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現場總線控制系統

現場總線控制系統
1、現場總線的特點
  現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場,依靠現場智能設備本身實現基本控制功能。
現場總線的特點主要表現在以下幾個方面:

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
  (1) 以數字信號完全取代傳統的模擬信號
  以數字信號完全取代傳統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主控系統對現場設備的在線監(jiān)視、診斷、校驗和參數整定,節(jié)省了硬件數量與投資。
  (2) 現場總線實現了結構上的徹底分散
  現場總線在結構上只有現場設備和操作管理站2個層次,將傳統DCS的I/O控制站并入現場智能設備,取消了I/O模件,現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,實現了結構上的徹底分散。
  (3) 總線網絡系統是開放的
  將系統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。可以用不同廠家的現場儀表去替換出現故障的另一廠家的現場儀表。
  2、當前的現場總線標準
  現場總線技術是從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,國際上出現了幾個有代表性的現場總線標準和幾個系列產品,較流行的有:
  (1) 基金會現場總線(Foundation Fieldbus)
  在現場總線標準的研究制訂過程中,出現過多種企業(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,聯合Foxboro、橫河、ABB、西門子等80家公司制訂的ISP協議;另一個以Honeywell公司為首,聯合歐洲150家公司制訂的World FIP協議。這兩大集團于1994年合并,成立現場總線基金會(Fieldbus Foundation,FF),致力于開發(fā)國際上統一的現場總線協議。FF的協議符合IEC1158-2標準,也稱為SP50標準。
  (2) Profibus現場總線
  它是作為德國國家標準和歐洲國家標準的現場總線標準。該項技術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、數據鏈路層。現場總線信息規(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*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
  *早由德國BOSCH公司推出,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模擬信號和調制數字信號的現場總線協議。其數字通信由于采用調制/解調方式,屬于模擬系統向數字系統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、現場總線的未來
  現場總路線將成為工業(yè)控制發(fā)展的**性飛躍,近年來,有關現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全世界統一的現場總線標準。
  不同的現場總線有不同的功能,各有其適用的場合,靠一種現場總線打天下的想法看來不太現實。當然,從另一方面來講,相當一部分現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場總線;因此,在未來較長的一段時間內,現場總線標準之爭會越演越烈。
 


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