现场总线控制系统既是一个开放的、双向传输、多分支结构的高可靠的数字通信网络,又是一个全分布式的工业控制系统,它把挂接在总线上作为网络节点的智能现场设备连接为网络系统,构成自动化系统,实现包括基本控制,补偿计算,参数修改,报警,显示,监控,优化和管控一体化的综合自动化功能。
现场总线这种控制方式的出现,导致了自动化仪表,集散控制系统(DCS),可编程控制器(PLC)等产品的体系结构、功能结构和性能方面的较大变革,使得现场总线控制系统具有较高的测控能力指数。现场总线之所以具有较高的测控能力指数,一是得益于仪表的智能化,二是得益于设备的通信功能。
现场总线系统的结构特点
现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式。传统模拟控制系统采用一对一的设备连线,按控制回路分别进行连接。位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间,控制器与位于现场的执行器、开关、马达之间均为一对一的物理连接。
现场总线系统由于采用了智能现场设备,能够把原先DCS系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块置入现场设备,加上现场设备具有通信能力,现场的测量变送仪表可以与阀门等执行机构直接传送信号,因而控制功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表,直接在现场完成,实现了彻底的分散控制。
现场总线系统的技术特点
现场总线系统在技术上有以下特点:
1.良好的开放性和互可操作性
在DCS系统形成过程中,由于各厂家的产品自成系统,不同厂家的设备不能互连在一起,难以实现互换与互操作。新型的现场总线控制系统则突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷,把基于封闭、专用的解决方案变成基于公开化、标准化的解决方案,即可以把来自于不同厂家而遵循同一协议规范的自动化设备,通过现场总线网络连接成系统,完成综合自动化的各种功能。
2.现场设备的智能化和功能自治性
现场总线控制系统把微处理器置入现场自控设备,使之具有数字计算和数字通讯能力,这样不仅提高了信号的传输精度,而且为丰富控制信息的内容、实现其远程传送创造了条件。在现场总线的环境下,因为现场设备自带计算和通讯功能,所以在现场就可以进行各种复杂的计算,从而使控制功能彻底地分散,减少控制器的负载,同时大大地减少了通讯信息量,从而有效地提高了控制系统运行的可靠性。此外,智能化的仪表还可提供传统仪表所不能提供的信息,如阀门开关动作次数、仪表故障等信息,使操作管理人员能及时了解现场设备的"健康状况",在现场设备有"故障的预兆"但还没真正发生故障影响到生产前就提前作出处理,以保障生产的正常运行。
3.系统结构的高度分散性
现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构,把DCS集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,把控制功能彻底下放到现场(注:若要实现复杂控制,如协调控制时也可将控制功能回收),依靠现场智能设备本身便可实现基本控制功能,简化了系统结构,提高了可靠性。
由于以上特点,特别是现场总线系统结构的简化,使现场总线控制系统在各方面都表现出其强大的优势,主要有:
1.节省硬件数量与投资
由于现场总线系统中分散在现场的智能设备同时具备传感、计算、控制、报警等功能,因而可减少变送器的数量,不再需要单独的调节器、计算单元等,也不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离等功能单元及大量复杂的接线,从而节省了一大笔硬件投资。
2.节省安装费用
现场总线系统的接线非常简单,一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备,使电缆、端子、槽盒等的用量大大减少。当需要增加现场设备时,不需要增设新的电缆,只要就近挂在原有的电缆上即可。
3.节省维护开销
由于现场设备具有自诊断和简单故障处理能力,并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室,操作人员可及时查询到所有设备运行、维护情况,尽早排除故障隐患,大大减少了维护停工时间;同时由于系统结构简化、连线简单而减少了设备维护工作量。
4.用户具有高度的系统集成主动权
因为现场总线厂家的产品遵循统一的现场总线协议,用户可以自由选择不同厂家的产品来集成系统,避免因选择某一厂家的产品而被"框死"了使用设备的选择范围。
5.提高了系统的准确性和可靠性
由于现场总线设备的智能化和数字化,与模拟信号相比,从根本上提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差。同时,由于现场仪表内部功能的加强,减少了信号的往返传送,也提高了系统运行的可靠性。
此外,由于现场总线的设备标准化,功能模块化,因而系统设计简单,易于重构。
关键字:现场总线系统 DCS PLC
引用地址:现场总线系统的特点和优势
现场总线这种控制方式的出现,导致了自动化仪表,集散控制系统(DCS),可编程控制器(PLC)等产品的体系结构、功能结构和性能方面的较大变革,使得现场总线控制系统具有较高的测控能力指数。现场总线之所以具有较高的测控能力指数,一是得益于仪表的智能化,二是得益于设备的通信功能。
现场总线系统的结构特点
现场总线系统打破了传统控制系统的结构形式。传统模拟控制系统采用一对一的设备连线,按控制回路分别进行连接。位于现场的测量变送器与位于控制室的控制器之间,控制器与位于现场的执行器、开关、马达之间均为一对一的物理连接。
现场总线系统由于采用了智能现场设备,能够把原先DCS系统中处于控制室的控制模块、各输入输出模块置入现场设备,加上现场设备具有通信能力,现场的测量变送仪表可以与阀门等执行机构直接传送信号,因而控制功能能够不依赖控制室的计算机或控制仪表,直接在现场完成,实现了彻底的分散控制。
现场总线系统的技术特点
现场总线系统在技术上有以下特点:
1.良好的开放性和互可操作性
在DCS系统形成过程中,由于各厂家的产品自成系统,不同厂家的设备不能互连在一起,难以实现互换与互操作。新型的现场总线控制系统则突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷,把基于封闭、专用的解决方案变成基于公开化、标准化的解决方案,即可以把来自于不同厂家而遵循同一协议规范的自动化设备,通过现场总线网络连接成系统,完成综合自动化的各种功能。
2.现场设备的智能化和功能自治性
现场总线控制系统把微处理器置入现场自控设备,使之具有数字计算和数字通讯能力,这样不仅提高了信号的传输精度,而且为丰富控制信息的内容、实现其远程传送创造了条件。在现场总线的环境下,因为现场设备自带计算和通讯功能,所以在现场就可以进行各种复杂的计算,从而使控制功能彻底地分散,减少控制器的负载,同时大大地减少了通讯信息量,从而有效地提高了控制系统运行的可靠性。此外,智能化的仪表还可提供传统仪表所不能提供的信息,如阀门开关动作次数、仪表故障等信息,使操作管理人员能及时了解现场设备的"健康状况",在现场设备有"故障的预兆"但还没真正发生故障影响到生产前就提前作出处理,以保障生产的正常运行。
3.系统结构的高度分散性
现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构,把DCS集中与分散相结合的集散系统结构,变成了新型全分布式结构,把控制功能彻底下放到现场(注:若要实现复杂控制,如协调控制时也可将控制功能回收),依靠现场智能设备本身便可实现基本控制功能,简化了系统结构,提高了可靠性。
由于以上特点,特别是现场总线系统结构的简化,使现场总线控制系统在各方面都表现出其强大的优势,主要有:
1.节省硬件数量与投资
由于现场总线系统中分散在现场的智能设备同时具备传感、计算、控制、报警等功能,因而可减少变送器的数量,不再需要单独的调节器、计算单元等,也不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离等功能单元及大量复杂的接线,从而节省了一大笔硬件投资。
2.节省安装费用
现场总线系统的接线非常简单,一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备,使电缆、端子、槽盒等的用量大大减少。当需要增加现场设备时,不需要增设新的电缆,只要就近挂在原有的电缆上即可。
3.节省维护开销
由于现场设备具有自诊断和简单故障处理能力,并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室,操作人员可及时查询到所有设备运行、维护情况,尽早排除故障隐患,大大减少了维护停工时间;同时由于系统结构简化、连线简单而减少了设备维护工作量。
4.用户具有高度的系统集成主动权
因为现场总线厂家的产品遵循统一的现场总线协议,用户可以自由选择不同厂家的产品来集成系统,避免因选择某一厂家的产品而被"框死"了使用设备的选择范围。
5.提高了系统的准确性和可靠性
由于现场总线设备的智能化和数字化,与模拟信号相比,从根本上提高了测量与控制的精确度,减少了传送误差。同时,由于现场仪表内部功能的加强,减少了信号的往返传送,也提高了系统运行的可靠性。
此外,由于现场总线的设备标准化,功能模块化,因而系统设计简单,易于重构。
上一篇:现场总线技术综述
下一篇:十种类型现场总线的体系结构简析
推荐阅读最新更新时间:2024-05-02 23:37
PLC的故障维修步骤
1.总法则: 对于plc系统的故障检测法:一摸、二看、三闻、四听、五按迹寻踪法、六替换法。 一摸,查CPU的温度高不高,CPU正常运行温度不超过60℃,因手能接受的温度为人体温度37~38℃,手感为宜;二看,看各板上的各模块指示灯是否正常;三闻,闻有没有异味,电子元件或线缆有无烧毁;四听,听有无异动,镙丝钉松动、继电器正常工作与否,听现场工作人员的反映情况;五出现故障根据图纸和工艺流程来寻找故障所在地;六对不确定的部位进行部件替换法来确定故障。 2.具体步骤: 当PLC的软件不正常时,主要看CPU的RUN状态是否正常,不正常则进行CPU清除后重新下载控制程序。 当PLC硬件不正常时则要按以下顺序进行
[嵌入式]
基于三菱FX2N的增量式PID控制器设计
在工业生产中,常需要采用闭环控制方式来控制温度、压力、流量等连续变化的模拟量。无论是使用模拟控制器的模拟控制系统,还是使用计算机的数字控制系统,PID控制器都得到了广泛的应用。这是因为这种方法不需要精确的控制系统数学模型,有较强的灵活性和适应性。但是在数字PLC控制系统中,普通的 PID算法对所有过去状态存在依赖性,从而引起系统较大的超调,使系统稳定性下降。增量式PID控制算法每次输出只输出控制增量,必要时可通过逻辑判断限制故障时的输出,从而降低了因机器故障导致PID误输出给系统带来严重后果的影响。 在实际系统中,PLC控制模拟量可采用PLC自带的PID过程控制模块,但对要求比较高的场合采用改进的PID控制算法,就必须由用户自己编制
[嵌入式]
PLC控制电动机降压启动电路讲解
只有容量小的电动机才允许采取直接启动方式,容量较大的三相笼型异步电动机因启动电流较大,一般都采用降压启动方式。 PLC手动控制电动机星——三角形降压启动电路 电动机星——三角形降压启动是指在启动时将电动机定子绕组接成星形以降低启动电压,减小启动电流; 当电动机的转速上升到接近额定值时,再把电动机的定子绕组改接成三角形,使电动机全压正常运行。 图3-5所示为PLC手动控制电动机星——三角形降压启动电路的接线图、梯形图和指令表。 图3-5 PLC 手动控制电动机星—三角形降 PLC输入/输出地址分配如表3-3所示。 表3-3 图3-5所示电路的PLC输入/输出地址分配表 按下启动按钮 SB1,接触器 KM 的线圈通电
[嵌入式]
现场总线和以太网结合方案实现工业自动化系统的数字化
前言: 以计算机在工业控制和管理中的应用为主要标志的工业自动化技术在过去二十年间有了长足的进步。进人90年代以来,作为工业控制数字化、智能化与网络化典型代表的现场总线(Field Bus—FB)技术发展迅速、影响巨大,引起了工程技术界的普遍兴趣与重视,被誉为工业自动化领域具有革命性的新技术。 1、 现场总线的概念: 所谓现场总线,是指将现场设备(如数字传感器、变送器、仪表与执行机构等)与工业过程控制单元、现场操作站等互连而成的计算机网络,具有全数字化、分散、双向传输和多分支的特点,是工业控制网络向现场级发展的产物。它不仅是一个基层网络,而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内
[嵌入式]
全球首颗符合IEEE1901-2020标准的HD-PLC通信芯片样品开始出货
SoC设计与应用技术领导厂商Socionext Inc.(以下“Socionext”)宣布, 基于IEEE1901-2020标准的HD-PLC通信芯片「SC1320A」样品将于6月开始出货,并计划于2022年第三季度开始量产。 该芯片是全球首颗采用松下公司授权的符合IEEE1901-2020标准的半导体设计IP核芯片。 HD-PLC IEEE1901-2020标准 HD-PLC (High Definition Power Line Communication)是一种在电力线、电话线、双绞线、同轴电缆等电线上叠加高频信号(2~28MHz)的有线通信技术。2021年第四代HD-PLC技术在IEEE1901-2020标准中
[网络通信]
基于LonWorks现场总线的电能检测系统设计与实现
摘要: 详细介绍了基于LonWorks现场总线的电能检测系统的硬件与软件设计,在软件设计中采用了面向对象方法,并给出了其问题描述与主题层。
关键词: LonWorks 现场总线 OOA 电能检测
电力系统是一类特殊的系统,安全性和可靠性要求很高。达到这个目标的关键是要保证现场设备之间可靠通信,实现配电网综合自动化。基于LonWorks现场总线的电能检测系统是配电网综合自动化的一个子集,它完成电网数据的采集与监控。LonWonrks网络是将控制系统接入层域网络(LAN),用网络节点代替LAN中的工作站,每个节点可以实现点到点的信息传送,具有极其良好的互操作性,从而使整个网络实现了无中心的真正的分布
[测试测量]
基于PLC与PROFIBUS-DP总线的电力参数监控系统
引言 现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。目前,现场总线种类繁多,还没有统一的标准,每种总线都有其独特的产生背景和应用领域,影响比较大的有CAN总线、lonworks总线、hart总线、FF总线、rpofibus总线等。Profibus-dp主要应用于现场设备级,它的响应时间从几百微秒到几百毫秒,数据传输速率为9.6 kbps~12mbps。在济南国际机场航站楼的电力参数监控系统设计时,考虑到现场参数变量较多,位置分散,且对信号的实时性和抗干扰能力都要求较高,一般的监控网络很难满足系统要求,因此在系统的监控层选用profibus-dp通信网络完成
[嵌入式]
PLC是如何实现低温保护的呢?
(1)加热元件:为PLC设备提供加热元件,如加热器、发热丝等,以保持PLC在适宜的工作温度范围内。这些加热元件可以根据需要的温度和功率进行选择,并通过传感器或温度控制器进行监测和控制。 (2)绝缘材料:使用绝缘材料来对PLC进行隔离,防止外部低温对其造成影响。这可以包括使用绝缘箱、绝缘罩或绝缘垫等,以提供额外的保温效果,降低PLC受到低温影响的可能性。 (3)密封性设计:确保PLC设备的外壳具有良好的密封性,防止冷空气进入PLC设备内部。这可通过使用密封胶、橡胶垫圈或密封条等材料来实现。 (4)温度控制系统:安装温度传感器和温度控制器,实时监测PLC周围的温度并自动调节加热元件的功率。当温度过低时,控制系统会自动启动加热元件来提供
[嵌入式]
小广播
热门活动
换一批
更多
最新嵌入式文章
更多热门文章
更多每日新闻
- 2024年Automechanika Shanghai海量同期活动刷新历届记录,汇聚行业智慧,共谋未来发展
- 企业文化分享 如何培养稀缺的硅IP专业人员?SmartDV开启的个人成长与团队协作之旅
- 恩智浦发布首个超宽带无线电池管理系统解决方案
- 北交大本科生探秘泰克先进半导体开放实验室,亲历前沿高科技魅力
- 新帅上任:杜德森博士(Dr. Torsten Derr)将于2025年1月1日出任肖特集团首席执行官
- 边缘 AI 如何提升日常体验
- 苹果要首发!台积电宣布2nm已准备就绪
- AMD有望用上全新芯片堆叠技术:延迟大幅减少、性能显著提升
- 宁德时代发布10月战报
- 2024年10月电池行业:增长势头不减!
更多往期活动
- PSoC4 Cortex-M0开发板免费申请,分享心得赢惊喜大礼!
- TI MCU 常见问题(FAQ)大搜集
- 泰克多媒体总线专题之《DDR Memory》,下载赢好礼!
- 亿佰特免费提供蓝牙,4G DTU,WiFi,lora多种模块,想玩的快来!
- 端午节芯币兑换礼品专场
- 【有奖下载】英飞凌《时尚小家电功率器选型指南》,详解兼具强大功能与潮流款式的小家电设计!
- 【已结束】TI 有奖直播|CAN SIC(信号改进功能)
- 骏龙科技&ADI有奖直播:适用于视频、转换器、通信的千兆数字隔离器
- 有奖直播【Keysight World Tech Day 2023分论坛——汽车自动驾驶与新能源】
- ADI有奖下载活动之10 无线通信测试解决方案
11月25日历史上的今天
厂商技术中心