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現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

時間:2021-12-07 17:09:39來源:21ic電子網

導語:?現(xiàn)場總線的特點現(xiàn)場總線的突出特點在于它把集中與分散相結合的DCS集散控制結構,變成新型的全分布式結構,把控制功能徹底下放到現(xiàn)場,依靠現(xiàn)場智能設備本身實現(xiàn)基本控制功能。

  1、現(xiàn)場總線的特點主要表現(xiàn)以下幾個方面:

  (1) 以數字信號完全取代傳統(tǒng)的模擬信號以數字信號完全取代傳統(tǒng)DCS的4~20mA模擬信號,且雙向傳輸信號。一對雙絞線或一條電纜上通??蓲旖佣鄠€設備,因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大為減少。同時,通信總線延伸到現(xiàn)場傳感器、變送器、控制器和伺服機構,操作人員在控制室就能實現(xiàn)主控系統(tǒng)對現(xiàn)場設備的在線監(jiān)視、診斷、校驗和參數整定,節(jié)省了硬件數量與投資。

  (2)現(xiàn)場總線實現(xiàn)了結構上的徹底分散現(xiàn)場總線在結構上只有現(xiàn)場設備和操作管理站2個層次,將傳統(tǒng)DCS的I/O控制站并入現(xiàn)場智能設備,取消了I/O模件,現(xiàn)場儀表都是內裝微處理器的,輸出的結果直接送到鄰近的調節(jié)閥上,完全不需要經過控制室主控系統(tǒng),實現(xiàn)了結構上的徹底分散。

  (3) 總線網絡系統(tǒng)是開放的將系統(tǒng)集成的權力交給用戶,用戶可以按自己的需要和考慮,把來自不同供應商的產品組成規(guī)模各異的系統(tǒng)??梢杂貌煌瑥S家的現(xiàn)場儀表去替換出現(xiàn)故障的另一廠家的現(xiàn)場儀表。

  2、當前的現(xiàn)場總線標準現(xiàn)場總線技術是從80年代后期誕生的網絡通信技術,經歷十幾年左右的發(fā)展,國際上出現(xiàn)了幾個有代表性的現(xiàn)場總線標準和幾個系列產品,較流行的有:

  (1)基金會現(xiàn)場總線(Foundation Fieldbus)在現(xiàn)場總線標準的研究制訂過程中,出現(xiàn)過多種企業(yè)集團或組織,通過不斷的競爭,到1994年在國際上基本上形成了兩大陣營,ISP協(xié)議為首,聯(lián)合歐洲150家公司制訂的World FIP協(xié)議。這兩大集團于1994年合并,成立現(xiàn)場總線基金會(Fieldbus Foundation,FF),致力于開發(fā)國際上統(tǒng)一的現(xiàn)場總線協(xié)議。FF的協(xié)議符合IEC1158-2標準,也稱為SP50標準。

  (2) Profibus現(xiàn)場總線它是作為德國國家標準和歐洲國家標準的現(xiàn)場總線標準。研究所共同推出的。它采用OSI模型的物理層、數據鏈路層?,F(xiàn)場總線信息規(guī)范(FMS)型則只隱去了OSI標準的第三至第六層,采用了應用層。

  (3) LonWork(Local Operating Network局部操作網)現(xiàn)場總線于1990年正式推出的。它采用ISO/OSI模型的全部7層協(xié)議,采用了面向對象的設計方法,通過網絡變量把網絡通信設計簡化為參數設置,其最大傳輸速率為1.5Mbps,傳輸距離為2700m,傳輸介質可以是雙絞線、光纜、射頻、紅外線和電力線等。

  (4)控制局域網(Control Area Network,CAN)控制網絡用于汽車內部測量與執(zhí)行部件之間的數據通信。CAN結構模型取ISO/OSI模型的第1、2、7層協(xié)議,即物理層、數據鏈路層和應用層。此外還值得一提的是,可尋址遠程傳感器數據公路(Highway Addressable Remote Transducer,HART)協(xié)議,最早推出的一種兼容4~20mA模擬信號和調制數字信號的現(xiàn)場總線協(xié)議。其數字通信由于采用調制/解調方式,屬于模擬系統(tǒng)向數字系統(tǒng)轉變過程中的過渡產品,因而在當前的過渡時期具有較強的競爭力,得到了較快的發(fā)展。

  3、現(xiàn)場總線的未來現(xiàn)場總路線將成為工業(yè)控制發(fā)展的革命性飛躍,有關現(xiàn)場總線的報道層出不窮,其中令人關注的焦點集中在能否出現(xiàn)全世界統(tǒng)一的現(xiàn)場總線標準。不同的現(xiàn)場總線有不同的功能,各有其適用的場合,靠一種現(xiàn)場總線打天下的想法看來不太現(xiàn)實。當然,從另一方面來講,相當一部分現(xiàn)場總線是大同小異的,技術上非常接近,在優(yōu)勝劣汰的環(huán)境下同類總線終將趨于統(tǒng)一。但商業(yè)利益上的激烈競爭是這個問題的主要原因,對于現(xiàn)場總線形成巨大影響的自動化廠商,因為要盡可能維護自身的地位和利益而不愿放棄其已擁有的現(xiàn)場總線;因此,在未來較長的一段時間內,現(xiàn)場總線標準之爭會越演越烈。

標簽: 現(xiàn)場總線

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