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現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
1、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(jié)合的DCS集散控制結(jié)構(gòu),變成新型的全分布式結(jié)構(gòu),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。
現(xiàn)場總線的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

濕度傳感器探頭, 不銹鋼電熱管, PT100傳感器, 流體電磁閥,鑄鋁加熱器,加熱圈
 ?。?) 以數(shù)字信號完全取代傳統(tǒng)的模擬信號
  以數(shù)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常可掛接多個設備,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(gòu),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(shù)整定,節(jié)省了硬件數(shù)量與投資。
  (2) 現(xiàn)場總線實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的徹底分散
  現(xiàn)場總線在結(jié)構(gòu)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(nèi)裝微處理器的,輸出的結(jié)果直接送到鄰近的調(diào)節(jié)閥上,完全不需要經(jīng)過控制室主控系統(tǒng),實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)上的徹底分散。
 ?。?) 總線網(wǎng)絡系統(tǒng)是開放的
  將系統(tǒng)集成的權(quán)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(chǎn)品組成規(guī)模各異的系統(tǒng)。可以用不同廠家的現(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(shù)是從80年代后期誕生的網(wǎng)絡通信技術(shù),經(jīng)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(chǎn)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,一個以Fisher-Rosemount公司為首,聯(lián)合Foxboro、橫河、ABB、西門子等80家公司制訂的ISP協(xié)議;另一個以Honeywell公司為首,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。該項技術(shù)是由西門子公司為主的十幾家德國公司、研究所共同推出的。它采用OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)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。
 ?。?) LonWork(Local Operating Network局部操作網(wǎng))現(xiàn)場總線
  它是由美國Echelon公司于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?qū)ο蟮脑O計方法,通過網(wǎng)絡變量把網(wǎng)絡通信設計簡化為參數(shù)設置,其*大傳輸速率為1.5Mbps,傳輸距離為2700m,傳輸介質(zhì)可以是雙絞線、光纜、射頻、紅外線和電力線等。
  (4) 控制局域網(wǎng)(Control Area Network,CAN)控制網(wǎng)絡
  *早由德國BOSCH公司推出,用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信。CAN結(jié)構(gòu)模型取ISO/OSI模型的第1、2、7層協(xié)議,即物理層、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)公路(Highway Addressable Remote Transducer,HART)協(xié)議,它是由美國Rosemount公司*早推出的一種兼容4~20mA模擬信號和調(diào)制數(shù)字信號的現(xiàn)場總線協(xié)議。其數(shù)字通信由于采用調(diào)制/解調(diào)方式,屬于模擬系統(tǒng)向數(shù)字系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過程中的過渡產(chǎn)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**性飛躍,近年來,有關(guān)現(xiàn)場總線的報道層出不窮,其中令人關(guān)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(shù)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(nèi),現(xiàn)場總線標準之爭會越演越烈。
 


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