摘要：现场总线是一种开放式、数字化、双向通信、多节点的通信系统，近年来发展相当迅速，但是到现在还没有一套统一的标准。文章对多现场总线进行了介绍，并介绍了现场总线协议控制器与应用集成方法解决多现场总线的方法。
关键词：智能化配电；现场总线；协议控制器；协议板；接口板
中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0101-02
科学技术与经济的进步促使了现代工业技术的快速发展，要求配电系统运行时能够拥有更高的可靠性，并能够实现智能化管理。随着微处理机术的日趋成熟与推广以及计算机系统可靠性的改善，为智能化电器元件的快速发展提供了基础，而智能化电气管理系统也随之出现。智能化配电系统能够实现变电站开关设备的自动化运行与智能化管理。智能化配电系统的主要功能有数据的实时采集、通信以及远程控制等。根据使用要求，智能化配电系统的操作模式应该是面向对象的操作模式，其抗干扰能力要强。因为现场总线技术的快速发展与运用，使得智能化配电系统中的各种智能元件能够不依赖于计算机网络系统进行独立的运行，这就让系统拥有了较高的可靠性，并且实时性也能够大大的提高。
1 多现场总线
现场总线指的是工厂内测量与控制机器之间进行数字通信的网络，这是一种底层控制网络，具备了开放式、数字化与多点通信的特点。
随着经济的发展，企业的生产规模逐渐扩大，这就对操作人员提出了更高的要求，他们必须要能够对多点的运行参数与信息进行掌握，还要能够在此基础上来根据信息进行操作控制，这就推动了气动、电动系列的单元组合式仪表的出现，并在此基础上发展出了集中控制室。生产集散控制系统DCS就是将生产现场各处的参数利用统一的模拟信号送到集中控制室中。但是使用模拟信号进行传递有着其难以克服的缺点，使得计算的速度与进度都难以有效的提升，同时模拟信号在传输过程中的抗干扰能力不足，这些都促使了采用数字信号来取代模拟信号的需求，促使了直接数字控制的出现。在早期因为计算机系统具有封闭性这一缺陷，使得各个厂家的产品各成系统，相互之间连接相当困难，并且要实现互换和互操作也相当困难，因此难以在大范围内组成信息共享网络系统。随着现场总线技术的发展，如今已经能够很好突破这些限制。
现在常用的现场总线技术有很多，在一个智能化配电系统中往往会使用到多种现场总线技术，因此所需要的协议转换器也就较多，要解决各个厂家产品之间的兼容性就需要通过硬件与软件的方法来对现场总线协议进行处理，其目的就是为了能够将不同的现场总线产品可以融入到一个系统之中，让不同的产品发挥出其各自的长处，并让那些希望能够使用多个厂家产品的用户能够拥有更强的灵活性。
通用型现场总线协议控制器有着较为良好的通用性。这种设备能够将现场设备连成一个完整的网
络，并对各个现场设备之间的信息进行传递。因为具有良好的通用型，因此，只需要通过相对应的中央处理器以及接口电路和软件就能对多种现场总线协议进
行转换，进而实现让不同厂家的现场设备之间的通信。
2 现场总线协议控制器分析
通用型的现场总线协议控制器在进行设计时可以采用模块化的结构，模块化的结构能够具有更好的通用性。模块化结构的扩展能力较强，系统升级也更为方便。总线协议控制器主要由底板与插卡这两个部分组成，系统总线则包含了底板、扩展槽以及处于底板上的信号线这几个部分。插卡则主要包含有主控板、协议板、接口板这几种。在主控板与协议板上都自带有中央处理器。主控板负责的是对系统以及上位机之间的通信进行管理。在现场总线协议控制器上有专用的接口来与上位机进行连接，主控板主要通过接口与上位机进行信息的交换，其功能包含许多方面，例如管理系统总线、为协议板与接口板进行系统资源的分配、和协议板之间进行信息交换、处理协议板所提供的数据和信息、等待上位机提出的请求以及提取信息等。通用型现场总线协议控制器中协议板有着十分重要的作用，其负责的是所有的现场设备之间的通信，通过协议板能够提供很多种现场总线协议。接口板则只是从属于某一项具体的协议，主要为协议板提供通信连接。所能够提供的接口的种类很多，用户能够根据实际需求对接口进行选择。串行的方式是当前使用得较为广泛的，总线协议控制器与上位机以及现场设备之间都是采用串行方式进行通信，而在通信控制器的内部各个插板是通过系统总线来进行通信的。主板和各个协议板之间在进行通信时却是采用主从方式，主板通过系统总线和协议板进行通信。
每一块协议板都有唯一的协议板号识别电路，在进行通信时，主板在系统总线上通过广播的方式发送出协议板号，通过协议板号来与协议板建立通信连接，只有当主板发出的协议板号与协议板拥有的板号相符，通信连接才能够确立。如果有新增的协议设备，也不需要对硬件进行改动，只需要对所增加的协议板设置协议板号，并在上位机的组态中添加相应的信息，然后存入到计算机中。协议板与接口之间的信息传递是通过系统中的局部总线来完成的。
3 多现场总线技术的解决
对于多现场总线可以采用集成的方法进行解决。除去上面那种方法外还有其他方法。从生产实际出发，考虑到工程实例归纳出常用的、有代表性的智能设备，使用某种现场总线来组成网络，并利用工控组态软件来开放出相应的监控软件，进而构成一个完整的职能化配电系统。这样的方法能够通过较为低廉的价格就配置出拥有良好性能的系统，同时开发所需要投入的人力与物力都不会很多。还可以与高校进行长期合作，与高校一起合作开放，通过高校所拥有的雄厚的研发实力来开发出融合多现场总线的数据通信设备。具体的解决路线如下：
从多家公司的设备与仪表系统选择具有一定代表性的设备，从操作系统与文件系统来研究这些设备的数据与命令格式，分析其数据结构，进而发现其规律性。
研发出专用的嵌入式系统，通过嵌入式系统的研制可以完成中继、转换与数据处理的中继。同时还必须要将网桥、路由器设备融入到嵌入式系统中去，进而实现系统的应用软件与系统的硬件一体化。这样做可以让软件的代码更加的短小，进而有更快的响应速度，能够适合多种应用场合，例如小型、快速、可靠等应用场合。而嵌入式CUP可以根据实际情况进行选择，例如Cirrus Logic公司的EP9312；操作系统应该选择Linux，这样能够避免出现版权的问题；中继与路由器接口则采用标准的硬件接口。这样不仅仅能够起到经济的效果，还有着很强的实用性，能够有效地将系统的应用软件与系统的硬件实现一体化，同时还具有软件代码短小、响应速度快等特点，特别适用于各种小型、快速、可靠等应用场合。
总之，现场总线是自动化领域中的一次革命，是工业控制技术的必然发展道路，它所能够产生的效益与意义都是非常巨大的。现在，现场总线控制系统还存在着许多的问题，并且也没有能够制定出一套统一的国际标准，但这只是短期的。因此，我们在对国际上现场总线技术发展进行跟踪的同时，必须要加强对各种现场总线的研究与应用，特别是要加强对现有的已经通过验证的现场总线技术的应用，尤其是在智能配电系统中的应用。
参考文献
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[2] 张常年，等.计算机通信与工业控制[M].北京：化学工业出版社，2002.
[3] 陈德仙，郑登峰，俞国勇，刘彦杰.基于MODBUS协议的智能配电系统设计[J].江苏电器，2007，（4）.
作者简介：吕达（1972-），男，浙江奉化人，宁波市象山县供电局副局长，工程师，高级人力资源师，研究方向：供配电管理、智能电网技术。
（责任编辑：周 琼）