分。
- 掌握数据通信和控制网络的基础知识。
- 学习不同总线技术的特性，通信协议和网络设计方法。
- 能够设计和实施基于现场总线的控制系统。
课程内容包括现场总线的简介、系统特点、企业网络结构、标准化过程以及实际应用案例。通过课程设计，学生将有机会实践基于现场总线的系统设计，包括初步方案设计、中期检查和最终答辩，以全面理解和掌握现场总线技术。
现场总线技术的应用已广泛渗透到离散制造业、连续生产、交通、楼宇自动化、家电等多个行业，对于提升工业自动化水平和实现智能化生产具有重要意义。随着技术的进步，现场总线技术将继续推动工业数据通信和控制网络的创新和发展。
