摘要：通信技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)正飛速的發(fā)展，而現(xiàn)場總線技術(shù)則被漸漸的運用到了紡織生產(chǎn)工業(yè)控制的系統(tǒng)中。正因為如此，紡織工業(yè)的信息化建設(shè)成為了近幾年紡織工廠重點的建設(shè)對象，通過加強(qiáng)控制系統(tǒng)中現(xiàn)場總線技術(shù)，可以大幅度提高紡織工廠的管理能力，推進(jìn)了紡織工廠的技術(shù)、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)及服務(wù)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線；現(xiàn)場總線技術(shù)；控制系統(tǒng)；生產(chǎn)技術(shù)；紡織業(yè)

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）09-0015-02

從20世紀(jì)80年代中期開始，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)迅速發(fā)展，現(xiàn)場總線是在一種實際需求的驅(qū)動下萌生出來的，它集合了自動化中各大領(lǐng)域高智能設(shè)備之間的通信網(wǎng)絡(luò)，打破了一座信息孤島從而應(yīng)運而生。從這個時候開始，紡織生產(chǎn)控制系統(tǒng)中的現(xiàn)場總線技術(shù)就已經(jīng)開始得到人們的重視，它結(jié)合了許多的技術(shù)，諸如微處理、通信及自動控制等技術(shù)，讓設(shè)備變得更高端，從而具有了計算和通信的能力，在各個方面上都提高了精密度，讓人們輕松地實現(xiàn)了遠(yuǎn)程傳輸。

現(xiàn)場總線又被稱為現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，它是一種可以將各種終端與控制器的通訊等進(jìn)行特化的高級網(wǎng)絡(luò)，將通訊的信息數(shù)字化，也以此來達(dá)到高度的性能化，它集中體現(xiàn)了信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，也成為了可以獨自承擔(dān)一些通信、檢測等任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。

目前國際上流行的現(xiàn)場總線有：IEC（基金會現(xiàn)場總線是其中的一個子集），Control Net（控制器局域網(wǎng)），Profibus（局部操作網(wǎng)），P-Net等等。IEC現(xiàn)場總線的基礎(chǔ)是開放系統(tǒng)的互連模型，F(xiàn)F的H1傳播速率不如H2，但是加了中繼器延長之后可達(dá)到1900米，而H2的通訊距離則并非如此理想。

而控制局域網(wǎng)得到了美國Rockwell公司支持。他采用的模式很新穎，允許網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點都從同一個數(shù)據(jù)源獲取或儲存相同的數(shù)據(jù)。這樣的模式增強(qiáng)了系統(tǒng)的功能，極大地提高了效率。

Profibus用兩種方式來存取，一個是Token-Ring，一個是Master的方式。

除了以上列出來的幾種常見方法之外，還有許多的現(xiàn)場總線技術(shù)，比如SwiftNet，World FIP，Interbus，而Iuterbus還具備良好的診斷能力。

現(xiàn)場總線這邊將提到現(xiàn)場總線的框架模型，它有四個大的層面，物理層，數(shù)據(jù)鏈路層，應(yīng)用層，用戶層。

在物理層理，規(guī)定了它所要傳輸?shù)慕橘|(zhì)，以及傳輸?shù)乃俾省㈦娫?、信號類型等等?/p>

在數(shù)據(jù)鏈路層里，明確規(guī)定了物理層與應(yīng)用層之間的接口，包括數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，以及多站使用的規(guī)范化等等，數(shù)據(jù)鏈路層最大的用處莫過于是保證信息傳輸過程中的完整與正確。

在應(yīng)用層里，則定義了聽、說、讀、寫，還有解釋和信息傳輸?shù)姆绞健?/p>

在用戶層里，定義了過程控制的內(nèi)容，也包括一些內(nèi)部信息的存取方法。

綜合下來，現(xiàn)場總線的結(jié)構(gòu)是由這些功能塊一同完成的。數(shù)據(jù)采集、協(xié)助、控制、輸出，每個功能都有它獨特的作用，也必不可缺少。

現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術(shù)特點：其一，系統(tǒng)很開放，將來自于不同供貨商的產(chǎn)品組成隨意的系統(tǒng)，然后構(gòu)筑自動化的領(lǐng)域；其二，具有可操作性；其三，具有高度的分散性；其四，具有對環(huán)境的適應(yīng)性。除此之外，現(xiàn)場總線技術(shù)還具備其他很多特點，比如綜合能力很強(qiáng)，組態(tài)統(tǒng)一等等。

現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用：FF現(xiàn)場總線可以應(yīng)用于自動化的領(lǐng)域，比如說水力、電力、油田、廢水處理等等。

Profibus現(xiàn)場總線因為其有三個兼容的部分，每個兼容部分所應(yīng)用的領(lǐng)域也各有不同。比如說，DP的適合于加工類的自動化領(lǐng)域，有食品加工、制藥、發(fā)電等。而Profibus-FMS則可以用于一些制造業(yè)的自動化領(lǐng)域，有樓梯的電燈自動化，家里的開關(guān)等。其中PA的總線則適用于過程的自動化。

CAN總線采用了三層結(jié)構(gòu)的模型：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層。應(yīng)用層的功能基本上都是由處理器來完成的，CAN總線的通信具有機(jī)電的好處，可靠性強(qiáng)，實時性好，靈活性優(yōu)，傳輸?shù)臅r間短。CAN現(xiàn)場總線可以應(yīng)用于一些高端的制造業(yè)以及機(jī)械類，比如說機(jī)床、器械、還有汽車的制造。

WorldFIP的結(jié)構(gòu)也是由三個等級構(gòu)成，分別為過程級、控制級和監(jiān)控級，其通信速率多層化，WorldFIP能夠滿足各種各樣的需要，適合與許多種類型的應(yīng)用結(jié)構(gòu)。而WorldFIP現(xiàn)場總線被廣泛的用于工業(yè)、鐵路、交通等領(lǐng)域。

Lonworks采用的是OSI里面的七層結(jié)構(gòu)，而它的現(xiàn)場總線，支持多種結(jié)構(gòu)，組織網(wǎng)絡(luò)更加的靈敏，它與Profibus現(xiàn)場總線的應(yīng)用領(lǐng)域有相同之處，還可以用于數(shù)據(jù)的采集，而在監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)上，要比Profibus更加的優(yōu)越。

現(xiàn)場總線技術(shù)在紡織業(yè)上已經(jīng)得到了大量的運用，生產(chǎn)的系統(tǒng)不斷的被簡化，一方面為了保障紡織品的質(zhì)量，一方面又要降低生產(chǎn)的成本，從而促進(jìn)紡織工業(yè)集成化。

而在國外，許多公司推出了各式各樣的紡織機(jī)，將不同的現(xiàn)場設(shè)備分散在機(jī)器的各個部位，利用集成的技術(shù)來簡化設(shè)計，很大程度上降低了紡織成本。例如，德國推出的AFT機(jī)器，采用的是LonWorks現(xiàn)場總線，它可以很好地控制氣流，并及時換熱，而染液的溫度和布料等都是具備自治功能的現(xiàn)場設(shè)備。而瑞士推出的紡織機(jī)，則是利用的CAN的現(xiàn)場總線來控制網(wǎng)絡(luò)。

從1993年開始，中國才開始研究現(xiàn)場總線，而到了1998年的時候，一些還沒有完全成熟的現(xiàn)場總線便已經(jīng)推出。許多國內(nèi)的紡織廠積極引進(jìn)國外先進(jìn)的技術(shù)，就比如上海某家股份公司，新開發(fā)的粗紗機(jī)子則采納了CAN現(xiàn)場總線，而許多后續(xù)處理的生產(chǎn)線，則采用了Profibus總線。他們致力于研究這些現(xiàn)場總線產(chǎn)品的研究，將許多機(jī)械紡織的功能特點都集中到了一起。

現(xiàn)場總線技術(shù)在紡織生產(chǎn)控制系統(tǒng)中正逐步發(fā)展起來，也漸漸成為了如今自動化領(lǐng)域中的熱點，給我國許多的工廠和企業(yè)提供了良好的機(jī)遇，一旦現(xiàn)場總線生產(chǎn)的產(chǎn)品開始普及，研發(fā)和生產(chǎn)的成本降低，大量通過現(xiàn)場總線產(chǎn)品將用于紡織工業(yè)，而現(xiàn)場總線的技術(shù)也將在實踐中不斷地得到發(fā)展。

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作者簡介：丁一光（1958—），男，浙江人，吉林市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗院副高級工程師，研究方向：輕紡紡織。