什么是現(xiàn)場總線?為什么要采用現(xiàn)場總線技術?現(xiàn)場總線驅(qū)動器有哪些優(yōu)點?
現(xiàn)場總線技術將專用微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制儀表,使它們各自具有了數(shù)字計算和數(shù)字通訊能力,采用可進行簡單連接的雙絞線等為總線,把多個測量控制儀表連接成網(wǎng)絡系統(tǒng),并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議,在位于現(xiàn)場的多個微機化測量控制設備之間及現(xiàn)場儀表與遠程監(jiān)控計算機之間,實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換,形成各種適應實際需要的自動控制系統(tǒng)。
現(xiàn)場總線是20世紀80年代中期在國際上發(fā)展起來的。隨著微處理器與計算機功能的不斷增強和價格的降低,計算機與計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)得到迅速發(fā)展?,F(xiàn)場總線可實現(xiàn)整個企業(yè)的信息集成,實施綜合自動化,形成工廠底層網(wǎng)絡,完成現(xiàn)場自動化設備之間的多點數(shù)字通信,實現(xiàn)底層現(xiàn)場設備之間以及生產(chǎn)現(xiàn)場與外界的信息交換。
1.為什么要用現(xiàn)場總線?我們通過對現(xiàn)場總線在不同情況下不同機構和不同的人公認的對現(xiàn)場總線的本質(zhì)體現(xiàn)中了解;
1.1中現(xiàn)場通信網(wǎng)絡
用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表互連的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡。
現(xiàn)場設備互聯(lián)
依據(jù)實際需要使用不同的傳輸介質(zhì)把不同的現(xiàn)場設備或者現(xiàn)場儀表相互關聯(lián)。
互操作性
用戶可以根據(jù)自身的需求選擇不同廠家或不同型號的產(chǎn)品構成所需的控制回路,從而可以自由地集成FCS。
1.2分散功能塊
FCS 廢棄了DCS 的輸入/輸出單元和控制站, 把DCS 控制站的功能塊分散地分配給現(xiàn)場儀表, 從而構成虛擬控制站,徹底地實現(xiàn)了分散控制。
1.3通信線供電
通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量, 這種方式提供用于本質(zhì)安全環(huán)境的低功耗現(xiàn)場儀表, 與其配套的還有安全柵。
1.4開放式互聯(lián)網(wǎng)絡
現(xiàn)場總線為開放式互聯(lián)網(wǎng)絡,既可以與同層網(wǎng)絡互聯(lián),也可與不同層網(wǎng)絡互聯(lián),還可以實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫的共享。
2.現(xiàn)場總線的特點及優(yōu)點
(1) 全數(shù)字化通信(2) 開放型的互聯(lián)網(wǎng)絡
(3) 互可操作性與互用性
(4) 現(xiàn)場設備的智能化
(5) 系統(tǒng)結構的高度分散性
(6) 對現(xiàn)場環(huán)境的適應性
2.1現(xiàn)場總線的特點
現(xiàn)場控制設備具有通信功能,便于構成工廠底層控制網(wǎng)絡。
通信標準的公開、一致,使系統(tǒng)具備開放性,設備間具有互可操作性。
功能塊與結構的規(guī)范化使相同功能的設備間具有互換性。
控制功能下放到現(xiàn)場,使控制系統(tǒng)結構具備高度的分散性。
2.2現(xiàn)場總線的優(yōu)點
現(xiàn)場總線使自控設備與系統(tǒng)步入了信息網(wǎng)絡的行列,為其應用開拓了更為廣闊的領域;
一對雙絞線上可掛接多個控制設備, 便于節(jié)省安裝費用;
節(jié)省維護開銷;
提高了系統(tǒng)的可靠性;
為用戶提供了更為靈活的系統(tǒng)集成主動權。
從以上內(nèi)容我們可以看到,現(xiàn)場總線體現(xiàn)了分布、開放、互聯(lián)、高可靠性的特點,而這些正是DCS系統(tǒng)的缺點。DCS通常是一對一單獨傳送信號,其所采用的模擬信號精度低,易受干擾,位于操作室的操作員對模擬儀表往往難以調(diào)整參數(shù)和預測故障,處于“失控”狀態(tài),很多的儀表廠商自定標準,互換性差,儀表的功能也較單一,難以滿足現(xiàn)代的要求,而且?guī)缀跛械目刂乒δ芏嘉挥诳刂普局小CS則采取一對多雙向傳輸信號,采用的數(shù)字信號精度高、可靠性強,設備也始終處于操作員的遠程監(jiān)控和可控狀態(tài),用戶可以自由按需選擇不同品牌種類的設備互聯(lián),智能儀表具有通信、控制和運算等豐富的功能,而且控制功能分散到各個智能儀表中去。由此我們可以看到FCS相對于DCS的巨大進步。
也正是由于FCS的以上特點使得其在設計、安裝、投運到正常生產(chǎn)都具有很大的優(yōu)越性:首先由于分散在前端的智能設備能執(zhí)行較為復雜的任務,不再需要單獨的控制器、計算單元等,節(jié)省了硬件投資和使用面積;FCS的接線較為簡單,而且一條傳輸線可以掛接多了設備,大大節(jié)約了安裝費用;由于現(xiàn)場控制設備往往具有自診斷功能,并能將故障信息發(fā)送至控制室,減輕了維護工作;同時,由于用戶擁有高度的系統(tǒng)集成自主權,可以通過比較靈活選擇合適的廠家產(chǎn)品;整體系統(tǒng)的可靠性和準確性也大為提高。這一切都幫助用戶實現(xiàn)了減低安裝、使用、維護的成本,最終達到增加利潤的目的。
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