現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)控制在abbdcs中的運用(編輯修改稿)
2025-08-03 14:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 層 ,作為工廠設(shè)備級基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò) ,要求具有協(xié)議簡單、容錯能力強(qiáng)、安全性好、成本低的特點 。 具有一定的時間確定性和較高的實時性要求 。 還具有網(wǎng)絡(luò)負(fù)載穩(wěn)定 ,多數(shù)為短幀傳送、信息交換頻繁等特點。由于上述特點 ,現(xiàn)場總線系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)到通訊技術(shù) ,都具有不同上層高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的特色。一般把現(xiàn)場總線系統(tǒng)稱為第五代控制系統(tǒng) ,也稱作FCS——現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。人們一般把 50年代前的氣動信號控制系統(tǒng)PCS稱作第一代 ,把 4~ 20mA等電動模擬信號控制系統(tǒng)稱為第二代 ,把數(shù)字計算機(jī)集中式控制系統(tǒng)稱為第三代 ,而把 70年代中期以來的集散式分布控制系統(tǒng)DCS稱作第四代?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS作為新一代控制系統(tǒng) ,一方面 ,突破了DSC系統(tǒng)采用通信專用網(wǎng)絡(luò)的局限 ,采用了基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案 ,克服了封閉系統(tǒng)所造成的缺陷。 另一方面把DCS的集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu),變成了新型全分布式結(jié)構(gòu),把控制功能徹底下放到現(xiàn)場?？梢哉f ,開放性、分散性與數(shù)字通訊是現(xiàn)場總線系統(tǒng)最顯著的特征。2 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點 a、系統(tǒng)的開放性。開放系統(tǒng)是指通信協(xié)議公開,各不同廠家的設(shè)備之間可進(jìn)行互連并實現(xiàn)信息交換,現(xiàn)場總線開發(fā)者就是要致力于建立統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)。這里的開放是指對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致、公開性,強(qiáng)調(diào)對標(biāo)準(zhǔn)的共識與遵從。一個開放系統(tǒng),它可以與任何遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其它設(shè)備或系統(tǒng)相連。一個具有總線功能的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須是開放的,開放系統(tǒng)把系統(tǒng)集成的權(quán)利交給了用戶。用戶可按自己的需要和對象把來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成大小隨意的系統(tǒng)。 b、互可操作性與互用性,這里的互可操作性,是指實現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通,可實行點對點,一點對多點的數(shù)字通信。而互用性則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可進(jìn)行互換而實現(xiàn)互用。 c、現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性。它將傳感測量、補(bǔ)償計算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設(shè)備中完成,僅靠現(xiàn)場設(shè)備即可完成自動控制的基本功能,并可隨時診斷設(shè)備的運行狀態(tài)?！ 、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性。由于現(xiàn)場設(shè)備本身已可完成自動控制的基本功能,使得現(xiàn)場總線已構(gòu)成一種新的全分布式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。從根本上改變了現(xiàn)有DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了可靠性?！ 、對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。工作在現(xiàn)場設(shè)備前端,作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場總線,是專為在現(xiàn)串行通信傳輸速率慢，易受干擾，通信距離受限制而且通信方式不靈活，故無法滿足大量實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊??！ ‖F(xiàn)場總線既是一個開放的通信網(wǎng)絡(luò)，又是一種全分布的控制系統(tǒng)，它作為智能設(shè)備（IED）的聯(lián)系紐帶，把掛在總線上作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的智能設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并進(jìn)一步構(gòu)成自動化系統(tǒng)，實現(xiàn)基本控制、補(bǔ)償計算、參數(shù)修改、報警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動化功能[5] 。應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)方式，特別是現(xiàn)場總線技術(shù)來解決變電站自動化系統(tǒng)的通信問題已成為發(fā)展的趨勢?！ ? 現(xiàn)場總線的概念 現(xiàn)場總線 (Fieldbus)是 80年代末、 90年代初國際上發(fā)展形成的 ,用于過程自動化、制造自動化、樓宇自動化等領(lǐng)域的現(xiàn)場智能設(shè)備互連通訊網(wǎng)絡(luò)。它作為工廠數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ) ,溝通了生產(chǎn)過程現(xiàn)場及控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層次之間的聯(lián)系。它不僅是一個基層網(wǎng)絡(luò) ,而且還是一種開放式、新型全分布控制系統(tǒng)。這項以智能傳感、控制、計算機(jī)、數(shù)字通訊等技術(shù)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù) ,已經(jīng)受到世界范圍的關(guān)注 ,成為自動化技術(shù)發(fā)展的熱點 ,并將導(dǎo)致自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與設(shè)備的深刻變革。電力系統(tǒng)作為歷來自動化程度最高的生產(chǎn)部門當(dāng)然的成為了應(yīng)用現(xiàn)場總線的前沿陣地，尤其是在變電站自動化系統(tǒng)中應(yīng)用更為廣泛和深入。國際上許多實力、有影響的公司都先后在不同程度上進(jìn)行了現(xiàn)場總線技術(shù)與產(chǎn)品的開發(fā)?，F(xiàn)場總線設(shè)備的工作環(huán)境處于過程設(shè)備的底層 ,作為工廠設(shè)備級基礎(chǔ)通訊網(wǎng)絡(luò) ,要求具有協(xié)議簡單、容錯能力強(qiáng)、安全性好、成本低的特點 。 具有一定的時間確定性和較高的實時性要求 。 還具有網(wǎng)絡(luò)負(fù)載穩(wěn)定 ,多數(shù)為短幀傳送、信息交換頻繁等特點。由于上述特點 ,現(xiàn)場總線系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)到通訊技術(shù) ,都具有不同上層高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的特色。一般把現(xiàn)場總線系統(tǒng)稱為第五代控制系統(tǒng) ,也稱作FCS——現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。人們一般把 50年代前的氣動信號控制系統(tǒng)PCS稱作第一代 ,把 4~ 20mA等電動模擬信號控制系統(tǒng)稱為第二代 ,把數(shù)字計算機(jī)集中式控制系統(tǒng)稱為第三代 ,而把 70年代中期以來的集散式分布控制系統(tǒng)DCS稱作第四代?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS作為新一代控制系統(tǒng) ,一方面 ,突破了DSC系統(tǒng)采用通信專用網(wǎng)絡(luò)的局限 ,采用了基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案 ,克服了封閉系統(tǒng)所造成的缺陷。 另一方面把DCS的集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu),變成了新型全分布式結(jié)構(gòu),把控制功能徹底下放到現(xiàn)場?？梢哉f ,開放性、分散性與數(shù)字通訊是現(xiàn)場總線系統(tǒng)最顯著的特征?！ ? 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點 a、系統(tǒng)的開放性。開放系統(tǒng)是指通信協(xié)議公開,各不同廠家的設(shè)備之間可進(jìn)行互連并實現(xiàn)信息交換,現(xiàn)場總線開發(fā)者就是要致力于建立統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)。這里的開放是指對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致、公開性,強(qiáng)調(diào)對標(biāo)準(zhǔn)的共識與遵從。一個開放系統(tǒng),它可以與任何遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其它設(shè)備或系統(tǒng)相連。一個具有總線功能的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須是開放的,開放系統(tǒng)把系統(tǒng)集成的權(quán)利交給了用戶。用戶可按自己的需要和對象把來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)
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