現(xiàn)場總線io模塊關(guān)鍵技術(shù)的分析

現(xiàn)場總線的概念是隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)延伸到工業(yè)過程現(xiàn)場成為可能后,于1984年左右提出的。現(xiàn)場總線io模塊是面向工廠底層自動化及信息集成的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。類型主要有:FF、 Profibus、 Controlnet、PNET、 InterBusCAN和 Modbus等。這些總線各有各的規(guī)范,互不兼容。控制系統(tǒng)有如下主要優(yōu)點(diǎn)：

(1)全數(shù)字化。在采用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的企業(yè)中,用于生產(chǎn)管理的局域網(wǎng)能夠與用于自動控制的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)緊密銜接。此外,數(shù)字化信號固有的高精度、抗千擾特性也能提高控制系統(tǒng)的可靠性

2)全分布。在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中,各現(xiàn)場設(shè)備有足夠的自主性,它們彼此之間相互通信,完全可以把各種控制功能分散到各種設(shè)備中,實(shí)現(xiàn)真正的分布式控制

3)雙向傳輸。對于傳統(tǒng)的420mA電流信號,一條線只能傳遞一路信號。現(xiàn)場總線設(shè)備在一條線上則可以向上傳遞傳感器信號,也可以向下傳遞控制信號

4)自診斷?，F(xiàn)場總線儀表本身具有自診斷功能,而且這種診斷信息可以送到中央控制室,以便于維護(hù),而這在只能傳遞一路信號的傳統(tǒng)儀表中是做不到的

5)節(jié)省布線及控制室空間。傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)每個儀表都需要一條線連到中央控制室在中央控制室裝備一個搭配線架。而在FCS系統(tǒng)中多臺現(xiàn)場設(shè)備可串行連接在一條總線上只需較少的線進(jìn)入中央控制室,這樣就大量節(jié)省了布線費(fèi)用,同時也降低了中央控制室的造

6)多功能儀表。數(shù)字雙向傳輸方式使得現(xiàn)場總線儀表可以擺脫傳統(tǒng)儀表功能單一的制可以在表中集成多種功能,做成多變量變送器,甚至集檢測、運(yùn)算、控制于一體的變送控制器

7)開放性。1999年底現(xiàn)場總線協(xié)議已被EC批準(zhǔn)正式成為國際標(biāo)準(zhǔn),從而使現(xiàn)場總線成為一種開放的技術(shù)

8)互操作性。現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)保證不同廠家的產(chǎn)品可以互操作,這樣就可以在一個企業(yè)中由用戶根據(jù)產(chǎn)品的性能、價格選用不同廠商的產(chǎn)品,集成在一起,避免了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中必須選用同一廠家的產(chǎn)品限制,促進(jìn)有效的競爭,降低控制系統(tǒng)的成本

9)智能化與自治性。現(xiàn)場總線設(shè)備具有很高的智能,能處理各種參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)信息及故障信息,甚至能在部件、網(wǎng)絡(luò)故障的情況下獨(dú)立工作,大大提高了整個控制系統(tǒng)的可靠性。

現(xiàn)場總線突破了DCS系統(tǒng)中因?qū)Ｓ猛ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的封閉造成的缺陷,采用開放化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案,把來自不同廠商而遵守同一協(xié)的自動化設(shè)備連接成控制網(wǎng)絡(luò),組合成各類控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)綜合自動化的各種功能。其突出特點(diǎn)是開放性、分散性與數(shù)字通信。