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現(xiàn)場總線與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)
根據(jù)國際電工委員會IEC61158標準的定義,現(xiàn)場總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場設(shè)備與掌握室的自動掌握裝置之間的數(shù)字式、串行、多點通信的數(shù)據(jù)總線,英文名Fieldbus。
通俗地講,現(xiàn)場總線是用在現(xiàn)場的總線技術(shù)。傳統(tǒng)掌握系統(tǒng)的接線方式是一種并聯(lián)接線方式,plc或dcs的分布式處理單元DPU掌握各個電器元件,對應(yīng)每個元件有一I/O口,兩者之間需用兩根線進行連接,作為掌握和/或電源。當所掌握的電器元件數(shù)量達到數(shù)十個甚至數(shù)百個時,整個系統(tǒng)的連線就顯得非常簡單,簡單搞錯,施工和維護都非常不便。因此,人們考慮怎樣把那么多的導
2、線合并到一起,用一根導線來連接全部設(shè)備,全部的數(shù)據(jù)和信號都在這根線上流通,同時設(shè)備之間的掌握和通信可任意設(shè)置。因而這根自然而然地稱為了總線,就如計算機內(nèi)部的總線概念一樣。由于掌握對象都在工業(yè)現(xiàn)場,不同于計算機通常于室內(nèi),所以這種總線被稱為現(xiàn)場總線。
與IT計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比,現(xiàn)場總線具有如下特點:
1、實時性
現(xiàn)場總線數(shù)據(jù)傳輸要求“準時性”和系統(tǒng)響應(yīng)的實時性。一般來說,過程掌握系統(tǒng)的響應(yīng)時間要求為0.01-1s,制造自動化系統(tǒng)的響應(yīng)時間是0.5-2s,而IT網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間為2-6s,所以IT大部分在使用中實時性都是可以忽視的。
2、敏捷性
在工廠自動化系統(tǒng)中,由于分散工廠的單
3、一用戶要借助于現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)進入某個系統(tǒng),所以通信方式使用了廣播和多組方式;而IT網(wǎng)絡(luò)中某個自主系統(tǒng)與另一個自主系統(tǒng)只建立了一對一方式。
3、牢靠性
現(xiàn)場總線強調(diào)在惡劣環(huán)境下(特殊是電磁和無線電干擾)數(shù)據(jù)傳送的完整性。在可燃或易爆場合,還要現(xiàn)場總線具有極高平安性能。
4、開放性
應(yīng)用進程可以根據(jù)客戶/服務(wù)器或發(fā)布者/接收者方式相互作用。客戶/服務(wù)器特性是雙向數(shù)據(jù)流??蛻舭l(fā)送懇求給服務(wù)器,服務(wù)器處理該懇求并發(fā)送一個響應(yīng)給客戶。發(fā)布者/接收者方式只有單向數(shù)據(jù)流。發(fā)布者發(fā)送信息,一人或多個接受者接收信息?,F(xiàn)場總線需要解決多家公司產(chǎn)品和系統(tǒng)在一個網(wǎng)絡(luò)上相互兼容的問題。
由于現(xiàn)場總線
4、技術(shù)的消失,推動了現(xiàn)場智能設(shè)備和智能儀表的進展,促進了傳統(tǒng)DCS和PLC系統(tǒng)的融合,并推動了以現(xiàn)場設(shè)備為基礎(chǔ)形成的網(wǎng)絡(luò)集成式分布掌握系統(tǒng)FCS的消失、進展和廣泛應(yīng)用。
現(xiàn)場總線概念提出來以來,全球知名各大掌握公司和儀表公司開發(fā)了數(shù)十種現(xiàn)場總線產(chǎn)品。目前被廣泛認可的現(xiàn)場總線系統(tǒng)包括PROFIBUS、FF、ControlNet、PROFINET、P-NET等。
現(xiàn)場總線對自動掌握系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)將會造成以下重要影響:
1、傳統(tǒng)的信號掌握將由4-20mA模擬信號制轉(zhuǎn)換為雙向數(shù)字通信的現(xiàn)場總線信號制。
2、自動掌握系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)將由模擬與數(shù)字的分散型掌握系統(tǒng)(DCS)轉(zhuǎn)換為全數(shù)字現(xiàn)場
5、總線掌握系統(tǒng)(FCS)。
3、系統(tǒng)的設(shè)計方法和安裝調(diào)試方式將發(fā)生重大的變化。
4、現(xiàn)行的現(xiàn)場設(shè)備和儀表的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)將發(fā)生重大變革,將依據(jù)現(xiàn)場總線的類型來選擇現(xiàn)場設(shè)備和儀表。
5、現(xiàn)場總線把自動掌握系統(tǒng)和設(shè)備帶進了信息網(wǎng)絡(luò)之中形成了企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的底層,從而為實現(xiàn)企業(yè)信息集成和企業(yè)綜合自動化供應(yīng)了可行的基礎(chǔ)。
使用現(xiàn)場總線技術(shù)給用戶帶來的好處包括:
1、節(jié)約硬件成本,尤其是大量節(jié)省電纜的使用。
2、設(shè)計組態(tài)安裝、調(diào)試簡便。
3、系統(tǒng)的平安牢靠性好,削減故障停機時間。
4、系統(tǒng)維護設(shè)備更換和系統(tǒng)擴充便利。
5、用戶對系統(tǒng)配置設(shè)備選型有最大的自主權(quán)。
6、完善了企業(yè)信息系統(tǒng),為實現(xiàn)企業(yè)綜合自動化供應(yīng)了基礎(chǔ)。
事實上,現(xiàn)場總線技術(shù)并不是取代PLC和DCS的,而是將現(xiàn)場總線技術(shù)和PLC或DCS結(jié)合形成了一個新的系統(tǒng)FCS。
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