现场总线控制系统的特点及应用

,
∃,1
系 统 的 报道
区管 理
。
。
目前 国 内 已 有 5 家 工 厂选 用 了 ∃ , 1 系统 分 别 用 于 化 工 炼 油 锅 炉 控制 和 罐
, ,
、 、
。
特别是 安 庆石 化腊 纶 厂 在 国 内首 先 使 用 了 ∃, 1 系 统 用 于 乙 腊 回收 这 套 ∃ ,1 系统
,
∀ 共含 6 个 控制 回 路 其 中 7 个现 场仪 表 被分布 在
∃∃
、
、
。
规定 的 基 本 功 能 模 块 很 多 概 念 是 从 事生 产 过 程 自 动 控 制 的 人 员 所 熟 悉 的 如
、 、 、
、 、 、
,
,
8 ∋
#模 人 4 : ∋ #开 人 4 ≅ # 比 例 4 ≅∋ # 比 例 积 分 4 ≅ =: # 比 例 积 分 微 分 4 8 ? #模 出 4 : ? #开 出 4 等
现 场 仪表 更 换 后 通 信 即可 恢 复 正 常
、 、
,
,
∃, 1
系统 可 查 索 新 的 现 场仪 表信 息
,
。
从这点看
,
,
∃ ,1
系 统 的 用 户 可 以 根 据 价格 性 能 质 量 和 交 货期 等 因 素 选 择 最 好 的 现 场 仪 表 而不 会被 迫 只
买 一 个 厂 家 的 产 品 打破 了 厂 家 对 同一 产 品 的价 格垄 断 使 用 户 从 中得益
”
,
就是 低 电平, ’ 7 4 一 般 的 噪 声 #干 扰 4
”
,
。
很 难扭 曲 ∃ , 1 系 统 内的 数字 信 号
误码
Δ
。
另 外 数 字 通 信 的 检错 功 能 可 检 测 出 数 字 信 号 传 输 中 的
,
。
所 以 全数 字 化通 信 使过 程控 制 的 准 确 性 和 可 靠 性 大大 提 高
分散 控制 系 统
3
,
+ 现场 总 线 控 制 系 统 #∃ ∋( ) ∗
,
− .
/0 −
∋1
2+ / &
以 下 简 称 ∃ ,1 系统 4 是 诸 多 现 场仪 表 通 过
,
、 、
现场 总 线 互 联 与控制 室 内人机 界 面 所 组 成 的 系 统 它 是 一 个全 分 散 全 数 字化 全 开 放 和 可
, ,
很 大 的功 夫 希望 不 同 厂 家 的 产 品不 仅 需 要 通 信 而 且还需 要互 操 作 以 满 足生 产 工
! 一7 6 一 6 Γ
,
本文 杨庆 柏
梁首发
收到
副 教 授 沈 阳 电力高等专科 学校 自控 系
讲 师 沈 阳电 力 高等专科 学 校 自控 系
,
艺 的 各种 要 求
,
。
。
“
”
,
” 设 定 参 数 并将功 能块 联接 起来
, ,
“
,
。
这 使 得 现 场 总 线 标 准 已不 是 简 单 的 信
=
号 标 准 和 通 信 标 准 而 是 一 个 系 统 标 准 这 也是 现 场 总 线 标 准与 简 单 的 别
? > 现场总线的 区
现 场总 线 的可 互 操作性 还 意 味着 可用 不 同厂 家 的 现场 仪表 去替 换 出 故 障 的 另 一 厂 家 的
生 产 带来 了 巨 大 利 益 如 大 大 降 低 了 现场 仪 表 的 初 始 安 装 费 用 Φ 节 省 了 昂贵 的 电 缆 施工 费
,
、
用 及 人 工 设计 规 划 等方 面 的消耗 Φ 增 强 了 现 场 控 制的 灵 活 性 Φ 提 高 了 信 号 传 递 的 精 度 Φ 减 少 了 系 统 运 行维护 的 工 作 量
,
,
上 每 个控 制板 上又 可 控 制 多 个 回路 属 于 神散 形 不 散 的 控 制 方式 而
, ,
。
“
”
Φ
∃, 1
系 统 才 是 真正
,
的分 散控 制 它 把 控 制 功 能 下 放 到 现场 每个 控 制 回 路 完全 由分 散 安 装 的 现场 仪 表来 实 现
, ,
属 于 神 散形 也散 的 控 制方 式 虽 然 在 ∃ ,1 系 统 中 控制 功 能 分 散 到 了现 场仪 表 中 但仍 允 许
,
、
事 实上 不 同厂 家 实现 功 能块 功 能 的 程 序 可 能完 全 不
,
,
同 但对 功 能 块 的 特 性 描述 参 数 设 定 及 相互 联 接 的 方法 应 该 是 公开 统 一 的 即 对 分布 在 各
个现 场 仪表 中 的 分布 式数 据 库 要有一 个统 一 公 开 的 管理原 则
、
器 来实 现 现 场 总 线 控 制系统 简 单 易用 生 产过程 自动控制 人员不 需 花很 大精力 去 了 解 各种
“
” “ ” ∋2 0 + ) ∗ Χ 层 # Χ & 4 或 波特 率 # Χ ( 0
& / 4
,
但 应 了解 ∃ , 1 系 统 的 特 点 及 其 应 用 前 景
。
∃ ,1
∃, 1
“
,
Ε 6 7
, :
模拟 信 号
。
因此
,
,
, :1
系 统 实际 上 是 一 个 半 数字 系 统 在
, ,
“
”
系 统 中 从变 送 器 中
。
” 的 传 感 器 到调 节阀 信 号 一 直保 持 着 数 字特 性 因此 ∃ , 1 系 统 是 一个 纯 数 字 系 统
数字
∋ ’ 信 号 相 对 噪 声 的 电 平 较 高 #即 数字 信号 不 是 高 电平 ,
等
。
∃∃
还 规 定 了 一些 先进 的功 能 模块 如 脉 冲输 人 步 进输 出 输 人 选 择 复 杂模 出 装置 控
、 。
、
、
、
、
制 信 号 特征 复 杂开 出等 等
,
、
由于 功 能 块 #用 户 层 4 的 引 人 使 用户 可 以 脱 离 复 杂 的编 程 工
,
。
作 而 直 接 简 单地 使 用功 能 块对 控制 系 统 或 每一 台现 场仪表 进 行 组态 操作 对 功能 块 的 操 作 就是 选 择 特 征
互 操作 的 新一 代 生 产 过程 自动控制 系统
。
在
)∗
/& (
∃, 1
系 统 里 现 场 总 线不 仅 取代 了 5 一 6 3 7
,
8 9屺
,
% 而 且 还 取 代 了 分 散 控 制系 统 #:
,
/ +
0
;
,−
. /0− ∋
1 2+ / & 3
、
,
以 下简 称
、
, :1
系 统 4 的 结 构 体 系 具 体地 说
Δ
,
,
。
∀
实 现 了 真正 的 分 散 控 制
从 =兀 1 的系 统 结 构 上 看 它 并不 是 一 个 真 正 的 分 散控 制 系 统 而 是一 个 半 分 散 控制
, ,
“
”
系统
,
。
〕 1 ,
系 统 的 过 程 控 制单 元 一 般 集 中 安 装 在 控制 室 它 把控 制 功 能 分 散 到 一 些 控 制 板
Δ
系统 的特 点
1
实现 了全 数字 化通 信 在
, :
系 统 中 有 许 多 => 板 用 来接 收 和 送 出 5 Ε 6 3 8 : 等模 拟 信 号 7 ? ,
, , ,
。
即 使 采用 了
5
智能 变 送器 也还需 将它 们测 量 到 的 原 始 数字 信号 在送人
3 8
: ,1
Φ
系 统之前 转 换 成
∃,1
系 统 的应 用
, ,
随着 现 场控 制 技 术 的发 展 现场 总 线 的 重要 性 正 被越 来 越 多 的 人 所重 视 一 股 现场 总 线 一
56
一
的 热 潮 已 经 掀 起 许多 生 产厂 家 还 推 出 了 一 些 现 场 总 线 产 品 国 外也 已 早 有 成 功 投 运
,
实现 了不 同厂 家 产 品 的互操 作
,
6
因为 任何一 个仪 表生 产 厂 都 不 可 能提 供 一 个 工 厂 自动化 所 需 的 全部 现场 仪 表 所 以 不
,
,
同 厂 家产 品 的互 联是 不 可 避 免的
,
。
人 们 不 希 望 为 使 不 同厂 家 产 品 互 联 而 在 硬件 和 软 件 上 花
。
5
个 现 场 总 线 通 道 上 两 台 热备 的 操 作 站
。
,
采用 普通工 控机 为 人 机 界 面 该 系 统投运 以 后 得 到 了许 多 方 面 的 称 颂 可 以 说 安 庆 石 化 腊
纶厂 的 乙 腊 回 收 ∃ , 1 系 统是 目前 在 国 内处 于 领先 地 位 的 新 型 生 产过程 控 制 系 统
在 控制 室 的 人机 界 面 上 对 现场 仪表进 行 运 行 操 作 调 整 和 信 息 的 集 中管 理
Δ
、
。
5
实 现 了 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 单 一 致 的 组 态操 作
∃ ,1
系 统控 制 策 略 的 组 态 操 作 是 非 常简 单 的 组态 工 作 只 需 控 制 工 程 师 按按 键 或 点 鼠
。
,
标 即可 完成 但 实现 这种 简单 操 作 的工 作 量 #软 件 制 作 4是 巨大 的 它 是几 代科 技 人 员 不 懈努
,
力 的结 果
6
。
由于
∃, 1
系 统 的 组 态 方 法是 规 范和 标 准 的 故 不需 要 由 于 自动 化 仪 表 的 品 种 不
。
,
同 或 组 态 方 法 的 不 同而 进 行 新 的培 训 或 学 习
卷第
期
沈 阳 电力 高等专科学校学报
!
年
∀
月
现 场 总 线 控 制 系 统 的特 点 及 应用
杨庆 柏 梁首 发
,
摘要
关键 词
文 中把 现 场 总 线控 制 系统 与 分 散 控 制 系 统 进行 了 比 较 从 而 论 述 了 其 特 点
。
和应 用 前 景
现场 总 线
现 场总 线 控制 系 统
%&
。 、
、
∃, 1
系 统废弃 <
优+
。
系
统 的 信号 调 理 板 隔离 放大 器
∃,1
,
、 、
。
=> ?
板 , ≅Α 板
,
Β
> ∃ 转 换 器 以 及 它 们之 间 复杂 的 接 线
在
系 统 里 控 制 报警 计算 信 号选 择 和 累加 等 各 种功 能 完 全 由 现 场 仪表 自身 的 微 处 理
,
。
∃∃
选用 了 国际
,
Η 4 模 型 中 的 三 层 并 且 在 7 Η 模 型 之 外增 加 一 层 即
。
∗ & 用户 层 # +
“
0
∋Χ & 4 2 0
”
用 户层是 使 ∃ , 1 系 统 实 现 开放 与 可 互操 作 的 关 键
。
用 户 层 规定 了标 准
的 功 能 模 块 供 用 户 组 态 成 为系 统
∀
。
,
结 束语
∃, 1
系 统 采 用 了 现 代 计 算 机 技 术 中 的 网 络 技 术 微 处理 器 技 术 及 软 件技 术 实 现 了 现
, ,
、
,
场 仪 表 之 间 的数 字 联 接 及 现 场 仪表 的 智 能 化 从 而 克 服 了 以 往 现 场控 制 技 术 的 不 足 给 工 业
.
,
以 下 简 称 ∃∃ 正 致 力 于 现 4
,
,
一 Η 年 的 时 间里 现场 总 线 的 国 际 标 准 将
会 出 台 现场 总 线 的 技 术可 望 普遍 推广
= 标 准 化 组织 #
Η 7 4 的 开 放 系 统 互联 #7
。
。
现 场仪 表的 可 互 操 作 主 要 是 通过对 功 能模块 及 其 参数 的标 准 化实 现 的
,
。
可 以 预 言 基 于 现 场 总 线 技术 的 ∃ , 1 系 统 将 对 未来 的 生 产 过 程
, ,
。
自动 控制产 生 深远 影 响 推 动 现 场 仪表 的 智 能 化进程 使其进 人 一 个新 时 代
一
5∀
因此 将不 同厂 家 的 产 品集 成 于 同一 系 统 并 实现 互 操 作需 要 公 开 的 规范
,
。
目
前 现场 总 线 国 际 组织
,
— 现场 总 线基 金会在 今后 场总 线 国 际 标 准 的 制定 工作 许 多 人 相 信
。
#∃ & ( ) ∗ ∃ − % ∋ + ∗
6
( .
/ − Χ %