總線(xiàn)的并存
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世界上存在著大約四十余種現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn),如法國(guó)的FIP,英國(guó)的ERA,德國(guó)西門(mén)子公司Siemens的ProfiBus,挪威的FINT,Echelon公司的LONWorks,PhenixContact公司的InterBus,RoberBosch公司的CAN,Rosemount公司的HART,CarloGavazzi公司的Dupline,丹麥ProcessData公司的P-net,PeterHans公司的F-Mux,以及ASI(ActraturSensorInterface),MODBus,SDS,Arcnet,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織-基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)FF:FieldBusFoundation,WorldFIP,BitBus,美國(guó)的DeviceNet與ControlNet等等。這些現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)大都用于過(guò)程自動(dòng)化、醫(yī)藥領(lǐng)域、加工制造、交通運(yùn)輸、國(guó)防、航天、農(nóng)業(yè)和樓宇等領(lǐng)域,大概不到十種的總線(xiàn)占有80%左右的市場(chǎng)。工業(yè)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可歸為三類(lèi):485網(wǎng)絡(luò)、HART網(wǎng)絡(luò)、FieldBus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。485網(wǎng)絡(luò):RS485/MODBUS是流行的一種工業(yè)組網(wǎng)方式,其特點(diǎn)是實(shí)施簡(jiǎn)單方便,而且支持RS485的儀表又特別多。儀表商也紛紛轉(zhuǎn)而支持RS485/MODBUS,原因很簡(jiǎn)單, RS485的轉(zhuǎn)換接口不僅便宜而且種類(lèi)繁多。至少在低端市場(chǎng)上,RS485/MODBUS仍將是最主要的工業(yè)組網(wǎng)方式。HART網(wǎng)絡(luò):HART是由艾默生提出的一個(gè)過(guò)渡性總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn),主要特征是在4-20毫安電流信號(hào)上面疊加數(shù)字信號(hào),但該協(xié)議并未真正開(kāi)放,要加入他的基金會(huì)才能拿到協(xié)議,而加入基金會(huì)要一定的費(fèi)用。
HART技術(shù)主要被國(guó)外幾家大公司壟斷,近些年國(guó)內(nèi)也有公司在做,但還沒(méi)有達(dá)到國(guó)外公司的水平。有很多智能儀表帶有[HART圓卡],支持HART通訊功能。但從國(guó)內(nèi)情況來(lái)看,還沒(méi)有真正用到這部分功能來(lái)進(jìn)行設(shè)備聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控,最多只是利用手操器對(duì)其進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,由于HART通信速率低、組網(wǎng)困難等原因,HART儀表的應(yīng)用將呈下滑趨勢(shì)。FieldBus現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò):現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)之一,被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。它的出現(xiàn)標(biāo)志著自動(dòng)化控制技術(shù)又一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始?,F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)是連接控制現(xiàn)場(chǎng)的儀表與控制室內(nèi)的控制裝置的數(shù)字化、串行、多站通信的網(wǎng)絡(luò)。其關(guān)鍵標(biāo)志是能支持雙向、多節(jié)點(diǎn)、總線(xiàn)式的全數(shù)字化通信?,F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)成為國(guó)際上自動(dòng)化和儀器儀表發(fā)展的熱點(diǎn),它的出現(xiàn)使傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了革命性的變化,使自控系統(tǒng)朝著“智能化、數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、分散化”的方向進(jìn)一步邁進(jìn),形成新型的網(wǎng)絡(luò)通信的全分布式控制系統(tǒng)——現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)FCS(Fieldbus Control System)。然而,現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)還沒(méi)有形成真正統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),ProfiBus、CANbus、CC-Link等多種標(biāo)準(zhǔn)并行存在,并且都有自己的生存空間。何時(shí)統(tǒng)一,遙遙無(wú)期。支持現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的儀表種類(lèi)還比較少,可供選擇的余地小,價(jià)格又偏高,用量也較小。
現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)由測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、管理系統(tǒng)三個(gè)部分組成,而通信部分的硬、軟件是它最有特色的部分。1、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng):它的軟件是系統(tǒng)的重要組成部分,控制系統(tǒng)的軟件有組態(tài)軟件、維護(hù)軟件、仿真軟件、設(shè)備軟件和監(jiān)控軟件等。首先選擇開(kāi)發(fā)組態(tài)軟件、控制操作人機(jī)接口軟件。通過(guò)組態(tài)軟件,完成功能塊之間的連接,選定功能塊參數(shù),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)組態(tài)。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)、進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、計(jì)算。優(yōu)化控制及邏輯控制報(bào)警、監(jiān)視、顯示、報(bào)表等。2、現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的測(cè)量系統(tǒng):其特點(diǎn)為多變量高性能的測(cè)量,使測(cè)量?jī)x表具有計(jì)算能力等更多功能,由于采用數(shù)字信號(hào),具有高分辨率,準(zhǔn)確性高、抗干擾、抗畸變能力強(qiáng),同時(shí)還具有儀表設(shè)備的狀態(tài)信息,可以對(duì)處理過(guò)程進(jìn)行調(diào)整。3、設(shè)備管理系統(tǒng):可以提供設(shè)備自身及過(guò)程的診斷信息、管理信息、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息(包括智能儀表)、廠商提供的設(shè)備制造信息。例如Fisher—Rosemoune公司,推出AMS管理系統(tǒng),它安裝在主計(jì)算機(jī)內(nèi),由它完成管理功能,可以構(gòu)成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的綜合管理系統(tǒng)信息庫(kù),在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)設(shè)備的可靠性分析以及預(yù)測(cè)性維護(hù)。將被動(dòng)的管理模式改變?yōu)榭深A(yù)測(cè)性的管理維護(hù)模式AMS軟件是以現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器為平臺(tái)的T型結(jié)構(gòu),在現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)器上支撐模塊化,功能豐富的應(yīng)用軟件為用戶(hù)提供一個(gè)圖形化界面。4、總線(xiàn)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)服務(wù)模式:以客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器模式是較為流行的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)服務(wù)模式。服務(wù)器表示數(shù)據(jù)源(提供者),應(yīng)用客戶(hù)機(jī)則表示數(shù)據(jù)使用者,它從數(shù)據(jù)源獲取數(shù)據(jù),并進(jìn)一步進(jìn)行處理??头繖C(jī)運(yùn)行在PC機(jī)或工作站上。服務(wù)器運(yùn)行在小型機(jī)或大型機(jī)上,它使用雙方的智能、資源、數(shù)據(jù)來(lái)完成任務(wù)。5、數(shù)據(jù)庫(kù):它能有組織的、動(dòng)態(tài)的存儲(chǔ)大量有關(guān)數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的充分共享、交叉訪問(wèn),具有高度獨(dú)立性。工業(yè)設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中參數(shù)連續(xù)變化,數(shù)據(jù)量大,操作與控制的實(shí)時(shí)性要求很高。因此就形成了一個(gè)可以互訪操作的分布關(guān)系及實(shí)時(shí)性的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),市面上成熟的供選用的如關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的Oracle,sybas,Informix,SQL Server;實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的Infoplus,PI,ONSPEC等。6、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件與軟件:網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)硬件有:系統(tǒng)管理主機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)、協(xié)議變換器、集線(xiàn)器,用戶(hù)計(jì)算機(jī)等及底層智能化儀表。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件有網(wǎng)絡(luò)操作軟件如:NetWarc,LAN Mangger,Vines,服務(wù)器操作軟件如Lunix,os/2,Window NT。應(yīng)用軟件數(shù)據(jù)庫(kù)、通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議等。