现场总线控制系统结构分析

（一）现场总线控制系统的一般结构

利用现场总线将网络上的监控计算机和现场总线单元设备连接起来便组成了现场总线控制系统，图6-5为现场总线控制系统的一般结构。虽然由于采用不同的现场总线，其结构形式略有差异，但该结构形式仍不失为一般性结构。

图6-5　现场总线控制系统的一般结构

由图可见，现场总线控制系统将传统仪表单元微机化，并用现场网络方式代替了点对点的传统连接方式，从根本上改变了过程控制系统的结构和关联方式。对于不同的现场总线标准，其相应的现场总线控制系统也有一定的差别。

（二）基于FF现场总线组成的典型现场总线控制系统

图6-6为基于FF现场总线的典型FCS结构。由图可见，基于FF总线的FCS结构可把现场总线仪表分为两类：一类是通信数据较多，通信速率要求高和要求实时性强的现场总线仪表直接连接在H2总线系统上；而其他要求数据通信速率较慢、实时性要求不高的现场总线仪表，则全部连接在H1总线上。由于每一条总线只能连接32台现场总线仪表，因而多条H1总线可通过网桥连接到H2总线上，以提高通信速率，保证整个系统的实时性要求和控制需要。多条H1和H2总线通过服务器和局域网（LAN）与监控计算机或操作站进行数据通信。(www.xing528.com)

图6-6　基于FF现场总线的典型FCS结构

（三）基于LonWorks现场总线组成的典型现场总线控制系统

图6-7为基于LonWorks的典型FCS系统结构。由于LonWorks总线的网络功能较强，能支持多种现场总线系统和底层总线系统，因此由其组成的现场总线系统结构较为复杂，功能较为全面。凡是符合LonWorks总线系统自身规范的现场总线仪表，均可通过路由器连接到LonWorks总线网络上。而其他现场总线，例如ProfiBus、DeviceNet等，则可通过网关连接到LonWorks总线网络上。由于不同现场总线系统的通信速率各异，故由此组成的控制系统实际上是一个混合网络系统。在该混合系统中，多种网络共存于一体，而在每一网段的通信速率是不同的。

图6-7　基于LonWorks的典型FCS系统结构

至于其他现场总线系统组成的现场总线控制系统的典型结构与图6-7相似，但略有差异，因此就不一一叙述了。