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数字化仪表系统的现场总线控制探析

2019-05-25 11:47栏目:创业
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  随着数字化仪表系统的现场总线控制在企业中的应用越来越多,也就有越来越多的人开始重视数字化仪表系统的现场总线控制技术的发展,该系统是基于虚拟仪器技术,它的控制器从一定程度上来说是属于可编程嵌入式控制器,很多的市场实验结果表明,数字化仪表系统的现场总线控制已经达到了高控制要求,其优越性远远高于传统的设计方法。数字化仪表系统是现阶段现场总线应该根据国民经济发展和市场需求研究出来的,将对传统的控制系统结构带来革命。尤其是目前市场上对于数字化仪表系统的现场总线控制技术还不是特别的完善,其优势特点显著,是一个非常值得开发和研究的一个方向。本文通过对数字化仪表系统的现场总线技术特点以及发展趋势进行分析,并对其发展前景进行探析。

  一、数字化仪表系统的现场总线控制含义

  所谓的现场总线指的就是一种工业数据总线,这种数据总线实质上就是要将一些工业的智能化机械,智能化仪器设备之间的信号进行连接和传递,相当于一个搬运工,负责解决工业现场设备之间的数字通信和一些控制系统之间的信息交流。数字化仪表系统的现场总线控制是依靠检测、控制和通信功能的机械设备通过工业自动化设备控制计算机,再利用简单的操作方式将设备之间的信号进行串联,能够提高系统的可靠性。

  二、数字化仪表系统的现场总线技术特点

  数字化仪表系统的现场总线技术相对于传统的现场总线技术来说具有很大的优势,其特点主要体现在以下几方面:

  (一)系统的开放性。可以借助开放的系统对相关的通信协议进行公开,也就是说能够解决不同厂家不同设备之间通信不畅通的问题。以往传统的的现场总线技术很难达到空间上的完全开放,但是数字化仪表系统的现场总线技术是建立在统一的工厂底层网络的开放系统。准确一点说就是将一些信息公开,达到区域空间无限制的效果,这样一个开放系统,可以与遵守相同标准的其它设备进行空间上的链接,避免了区域性限制的问题。

  (二)数字化仪表系统的现场总线技术的另一个突出的优点就是互可操作性与互用性。所谓的互可操作性实质上就是,互连设备间的信息传送与沟通,也就是说可以实现专一点对专一点,甚至是一点对多点进行匹配。之前的传统现场总线技术很难达到一点对多点这样的数字通信技术,所以采用数字化仪表系统的现场总线技术从一定程度上实现了高效率的信息传送。而互用性指的就是设备的互换互用,即使是不同的厂家,只要是性能相似就可以进行互换而实现互用,这就是数字化仪表系统的现场总线技术普遍性的又一大体现。

  (三)数字化仪表系统的现场总线技术还能够实现现场设备的智能化与功能自治性。也就是说由于数字化的介入,现场总线更加的智能化,不仅仅可以将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成,还可以实现自我诊断,设备之中存在的问题,系统可以直接进行诊断处理,这一点就可以减少人工测量的时间和费用,随时诊断设备的运行状态。

  (四)数字化仪表系统的现场总线技术还有一非常重要的特点就是系统结构的高度分散性。所谓的系统结构高度分散指的就是现场总线将一种新的全分布式控制系统更加的系统化,体系化,具有高度分散的特点。其从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系,可以说真正意义上达到了将系统结构更加简化,从某种意义上讲也提高了可靠性与保障。

  三、现场总线通信协议的主要内容

  1、物理层(PL):规定传输媒体的各类,传输长度,传输速率,与现场仪表连接技术及台数、供电方式、本安隔离栅等,这一层完全是硬件方面的问题,信道编码采用曼彻斯特编码。

  2、数据链路层(DLL):主要作用是对总线上传输数据的存取、控制方式和错误检测进行规定。数据的存取分定时传输和非定时传输两种。定时传输如控制系统的数据是按预定时序进行;非定时传输如报警信息、故障诊断信息等是随机无序的。无论哪种传输,都受DLL主设备内LAS(Link Active Schedule-链路活动调度器)控制。

  3、应用层:分为FAS访问子层和FMS报文子层。这一层主要是为设备间和网络间数据要求服务的。包括发送变送器来的PV信息和操作员报文信息、事件通知、趋势报告和发布上装及下装的命令。

  4、用户层:其作用是把数据规格化成为特定的数据结构,以便能为网络上连接的设备所识别。

  5、网络管理(NM):对所有网络间的数据进行管理,监视通信性能及诊断是否出现故障等。

  四、数字化仪表系统的现场总线技术发展趋势

  采用数字化仪表系统的现场总线方式有很大的发展前景,不仅仅可以从投资和成本上节约一笔费用,同时还可以减少变送器的数量,从另一方面来说,由于其简单经济的特点,还可以节省安装和维护费用。数字化仪表系统总线系统的接线方式非常的简单,同时由于系统结构简化,连线简单而减少了维护工作量,从而达到事半功倍的效果。数字化仪表系统的现场总线技术发展前景非常乐观,很多的企业都开始使用数字化仪表系统的现场总线技术,在近几年里,更是有越来越多事例和调查显示出其优越性。数字化仪表系统的现场总线技术越来越符合市场需求,并且能够结合现场总线特点进行长远的发展。随着数字化仪表系统的现场总线技术的大范围推广,又将迎来技术改革的曙光。

  五、数字化仪表系统的现场总线控制的应用

  数字化仪表系统的现场总线控制技术在企业中的应用非常的广泛。现场总线正在跨入数字化、智能化、网络化的新阶段,这也就意味着随着现场总线控制系统的出现,数字化仪表系统也逐步的得到了很好的应用和发展。在数字化仪表系统的现场总线控制系统下,大部分的智能现场仪表能够将现场的信号变换更加的清晰化,精细化,操作建议化等等,相当于避免了传统集散控制系统中的的一些问题,从信号的变换、补偿等等方面都相比较而言更加智能化,同时还具有一定的控制功能,避免了人工控制存在的不精准的问题。而执行器方面它还具有调节和驱动功能,能够在数据信息处理上进行自我诊断,这样就能减少人员检查的时间和费用,也就是说在数字化仪表系统的现场总线控制下,这种自治能力能够把一些传感测量数据做到精准无误。

  六、总结

  数字化仪表系统的现场总线控制对于双向数字通信、自诊断功能技术等等方面都有着非常重要的作用,同时还由于互可操作性与互用性、现场设备的智能化与功能自治性、系统结构的高度分散性、对现场环境的适应性等等特点更稳固了其在企业发展中的重要作用。以数字化、网络化为其技术内涵,将仪表系统的现场总线控制带到一个全新的阶段。尤其是目前市场上对于数字化仪表系统的现场总线控制技术还不是特别的完善,其优势特点显著,是一个非常值得开发和研究的一个方向。根据对其发展状况的调查和其发展前景的预测,数字化仪表系统的现场总线控制将朝着开放系统、统一标准的方向发展,并且一定会有更大的价值。