现场总线io模块关键技术的分析

现场总线的概念是随着微电子技术的发展,数字通信网络延伸到工业过程现场成为可能后,于1984年左右提出的。现场总线io模块是面向工厂底层自动化及信息集成的数字化网络技术。类型主要有:FF、 Profibus、 Controlnet、PNET、 InterBusCAN和 Modbus等。这些总线各有各的规范,互不兼容。控制系统有如下主要优点：

(1)全数字化。在采用现场总线控制系统的企业中,用于生产管理的局域网能够与用于自动控制的现场总线网络紧密衔接。此外,数字化信号固有的高精度、抗千扰特性也能提高控制系统的可靠性

2)全分布。在现场总线控制系统中,各现场设备有足够的自主性,它们彼此之间相互通信,完全可以把各种控制功能分散到各种设备中,实现真正的分布式控制

3)双向传输。对于传统的420mA电流信号,一条线只能传递一路信号。现场总线设备在一条线上则可以向上传递传感器信号,也可以向下传递控制信号

4)自诊断。现场总线仪表本身具有自诊断功能,而且这种诊断信息可以送到中央控制室,以便于维护,而这在只能传递一路信号的传统仪表中是做不到的

5)节省布线及控制室空间。传统的控制系统每个仪表都需要一条线连到中央控制室在中央控制室装备一个搭配线架。而在FCS系统中多台现场设备可串行连接在一条总线上只需较少的线进入中央控制室,这样就大量节省了布线费用,同时也降低了中央控制室的造

6)多功能仪表。数字双向传输方式使得现场总线仪表可以摆脱传统仪表功能单一的制可以在表中集成多种功能,做成多变量变送器,甚至集检测、运算、控制于一体的变送控制器

7)开放性。1999年底现场总线协议已被EC批准正式成为国际标准,从而使现场总线成为一种开放的技术

8)互操作性。现场总线标准保证不同厂家的产品可以互操作,这样就可以在一个企业中由用户根据产品的性能、价格选用不同厂商的产品,集成在一起,避免了传统控制系统中必须选用同一厂家的产品限制,促进有效的竞争,降低控制系统的成本

9)智能化与自治性。现场总线设备具有很高的智能,能处理各种参数、运行状态信息及故障信息,甚至能在部件、网络故障的情况下独立工作,大大提高了整个控制系统的可靠性。

现场总线突破了DCS系统中因专用通信网络的封闭造成的缺陷,采用开放化、标准化的解决方案,把来自不同厂商而遵守同一协的自动化设备连接成控制网络,组合成各类控制系统,实现综合自动化的各种功能。其突出特点是开放性、分散性与数字通信。