-
-
手机阅读
现场总线基本知识—权威组织的定义（一) 不同的文章对应现场总线与现场总线控制系统的定义有不同的说法。例如： 1、现场总线一词广义上是指控制系统与现场检测仪表、执行装置进行双数字通信的串行总线系统。 2、一般认为现场总线是用于现场仪表与控制室主机系统之间的一种开放的、全数字化、双向、多站的通信系统。 3、基于智能化仪表及现场总线的控制系统FCS。 4、现场总线（Fieldbus）是一种数字化的串行双向通信系统。 有关定义的说法还有，现不一一列举。现场我们以权威组织的定义作为现场总线的标准定义。 根据国际法电工委员会IEC1158定义：安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、串行、多点通信的数据总线称为现场总线编者注：以现场总线为基础的全数字控制系统称为现场总线控制系统FCS 我们在阅读有关现场总线的文章，或是在查阅某一总线类型的现场总线控制系统的资料时，可以发现：文章与资料中经常不出现“控制系统”的字样，而以“现场总线”称之为系统。在IEC的定义中也未明确给"现场总线控制系统"下定义。编者以为，这是因为某一品牌的现场总线的控制系统是以某一类型的现场总线而基础的，只要现场总线类型一经确定，其系统的体系结构也就确定了。因此，某一品牌的现场总线控制系统与其同一名称的现场总线类型之间有着确定的，而且是唯一的对应关系。所以，在有关文章与资料中出现上述现象也就可以理解了。 为了进一步理解现场总线及其系统整体概念，我们引用欧洲标准EN50170中有关现场总线特点的描述来补充说明一、通用现场通信系统 现场总线也可叫做通用现场通信系统。 通用现场系统原理上是一种制造过程中设备间的通信方式，如机器上的传感器、执行等间的通信方式，以及其与控制级设备的通信方式。很难进行更精确的定义，因为这样会限制通信的技术的应用。 信息传输的范围已远远超出代替4~20mA传统信号的限制，分布式智能系统需要用面向用户或应用的方式确定设备间的通信。它必须满足现代工业过程测量和控制系统（IPMCS）的全部要求，即具有高度的灵活性和适用性。以现场通信作为基本功能的智能分布式系统的使用是各厂商的一致取向。 现场总线可以用一些显著的特点来描述： 长期以来，现场总线作为整个通信结构的最低层，将传感器、执行器以及各种设备与控制系统联接起来，独立传输二进制或模拟信号。这些传感器和执行器直接安装在物理过程上。随着技术的发展，现场总线逐渐在基于模拟信号的物理过程和基于数字信息的控制领域之间建立了边界，产生了许多专化的解决方案，如ASI、CAN等，这些解决方案统称为“传感器/控制器总线”。 联接于过程中的设备集成了越来越多的智能，并需要由一个更通用的通信系统进行传输服务，而且这种传输服务必须是适时的，不损失初始控制信息的。 2、更大的覆盖范围 现场”这个词也意味着更大的延伸性。10m以下的总线属于并联或专用系列总线，现场覆盖的范围应在100~5000m之间，属于千米尺度以串行为主的总线。 3、设备的数量、价格 现场总线的概念与传统4~20mA控制环路有明显区别，一条总线可联接的设备量在十至几百台之间。在一个工厂中（如化工厂或海上平台）可以有10个或更多的总线段接在一起，联接上千台设备。因此，现场总线是一种将许多简单设备组成一个复杂系统的技术，并且需要低价位的联接接口。 4、适时性操作 现场总线通信系统通常是自动化过程中控制功能的核心都分，必须遵守由控制系统提出的时间限制，其基本的功能就是可预期的存取时间和可预期的传递时间。另外还应具有在突发事件的情况下为过载传输提供阻抗的功能。 5、传输的完整性、有效性 由于这种传输系统是连续生产过程的唯一物理途经，因此传输必须非常可靠。现场总线至少应具有如下特点： 1）传输完整性。未知出错率低于每20年一次。 （2）冗余能力。如使用双介质或双总线。 （3）传输验证（生存期，确认，……）。 6、用户可选择的服务 可满足不同的方面的多种需求的应用，如优先权、服务完整性、时间性能以及网络拥塞的恢复能力。这意味着服务和服务的性能对于用户(或应用)来讲应是可选择的。 对于给定的现场设备，针对不同的应用，必须达到不同的质量要求，因此，现场总线必须支持远程组态功能，以便选择适当通信质量和适当的本地应用。 7、集成、开放结构 除了满足传统的客户服务外，现场总线支持分布式时间循环结构，并通过变量进行交换，这些变量构成了一个实时更新的共享的数据库。 8、严酷环境条件 由于现场总线靠近生产过程，面对的是苛刻的和特殊的环境条件，因此，现场总线应经受得住这样的环境并且不受高的电磁干扰的影响。干扰水平为IEC801.X标准的严酷程度3及由EEC指南89/36实施（CE标志）。 9、解决方案 上述这些特点已工程化于不同的总线解决方案中，这些总线根据其整体系统特性优先解决特定方面的问题。 这些解决方案已应用于市场中，且很难将其协调为一个单一解决方案。EN50170选择这些解决方案是基于如下准则： （1）应是国家标准或其标准草案。 （2）应符合TC65CX的目的和政策文件[见文件CLC/TC65CX(SEC)4和CLC/TC65CX(BXL/SEC)1]。 (3）应提供有关特点以适于在应用中使用比较，如： 总线拓扑结构 具有分布式数据库的客户/服务器功能或生产者/使用者功能 数据链路层，应用层及系统管理中有完整的服务范围 带宽应能允许一定数量元件的联接； （4）应满只传统的OSI/IEC分层结构并具有英文文件。 (5）应描述所有的通信过程以便建立一个开放的工作系统。 (6）用于商业的产品并在工厂中进行（虚拟环境不被认为是工业应用）。 （7）产品应具有一定数量并且价格便宜，用户具有一定的使用总线产品的经验并能提供使用现有概念的建议。 8）产品应可以从多厂家获得而满足在商业上是开放的。 9）对于工业用途，物理层应满足PREN50082第二部分的EMC要求，这一要求对应于IEC801-2-6等级3。 10）应具有传输错误观点检测功能。 根据ISTSIC1653的要求，还应满足下列一般准则： ①技术规范应开放并被广泛接受，文件化，稳定、可互操作。 ②文件---按照CENELEC的程序和条件---应在知识产权和版权等方面是开放的。 ③技术规范是完整的并描述了必备接口的技术细节，以便使扩展工作不致产生问题。 ④不存在有关程序测试方面的限制。
1楼
0
0
回复