數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制探析

胤旭機(jī)電 >> 數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制探析 : 隨著數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制在企業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越多，也就有越來(lái)越多的人開(kāi)始重視數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)的發(fā)展，該系統(tǒng)是基于虛擬儀器技術(shù)，它的控制器從一

隨著數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制在企業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越多，也就有越來(lái)越多的人開(kāi)始重視數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)的發(fā)展，該系統(tǒng)是基于虛擬儀器技術(shù)，它的控制器從一定程度上來(lái)說(shuō)是屬于可編程嵌入式控制器，很多的市場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制已經(jīng)達(dá)到了高控制要求，其優(yōu)越性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。數(shù)字化儀表系統(tǒng)是現(xiàn)階段現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)應(yīng)該根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和市場(chǎng)需求研究出來(lái)的，將對(duì)傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)帶來(lái)革命。尤其是目前市場(chǎng)上對(duì)于數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)還不是特別的完善，其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)顯著，是一個(gè)非常值得開(kāi)發(fā)和研究的一個(gè)方向。本文通過(guò)對(duì)數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)其發(fā)展前景進(jìn)行探析。
　　一、數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制含義
　　所謂的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)指的就是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線(xiàn)，這種數(shù)據(jù)總線(xiàn)實(shí)質(zhì)上就是要將一些工業(yè)的智能化機(jī)械，智能化儀器設(shè)備之間的信號(hào)進(jìn)行連接和傳遞，相當(dāng)于一個(gè)搬運(yùn)工，負(fù)責(zé)解決工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間的數(shù)字通信和一些控制系統(tǒng)之間的信息交流。數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制是依靠檢測(cè)、控制和通信功能的機(jī)械設(shè)備通過(guò)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備控制計(jì)算機(jī)，再利用簡(jiǎn)單的操作方式將設(shè)備之間的信號(hào)進(jìn)行串聯(lián)，能夠提高系統(tǒng)的可靠性。
　　二、數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)特點(diǎn)
　　數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)來(lái)說(shuō)具有很大的優(yōu)勢(shì)，其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面：
　　(一)系統(tǒng)的開(kāi)放性。可以借助開(kāi)放的系統(tǒng)對(duì)相關(guān)的通信協(xié)議進(jìn)行公開(kāi)，也就是說(shuō)能夠解決不同廠(chǎng)家不同設(shè)備之間通信不暢通的問(wèn)題。以往傳統(tǒng)的的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)很難達(dá)到空間上的完全開(kāi)放，但是數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)是建立在統(tǒng)一的工廠(chǎng)底層網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放系統(tǒng)。準(zhǔn)確一點(diǎn)說(shuō)就是將一些信息公開(kāi)，達(dá)到區(qū)域空間無(wú)限制的效果，這樣一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，可以與遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其它設(shè)備進(jìn)行空間上的鏈接，避免了區(qū)域性限制的問(wèn)題。
　　(二)數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的另一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)就是互可操作性與互用性。所謂的互可操作性實(shí)質(zhì)上就是，互連設(shè)備間的信息傳送與溝通，也就是說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)一點(diǎn)對(duì)專(zhuān)一點(diǎn)，甚至是一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)進(jìn)行匹配。之前的傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)很難達(dá)到一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)這樣的數(shù)字通信技術(shù)，所以采用數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)從一定程度上實(shí)現(xiàn)了高效率的信息傳送。而互用性指的就是設(shè)備的互換互用，即使是不同的廠(chǎng)家，只要是性能相似就可以進(jìn)行互換而實(shí)現(xiàn)互用，這就是數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)普遍性的又一大體現(xiàn)。
　　(三)數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性。也就是說(shuō)由于數(shù)字化的介入，現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)更加的智能化，不僅僅可以將傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中完成，還可以實(shí)現(xiàn)自我診斷，設(shè)備之中存在的問(wèn)題，系統(tǒng)可以直接進(jìn)行診斷處理，這一點(diǎn)就可以減少人工測(cè)量的時(shí)間和費(fèi)用，隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。
　　(四)數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)還有一非常重要的特點(diǎn)就是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性。所謂的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)高度分散指的就是現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將一種新的全分布式控制系統(tǒng)更加的系統(tǒng)化，體系化，具有高度分散的特點(diǎn)。其從根本上改變了現(xiàn)有DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，可以說(shuō)真正意義上達(dá)到了將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化，從某種意義上講也提高了可靠性與保障。
　　三、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)通信協(xié)議的主要內(nèi)容
　　1、物理層(PL)：規(guī)定傳輸媒體的各類(lèi)，傳輸長(zhǎng)度，傳輸速率，與現(xiàn)場(chǎng)儀表連接技術(shù)及臺(tái)數(shù)、供電方式、本安隔離柵等，這一層完全是硬件方面的問(wèn)題，信道編碼采用曼徹斯特編碼。
　　2、數(shù)據(jù)鏈路層(DLL)：主要作用是對(duì)總線(xiàn)上傳輸數(shù)據(jù)的存取、控制方式和錯(cuò)誤檢測(cè)進(jìn)行規(guī)定。數(shù)據(jù)的存取分定時(shí)傳輸和非定時(shí)傳輸兩種。定時(shí)傳輸如控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是按預(yù)定時(shí)序進(jìn)行;非定時(shí)傳輸如報(bào)警信息、故障診斷信息等是隨機(jī)無(wú)序的。無(wú)論哪種傳輸，都受DLL主設(shè)備內(nèi)LAS(Link Active Schedule-鏈路活動(dòng)調(diào)度器)控制。
　　3、應(yīng)用層：分為FAS訪(fǎng)問(wèn)子層和FMS報(bào)文子層。這一層主要是為設(shè)備間和網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)要求服務(wù)的。包括發(fā)送變送器來(lái)的PV信息和操作員報(bào)文信息、事件通知、趨勢(shì)報(bào)告和發(fā)布上裝及下裝的命令。
　　4、用戶(hù)層：其作用是把數(shù)據(jù)規(guī)格化成為特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便能為網(wǎng)絡(luò)上連接的設(shè)備所識(shí)別。
　　5、網(wǎng)絡(luò)管理(NM)：對(duì)所有網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，監(jiān)視通信性能及診斷是否出現(xiàn)故障等。
　　四、數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
　　采用數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)方式有很大的發(fā)展前景，不僅僅可以從投資和成本上節(jié)約一筆費(fèi)用，同時(shí)還可以減少變送器的數(shù)量，從另一方面來(lái)說(shuō)，由于其簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，還可以節(jié)省安裝和維護(hù)費(fèi)用。數(shù)字化儀表系統(tǒng)總線(xiàn)系統(tǒng)的接線(xiàn)方式非常的簡(jiǎn)單，同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，連線(xiàn)簡(jiǎn)單而減少了維護(hù)工作量，從而達(dá)到事半功倍的效果。數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)發(fā)展前景非常樂(lè)觀，很多的企業(yè)都開(kāi)始使用數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)，在近幾年里，更是有越來(lái)越多事例和調(diào)查顯示出其優(yōu)越性。數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)越來(lái)越符合市場(chǎng)需求，并且能夠結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)特點(diǎn)進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。隨著數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的大范圍推廣，又將迎來(lái)技術(shù)改革的曙光。
　　五、數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制的應(yīng)用
　　數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用非常的廣泛?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)正在跨入數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的新階段，這也就意味著隨著現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，數(shù)字化儀表系統(tǒng)也逐步的得到了很好的應(yīng)用和發(fā)展。在數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)下，大部分的智能現(xiàn)場(chǎng)儀表能夠?qū)F(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)變換更加的清晰化，精細(xì)化，操作建議化等等，相當(dāng)于避免了傳統(tǒng)集散控制系統(tǒng)中的的一些問(wèn)題，從信號(hào)的變換、補(bǔ)償?shù)鹊确矫娑枷啾容^而言更加智能化，同時(shí)還具有一定的控制功能，避免了人工控制存在的不**的問(wèn)題。而執(zhí)行器方面它還具有調(diào)節(jié)和驅(qū)動(dòng)功能，能夠在數(shù)據(jù)信息處理上進(jìn)行自我診斷，這樣就能減少人員檢查的時(shí)間和費(fèi)用，也就是說(shuō)在數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制下，這種自治能力能夠把一些傳感測(cè)量數(shù)據(jù)做到**無(wú)誤。
　　六、總結(jié)
　　數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制對(duì)于雙向數(shù)字通信、自診斷功能技術(shù)等等方面都有著非常重要的作用，同時(shí)還由于互可操作性與互用性、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性等等特點(diǎn)更穩(wěn)固了其在企業(yè)發(fā)展中的重要作用。以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化為其技術(shù)內(nèi)涵，將儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制帶到一個(gè)全新的階段。尤其是目前市場(chǎng)上對(duì)于數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制技術(shù)還不是特別的完善，其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)顯著，是一個(gè)非常值得開(kāi)發(fā)和研究的一個(gè)方向。根據(jù)對(duì)其發(fā)展?fàn)顩r的調(diào)查和其發(fā)展前景的預(yù)測(cè)，數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制將朝著開(kāi)放系統(tǒng)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展，并且一定會(huì)有更大的價(jià)值。