现场总线系统 – 查找制造商和供应商

现场总线系统将自动化机器和工厂内的控制器、传感器、执行器、驱动器以及分散式输入和输出模块连接起来。

它们不再为每个单独的信号使用独立的电缆，而是采用共享的数字通信系统。这减少了布线需求、安装空间和安装成本。
除了控制数据外，现场总线系统还可以传输测量值、设备状态、参数和诊断信息。因此，它们构成了分散式自动化和工业过程监控的重要基础。
根据具体应用的不同，现场总线系统在传输速度、实时性能、传输距离、参与设备数量以及物理传输介质方面各不相同。
下文概述了现场总线系统的类型、应用、优势及重要选型标准。

现场总线系统的类型

传统串行现场总线系统

传统现场总线通过共享通信线路以串行方式传输数据。
多年来，它们一直被广泛应用于机器、生产工厂和过程工程领域。典型的任务包括控制器、分散式输入和输出站、变频器、传感器和执行器之间的通信。
这些系统大多具有数据传输稳定、兼容设备范围广的特点。

工业以太网系统

工业以太网系统将以太网技术的高传输性能与工业自动化的要求相结合。
它们适用于大容量数据、快速控制回路、运动控制应用以及不同自动化层级之间的通信。
根据系统的不同，可提供实时通信、诊断、冗余和安全相关数据传输等功能。

过程工业的现场总线系统

在过程自动化中，现场总线系统常用于连接智能测量设备、控制阀和其他现场设备。
除了过程值外，它们还可以传输参数、设备状态和维护信息。
在潜在爆炸性环境或分布广泛的工厂中，可能需要采用特殊的传输技术和安装要求。

与安全相关的现场总线系统

与安全相关的通信系统用于传输紧急停止、安全门、安全停机及其他安全功能的信号。
它们使标准通信和安全通信能够在共同的自动化架构内结合使用。
所使用的组件和协议必须适合所需的安全功能，并经过认证。

现场总线系统的应用

机械与设备工程

在机械工程中，现场总线系统将控制器与传感器、阀端子、驱动器和分散式 I/O 模块连接起来。
它们有助于机器的模块化设计，并能对各个组件进行快速诊断。

制造与装配技术

在生产和装配线上，现场总线在各个工位之间传输控制命令、位置值和状态信息。
它们支持自动化流程的同步，并支持机器人、搬运系统和测试设备的集成。

过程自动化

在化工、制药、食品加工和其他过程工程工厂中，现场总线系统将测量和控制设备与控制和过程控制系统连接起来。
它们允许从控制室访问过程值和额外的设备数据。

输送和物流技术

在输送系统、仓库和配送中心中，现场总线系统将驱动器、传感器、识别系统和控制器连接成网络。
这使得物料流的监控以及各工厂区域之间的协调成为可能。

现场总线系统的优势

• 布线要求降低
• 输入和输出模块的分散式布置
• 控制、过程和诊断数据的传输
• 更轻松地扩展模块化工厂
• 通过诊断功能加快故障排查
• 智能传感器、执行器和驱动器的连接
• 支持时间敏感型和安全相关应用
• 不同自动化组件间的网络连接得到优化

现场总线系统的重要选型标准

组件兼容性

控制器、现场设备、驱动器和 I/O 模块必须支持所选的通信系统。
除了协议外，还必须检查设备配置文件、接口和所需的配置工具。

传输速度和实时性能

所需的数据速率取决于应用。
对于简单的传感器信号，较低的传输速度通常就足够了。然而，快速控制过程和同步轴运动则需要短且可预测的传输时间。

电缆长度和网络结构

允许的电缆长度取决于总线系统、传输速率和所使用的电缆。
此外，还必须考虑可能的网络结构、参与者数量以及中继器、交换机或耦合器的使用情况。

环境条件

电磁干扰、潮湿、灰尘、振动和温度波动都会影响通信。
因此，电缆、连接器和分散式模块必须适合相应的工业环境。

诊断与维护

有效的诊断功能有助于检测电缆故障、通信错误和设备故障。
对于停机成本较高的工厂而言，清晰的诊断工具和长期可获得的备件尤为重要。

与现有系统的集成

在扩展系统时，必须检查现场总线系统是否与现有的控制和网络技术兼容。
网关和耦合器可以连接不同的系统，但会增加集成和配置的工作量。

总结

现场总线系统可在控制器、传感器、执行器、驱动器以及分散式输入和输出模块之间实现数字通信。
它们减少了布线要求，传输过程和诊断数据，并支持自动化机器和工厂的模块化设计。
主要选择标准包括设备兼容性、数据传输速率、实时性能、电缆长度、环境条件和诊断功能。

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