深入了解現(xiàn)場總線:現(xiàn)場總線有哪些特點?
本文中,小編將對總線" target="_blank">現(xiàn)場總線予以介紹,如果你想對它的詳細情況有所認識,或者想要增進對它的了解程度,不妨請看以下內容哦。
一、現(xiàn)場總線
隨著科學技術的快速發(fā)展,過程控制領域在過去的兩個世紀里發(fā)生了巨大的變革。150多年前出現(xiàn)的基于5-13psi的氣動信號標準(PCS,Pneumatic Control System氣動控制系統(tǒng)),標志著控制理論初步形成,但此時尚未有控制室的概念;20世紀50年代,隨著基于0-5V或4-20mA的電流模擬信號的模擬過程控制體系被提出并得到廣泛的應用,標志了電氣自動控制時代的到來,三大控制論的確立奠定了現(xiàn)代控制的基礎,設立控制室、控制功能分離的模式也一直沿用;20世紀70年代,隨著數(shù)字計算機的介入,產生了“集中控制”的中央控制計算機系統(tǒng),而信號傳輸系統(tǒng)大部分是依然沿用4-20mA的模擬信號,不久人們也發(fā)現(xiàn)了伴隨著“集中控制”,該系統(tǒng)存在著易失控、可靠性低的缺點,并很快將其發(fā)展為分布式控制系統(tǒng)(DCS,Distributed Control System分布式控制系統(tǒng));微處理器的普遍應用和計算機可靠性的提高,使分布式控制系統(tǒng)得到了廣泛的應用,由多臺計算機和一些智能儀表以及智能部件實現(xiàn)的分布式控制是其最主要的特征,而數(shù)字傳輸信號也在逐步取代模擬傳輸信號。隨著微處理器的快速發(fā)展和廣泛的應用,數(shù)字通信網(wǎng)絡延伸到工業(yè)過程現(xiàn)場成為可能,產生了以微處理器為核心,使用集成電路代替常規(guī)電子線路,實施信息采集、顯示、處理、傳輸以及優(yōu)化控制等功能的智能設備。設備之間彼此通信、控制,在精度、可操作性以及可靠性、可維護性等都有更高的要求。由此,導致了現(xiàn)場總線的產生。
現(xiàn)場總線是順應智能現(xiàn)場儀表而發(fā)展起來的一種開放型的數(shù)字通信技術,其發(fā)展的初衷是用數(shù)字通信代替一對一的 I/O 連接方式,把數(shù)字通信網(wǎng)絡延伸到工業(yè)過程現(xiàn)場。根據(jù) IEC 和美國儀表協(xié)會 ISA 的定義,現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結構的通信網(wǎng)絡,它的關鍵標志是能支持雙向、多節(jié)點、總線式的全數(shù)字通信。
現(xiàn)場總線的產生對工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用,對國民經(jīng)濟的增長有著非常重要的影響?,F(xiàn)場總線主要應用于石油、化工、電力、醫(yī)藥、冶金、加工制造、交通運輸、國防、航天、農業(yè)和樓宇等領域。
二、現(xiàn)場總線特點
現(xiàn)場總線的特點包括:
1、節(jié)省硬件數(shù)量與投資。
由于現(xiàn)場總線系統(tǒng)中分散在設備前端的智能設備能直接執(zhí)行多種傳感、控制、報警和計算功能,因而可減少變送器的數(shù)量,不再需要單獨的控制器、計算單元等,也不再需要 DCS 系統(tǒng)的信號調理、轉換、隔離技術等功能單元及其復雜接線,還可以用工控 PC 機作為操作站,從而節(jié)省了一大筆硬件投資,由于控制設備的減少,還可減少控制室的占地面積。
2、節(jié)省安裝費用。
現(xiàn)場總線系統(tǒng)的接線十分簡單,由于一對雙絞線或一條電纜上通??蓲旖佣鄠€設備,因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少,連線設計與接頭校對的工作量也大大減少。當需要增加現(xiàn)場控制設備時,無需增設新的電纜,可就近連接在原有的電纜上,既節(jié)省了投資,也減少了設計、安裝的工作量。據(jù)有關典型試驗工程的測算資料,可節(jié)約安裝費用 60%以上。
3、節(jié)省維護開銷。
由于現(xiàn)場控制設備具有自診斷與簡單故障處理的能力,并通過數(shù)字通訊將相關的診斷維護信息送往控制室,用戶可以查詢所有設備的運行,診斷維護信息,以便早期分析故障原因并快速排除。縮短了維護停工時間,同時由于系統(tǒng)結構簡化,連線簡單而減少了維護工作量。
4、用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權。
用戶可以自由選擇不同廠商所提供的設備來集成系統(tǒng)。避免因選擇了某一品牌的產品被“框死”了設備的選擇范圍,不會為系統(tǒng)集成中不兼容的協(xié)議、接口而一籌莫展,使系統(tǒng)集成過程中的主動權完全掌握在用戶手中。
5、提高了系統(tǒng)的準確性與可靠性。
由于現(xiàn)場總線設備的智能化、數(shù)字化,與模擬信號相比,它從根本上提高了測量與控制的準確度,減少了傳送誤差。同時,由于系統(tǒng)的結構簡化,設備與連線減少,現(xiàn)場儀表內部功能加強:減少了信號的往返傳輸,提高了系統(tǒng)的工作可靠性。此外,由于它的設備標準化和功能模塊化,因而還具有設計簡單,易于重構等優(yōu)點。
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