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揭秘:现场总线系统的特点及优势

关键词:单片机  来源:原创  点击:

  现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为主的网络,也称现场网络。也将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器的通讯进行特化的网络。通过通讯的数字化,使时间分割、多重化、多点化成为,从而实现高性能化、高可靠化、保养简便化、节省配线。

  现场总线控制系统既是一个开放的、双向传输、多分支结构的高可靠的数字通信网络,又是一个全分布式的工业控制系统,它把挂接在总线上网络节点的智能现场设备连接为网络系统,构成自动化系统,实现基本控制,补偿计算,参数修改,报警,显示,监控,优化和管控一体化的综合自动化功能。

  现场总线这种控制方式的出现,导致了自动化仪表,集散控制系统(DCS),可编程控制器(PLC)等产品的体系结构、功能结构和性能的较大变革,使得现场总线控制系统具有较高的测控能力指数。现场总线之具有较高的测控能力指数,一是得益于仪表的智能化,二是得益于设备的通信功能。

现场总线系统的结构特点

  现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式。传统模拟控制系统采用一对一的设备连线,按控制回路分别进行连接。位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器,控制器与位于现场的执行器、开关、马达均为一对一的物理连接。

  现场总线系统采用了智能现场设备,把原先DCS系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块置入现场设备,加上现场设备具有通信能力,现场的测量变送仪表可以与阀门等执行机构直接传送信号,因而控制功能不依赖控制室的计算机或控制仪表,直接在现场完成,实现了彻底的分散控制。

现场总线系统的技术特点

  现场总线系统在技术上有以下特点:

  1.的开放性和互可操作性

  在DCS系统形成过程中,各厂家的产品自成系统,不同厂家的设备不能互连在一起,难以实现互换与互操作。新型的现场总线控制系统则突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷,把基于封闭、专用的方案变成基于公开化、标准化的方案,以把来自于不同厂家而遵循同一协议规范的自动化设备,通过现场总线网络连接成系统,完成综合自动化的各种功能。

  2.现场设备的智能化和功能自治性

  现场总线控制系统把微器置入现场自控设备,使之具有数字计算和数字通讯能力,这样不仅提高了信号的传输精度,而且为丰富控制信息的内容、实现其远程传送创造了条件。在现场总线的环境下,现场设备自带计算和通讯功能,在现场就可以进行各种的计算,从而使控制功能彻底地分散,减少控制器的负载,大大地减少了通讯信息量,从而有效地提高了控制系统运行的可靠性。此外,智能化的仪表还可提供传统仪表所不能提供的信息,如阀门开关动作次数、仪表故障等信息,使操作管理人员能及时了解现场设备的"健康状况",在现场设备有"故障的预兆"但还没真正发生故障影响到生产前就提前作出,以保障生产的正常运行。

  3.系统结构的高度分散性

  现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构,把DCS集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,把控制功能彻底下放到现场(注:若要实现控制,如协调控制时也可将控制功能回收),依靠现场智能设备本身便可实现基本控制功能,简化了系统结构,提高了可靠性。

  特点,特别是现场总线系统结构的简化,使现场总线控制系统在各都表现出其强大的优势,主要有:

  1.节省硬件数量与投资

  现场总线系统中分散在现场的智能设备具备传感、计算、控制、报警等功能,因而可减少变送器的数量,不再单独的调节器、计算单元等,也不再DCS系统的信号调理、转换、隔离等功能单元及大量的接线,从而节省了一大笔硬件投资。

  2.节省安装费用

  现场总线系统的接线非常简单,一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备,使电缆、端子、槽盒等的用量大大减少。当现场设备时,不增设新的电缆,只要就近挂在原有的电缆上

  3.节省维护开销

  现场设备具有自诊断和简单故障能力,并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室,操作人员可及时查询到设备运行、维护,尽早排除故障隐患,大大减少了维护停工时间;系统结构简化、连线简单而减少了设备维护工作量。

  4.用户具有高度的系统集成主动权

  现场总线厂家的产品遵循统一的现场总线协议,用户可以自由选择不同厂家的产品来集成系统,避免因选择某一厂家的产品而被"框死"了使用设备的选择范围。

  5.提高了系统的准确性和可靠性

  现场总线设备的智能化和数字化,与模拟信号相比,从根本上提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差。现场仪表内部功能的加强,减少了信号的往返传送,也提高了系统运行的可靠性。

  此外,现场总线的设备标准化,功能模块化,因而系统设计简单,易于重构。


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编辑:  时间:2010-4  
  
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