探秘工業自動化系統最后的筋脈
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生產自動化系統被劃分為不同的層次，可以用一個垂直分層模型的形式來描述，如圖 1所示。
管理公司的戰略性功能在“公司控制層”中執行。公司分層的計劃和管理由從屬的“生產控制層”執行。該區域也可命名為“公司或工廠控制層”。在“過程控制層”中，生產命令被轉換為相應的工藝過程，而工廠更大的生產線通過這一層中的控制系統進行控制和監視（制造、單元、過程主機控制單元）。
圖 1 生產自動化的分層模型以及對數據通信系統的要求
要求對過程變量進行采集和控制的設備位于自動化的最底層——現場層。除了控制單元以外，還包括人機接口/終端、傳感器、執行器和各種復雜的驅動系統。智能傳感器、測量轉換器、驅動系統和控制設備的使用也正逐漸增加。現場總線控制系統（FCS）為一種全新的分布式控制測控系統。
傳統的控制系統中用于連接傳感器和執行器的昂貴布線在現代工廠中被串行總線系統所取代（現場總線系統、傳感器－執行器－總線系統）。由于不同的自動化層對通信系統的要求也大不相同，因此使用按照層劃分的不同層的子系統的組合要比使用單個通用總線更合適。根據各個自動化層的要求使用不同的通信系統，如圖 2所示。
圖 2 生產自動化系統中分等級的網絡結構
其中現場總線系統作為工廠數字通信網絡的最底層-現場層，實現了生產過程現場的設備裝置之間的互聯互通，并使生產過程的控制與更高的管理層緊密的聯系在一起。
采用現場總線、智能檢測和執行設備后，可以得到更多的有關現場與設備的狀態信息。在現場總線系統傳輸的信息量提高的同時，所需要的線纜卻大大減少了。采用現場總線后最大的優勢是提供了現場級的設備診斷、配置功能，便于網絡的管理和維護。
正由此，現場總線已成為工業自動化生產系統中最后的一段筋脈，其通訊控制的可靠性是系統能否高效穩定運行至關重要的一環。
