胤旭機電網(wǎng)最新報道 >> 數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制探析 : 隨著數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制在企業(yè)中的應用越來越多，也就有越來越多的人開始重視數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制技術的發(fā)展，該系統(tǒng)是基于虛擬儀器技術，它的控制器從一……

隨著數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制在企業(yè)中的應用越來越多，也就有越來越多的人開始重視數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制技術的發(fā)展，該系統(tǒng)是基于虛擬儀器技術，它的控制器從一定程度上來說是屬于可編程嵌入式控制器，很多的市場實驗結果表明，數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制已經(jīng)達到了高控制要求，其優(yōu)越性遠遠高于傳統(tǒng)的設計方法。數(shù)字化儀表系統(tǒng)是現(xiàn)階段現(xiàn)場總線應該根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展和市場需求研究出來的，將對傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結構帶來革命。尤其是目前市場上對于數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制技術還不是特別的完善，其優(yōu)勢特點顯著，是一個非常值得開發(fā)和研究的一個方向。本文通過對數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術特點以及發(fā)展趨勢進行分析，并對其發(fā)展前景進行探析。
　　一、數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制含義
　　所謂的現(xiàn)場總線指的就是一種工業(yè)數(shù)據(jù)總線，這種數(shù)據(jù)總線實質上就是要將一些工業(yè)的智能化機械，智能化儀器設備之間的信號進行連接和傳遞，相當于一個搬運工，負責解決工業(yè)現(xiàn)場設備之間的數(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)場總線控制是依靠檢測、控制和通信功能的機械設備通過工業(yè)自動化設備控制計算機，再利用簡單的操作方式將設備之間的信號進行串聯(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)場總線技術特點
　　數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術來說具有很大的優(yōu)勢，其特點主要體現(xiàn)在以下幾方面：
　　(一)系統(tǒng)的開放性?？梢越柚_放的系統(tǒng)對相關的通信協(xié)議進行公開，也就是說能夠解決不同廠家不同設備之間通信不暢通的問題。以往傳統(tǒng)的的現(xiàn)場總線技術很難達到空間上的完全開放，但是數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術是建立在統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡的開放系統(tǒng)。準確一點說就是將一些信息公開，達到區(qū)域空間無限制的效果，這樣一個開放系統(tǒng)，可以與遵守相同標準的其它設備進行空間上的鏈接，避免了區(qū)域性限制的問題。
　　(二)數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術的另一個突出的優(yōu)點就是互可操作性與互用性。所謂的互可操作性實質上就是，互連設備間的信息傳送與溝通，也就是說可以實現(xiàn)專一點對專一點，甚至是一點對多點進行匹配。之前的傳統(tǒng)現(xiàn)場總線技術很難達到一點對多點這樣的數(shù)字通信技術，所以采用數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術從一定程度上實現(xiàn)了高效率的信息傳送。而互用性指的就是設備的互換互用，即使是不同的廠家，只要是性能相似就可以進行互換而實現(xiàn)互用，這就是數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術普遍性的又一大體現(xiàn)。
　　(三)數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術還能夠實現(xiàn)現(xiàn)場設備的智能化與功能自治性。也就是說由于數(shù)字化的介入，現(xiàn)場總線更加的智能化，不僅僅可以將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設備中完成，還可以實現(xiàn)自我診斷，設備之中存在的問題，系統(tǒng)可以直接進行診斷處理，這一點就可以減少人工測量的時間和費用，隨時診斷設備的運行狀態(tài)。
　　(四)數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術還有一非常重要的特點就是系統(tǒng)結構的高度分散性。所謂的系統(tǒng)結構高度分散指的就是現(xiàn)場總線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。其從根本上改變了現(xiàn)有DCS集中與分散相結合的集散控制系統(tǒng)體系，可以說真正意義上達到了將系統(tǒng)結構更加簡化，從某種意義上講也提高了可靠性與保障。
　　三、現(xiàn)場總線通信協(xié)議的主要內(nèi)容
　　1、物理層(PL)：規(guī)定傳輸媒體的各類，傳輸長度，傳輸速率，與現(xiàn)場儀表連接技術及臺數(shù)、供電方式、本安隔離柵等，這一層完全是硬件方面的問題，信道編碼采用曼徹斯特編碼。
　　2、數(shù)據(jù)鏈路層(DLL)：主要作用是對總線上傳輸數(shù)據(jù)的存取、控制方式和錯誤檢測進行規(guī)定。數(shù)據(jù)的存取分定時傳輸和非定時傳輸兩種。定時傳輸如控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是按預定時序進行;非定時傳輸如報警信息、故障診斷信息等是隨機無序的。無論哪種傳輸，都受DLL主設備內(nèi)LAS(Link Active Schedule-鏈路活動調度器)控制。
　　3、應用層：分為FAS訪問子層和FMS報文子層。這一層主要是為設備間和網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)要求服務的。包括發(fā)送變送器來的PV信息和操作員報文信息、事件通知、趨勢報告和發(fā)布上裝及下裝的命令。
　　4、用戶層：其作用是把數(shù)據(jù)規(guī)格化成為特定的數(shù)據(jù)結構，以便能為網(wǎng)絡上連接的設備所識別。
　　5、網(wǎng)絡管理(NM)：對所有網(wǎng)絡間的數(shù)據(jù)進行管理，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)場總線技術發(fā)展趨勢
　　采用數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線方式有很大的發(fā)展前景，不僅僅可以從投資和成本上節(jié)約一筆費用，同時還可以減少變送器的數(shù)量，從另一方面來說，由于其簡單經(jīng)濟的特點，還可以節(jié)省安裝和維護費用。數(shù)字化儀表系統(tǒng)總線系統(tǒng)的接線方式非常的簡單，同時由于系統(tǒng)結構簡化，連線簡單而減少了維護工作量，從而達到事半功倍的效果。數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術發(fā)展前景非常樂觀，很多的企業(yè)都開始使用數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術，在近幾年里，更是有越來越多事例和調查顯示出其優(yōu)越性。數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術越來越符合市場需求，并且能夠結合現(xiàn)場總線特點進行長遠的發(fā)展。隨著數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線技術的大范圍推廣，又將迎來技術改革的曙光。
　　五、數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制的應用
　　數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制技術在企業(yè)中的應用非常的廣泛。現(xiàn)場總線正在跨入數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化的新階段，這也就意味著隨著現(xiàn)場總線控制系統(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用和發(fā)展。在數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)下，大部分的智能現(xiàn)場儀表能夠將現(xiàn)場的信號變換更加的清晰化，精細化，操作建議化等等，相當于避免了傳統(tǒng)集散控制系統(tǒng)中的的一些問題，從信號的變換、補償?shù)鹊确矫娑枷啾容^而言更加智能化，同時還具有一定的控制功能，避免了人工控制存在的不精準的問題。而執(zhí)行器方面它還具有調節(jié)和驅動功能，能夠在數(shù)據(jù)信息處理上進行自我診斷，這樣就能減少人員檢查的時間和費用，也就是說在數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制下，這種自治能力能夠把一些傳感測量數(shù)據(jù)做到精準無誤。
　　六、總結
　　數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制對于雙向數(shù)字通信、自診斷功能技術等等方面都有著非常重要的作用，同時還由于互可操作性與互用性、現(xiàn)場設備的智能化與功能自治性、系統(tǒng)結構的高度分散性、對現(xiàn)場環(huán)境的適應性等等特點更穩(wěn)固了其在企業(yè)發(fā)展中的重要作用。以數(shù)字化、網(wǎng)絡化為其技術內(nèi)涵，將儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制帶到一個全新的階段。尤其是目前市場上對于數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制技術還不是特別的完善，其優(yōu)勢特點顯著，是一個非常值得開發(fā)和研究的一個方向。根據(jù)對其發(fā)展狀況的調查和其發(fā)展前景的預測，數(shù)字化儀表系統(tǒng)的現(xiàn)場總線控制將朝著開放系統(tǒng)、統(tǒng)一標準的方向發(fā)展，并且一定會有更大的價值。