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现场总线技术问答

qwert123  发表于 2011/11/23 11:35:14      1606 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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什么是现场总线?

现场总线的定义有多种说法,下面给出几种常用的表述:

(1)所谓现场总线,是指安装在制造或过程区域的现场装置之间、现场装置与控制室内的自动控制装置之间的开放式、数字化、串行和多点通信的数据总线。

(2)现场总线是一种串行的数字数据通信链路,它沟通了过程控制领域的基本控制设备(场地级设备)之间以及更高层次自动控制领域的自动化控制设备(车间级)之间的联系。

(3)现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双线传输、多分支结构通信网络。

4-2
现场总线的本质特征是什么?

现场总线的本质特征是:

(1)现场通信网络。

(2)现场设备互连各种现场设备(传感器、变送器、执行器智能仪表和PLC 等)通过一对传输线互连,成为现场总线的各个节点。

(3)互操作性与互用性。

(4)分散功能块:FCS 把传统的集散控制系统DCS 控制站的功能块分散地分配给各现场仪表,从而构成虚拟控制站。

(5)通信线供电:允许现场仪表直接从通信线上摄取能量。

(6)开放式系统:现场总线为开放式互连网络,它既可与同层网络互连,也可与不同层网络互连,还可以实现网络数据库共享。

(7)对现场环境的适应性:工作在生产现场前端,作为工厂网络底层的现场总线,是专为现场环境而设计的,可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等,具有较强的抗干扰能力,能采用两线制实现供电与通信,并可满足本质安全防爆要求等。

4-3
什么是现场总线的互操作性与互用性?

互操作性是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通;而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。

由于现场设备种类繁多,没有任何一家制造商可以提供一个工厂所需的全部现场设备。在现场总线中,允许不同厂商的现场设备既可互连,也可互换,并可以统一组态构成用户所需要的性能价格比最优的控制回路。

4-4
现场总线的特点是什么?

现场总线是3C
技术(计算机,通信,控制)的融合。现场总线技术的特点可以简单概括为:信号传输全数字、控制功能全分散、标准统一全开放。它有大特点:

(1)信号传输数字化:它给系统带来的本质优点,使系统精度提高、系统的有效性提高、节省电缆(70~90%) 和施工量。

(2)标准统一全开放:FCS 可做到系统从上到下全开放(DCS 只能做到操作站以上开放,而控制层不可能开放),这样打破了个别厂商的垄断,给技术以强大的支持群体,促进了技术进步。

(3)控制彻底分散:由高度智能的现场设备来分散地完成DCS 控制器的功能,可省去其中控制器的层次,降低了设备费用,同样使控制风险彻底分散,提高了系统的可靠性。

4-5
什么是开放系统?

所谓开放系统是指它可以与世界上任何地方遵守相同标准的其他设备或系统连接,通信协议一致公开,各不同厂家的设备之间可实现信息交换。用户可按自己的需要和考虑,选择不同供应商的设备连入现场总线。

4-6
与DCS相比现场总线有哪些优点?

与DCS相比,应用FCS系统具有如下五大优势:

(1)节省硬件数量与投资;

(2)节省安装费用;

(3)节省维护开销;

(4)用户具有高度的系统集成主动权;

(5)提高了系统的准确性与可靠性。

此外,由于它的设备标准化,功能模块化,因而还具有设计简单,易于重构等优点。

4-7
目前主要有哪几种主流现场总线?

(1)基金会现场总线FF (Foundation Fieldbus)

(2)局部操作网络LonWorks(Local Operating Network)

(3)过程现场总线PROFIBUS (Process Filed Bus)

(4)控制局域网络CAN(Controller Area Network)

(5)HART协议( Highway Addressable Remote Transducer)

4-8
什么是基金会现场总线FF

FF(Foundation Fieldbus) 是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的技术。

1994 年有美国Ficher — Rosemount 、Smar120 多个成员合并成立了基金会现场总线,它覆盖了世界上著名的DCSPLC的厂商,它以ISO/OSI 国际标准化组织/开放系统互联)开放系统互连模型为基础,取其1 、2、 7 层(物理层、数据链路层和应用层)外,并增加了用户层,作为通信模型。

基金会现场总线分低速H1和高速H2 两种通信速率:H1其传输速率为31.25Kbps通信距离可达1900m,H1总线经网桥可直接链接高速以太网;H2传输速率为1Mbps 2.5Mbps其通信距离可达750m 500m 两种。

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