現(xiàn)場總線系統(tǒng)打破傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式
特征是事物所具有的獨特性,或許會有類似但不可能一樣,所以形成事物的差異性。現(xiàn)場總線的特征在于全數(shù)字化通信,是用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互連的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)。
現(xiàn)場總線系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式,其在技術(shù)上具有以下特點:
(1)系統(tǒng)的開放性:現(xiàn)場總線致力于建立統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)。用戶可根據(jù)自己的需要,通過現(xiàn)場總線把來自不同廠商的產(chǎn)品組成大小隨意的開放互連系統(tǒng)。
(2)互操作性與互用性:互操作性是指實現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通;而互用性則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可實現(xiàn)相互替換。
(3)現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性:它將傳感測量、補償計算、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)。
(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性:現(xiàn)場總線構(gòu)成一種新的全分散式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu),從根本上改變了集中與分散相結(jié)合的DCS體系,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了可靠性。
(5)對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性:現(xiàn)場總線是專為現(xiàn)場環(huán)境而設(shè)計的,支持各種通信介質(zhì),具有較強的抗干擾能力,能采用兩線制實現(xiàn)供電與通信,并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。
由于現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化,使控制系統(tǒng)從設(shè)計、安裝、投運到正常生產(chǎn)運行及檢修維護(hù),都體現(xiàn)出優(yōu)越性。現(xiàn)場總線的優(yōu)點如下:
(1)節(jié)省硬件數(shù)量與投資:由于分散在現(xiàn)場的智能設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感、測量、控制、報警和計算功能,因而可減少變送器的數(shù)量,不再需要單獨的調(diào)節(jié)器、計算單元等,也不再需要DCS系統(tǒng)的信號調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及其復(fù)雜接線,還可以用工控PC機作為操作站,從而節(jié)省了一大筆硬件投資,并可減少控制室的占地面積。
(2)節(jié)省安裝費用:現(xiàn)場總線系統(tǒng)的接線十分簡單,一對雙絞線或一條電纜上通??蓲旖佣鄠€設(shè)備,因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少,連線設(shè)計與接頭校對的工作量也大大減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場控制設(shè)備時,無需增設(shè)新的電纜,可就近連接在原有的電纜上,既節(jié)省了投資,又減少了設(shè)計、安裝的工作量。據(jù)有關(guān)典型試驗工程的測算資料表明,可節(jié)約安裝費用60%以上。
(3)節(jié)省維護(hù)開銷:現(xiàn)場控制設(shè)備具有自診斷與簡單故障處理的能力,并通過數(shù)字通信將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室,用戶可以查詢所有設(shè)備的運行,診斷維護(hù)信息,以便早期分析故障原因并快速排除,縮短了維護(hù)停工時間,同時由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化,連線簡單而減少了維護(hù)工作量。
(4)用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán):用戶可以自由選擇不同廠商所提供的設(shè)備來集成系統(tǒng)。避免因選擇了某一品牌的產(chǎn)品而限制了使用設(shè)備的選擇范圍,不會為系統(tǒng)集成中不兼容的協(xié)議、接口而一籌莫展,使系統(tǒng)集成過程中的主動權(quán)牢牢掌握在用戶手中。
(5)提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性:現(xiàn)場設(shè)備的智能化、數(shù)字化,與模擬信號相比,從根本上提高了測量與控制的精確度,減少了傳送誤差。簡化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),設(shè)備與連線減少,現(xiàn)場設(shè)備內(nèi)部功能加強,減少了信號的往返傳輸,提高了系統(tǒng)的工作可靠性。
現(xiàn)場總線所具備的分布、開放、互聯(lián)、高可靠性的特點正是DCS系統(tǒng)所缺少的,設(shè)備也始終處于操作員的遠(yuǎn)程監(jiān)控和可控狀態(tài),信號精度高。