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自動化包裝線的現(xiàn)場總線控制相關(guān)說明
發(fā)布時間:2015-06-13 11:08
作者:宏基自動化科技
本文由自動化包裝流水線設(shè)備生產(chǎn)廠家——宏基自動化科技整理編撰，未經(jīng)允許不得隨意轉(zhuǎn)載
自動化包裝線的現(xiàn)場總線控制相關(guān)說明：
自動化包裝線現(xiàn)場總線控制是包裝生產(chǎn)工業(yè)設(shè)備自動化控制的一種計算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)．它是依靠具有檢測、控制和通信能力的微處理芯片，數(shù)字化儀表(設(shè)備)在現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)徹底分散控制．并以這些現(xiàn)場分散的測量控制設(shè)備單個點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，將這些點(diǎn)以總線形式連接起來，形成一個現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)。
現(xiàn)場總線技術(shù)是控制、計算機(jī)、通信技術(shù)的交叉與集成，涉及的內(nèi)容十分廣泛，包括：智能儀表與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備開發(fā)的軟硬件技術(shù)：組態(tài)技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)段互連等；網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)管理軟件、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)操作與傳輸；人機(jī)接口、軟件技術(shù)；現(xiàn)場總線系統(tǒng)集成技術(shù)。
現(xiàn)場總線是20世紀(jì)80年代末至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)備互連通信網(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?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)作為新一代控制系統(tǒng)，一方面，突破了Dc5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)字通信是現(xiàn)場總線系統(tǒng)最顯著的特征?，F(xiàn)場總線屆于尚在發(fā)展之中的技術(shù)，我國在這一技術(shù)領(lǐng)域還剛剛起步，總體說來，現(xiàn)場總線將朝著開放系統(tǒng)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展。
1．自動化包裝生產(chǎn)線現(xiàn)場總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
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。傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)采用一對一的設(shè)備連線，按控制回路分別進(jìn)行連接。位于現(xiàn)場的測量變送器與位于控制室的控制器之間，控制器與位于現(xiàn)場的執(zhí)行器、開關(guān)、電動機(jī)之間均為一對一的物理連接?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)由于采用了智能現(xiàn)場設(shè)備，能夠把原先Dcs系統(tǒng)中處于控制室的控制模塊、各輸入／輸出模塊置入現(xiàn)場設(shè)備，加上現(xiàn)場設(shè)備具有通信能力，現(xiàn)場的測量變送儀表可以與閥門等執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接傳送信號，因而控制系統(tǒng)功能能夠不依賴控制室的計算機(jī)或控制儀表，直接在現(xiàn)場完成，實(shí)現(xiàn)了徹底的分散控制。固3—18所示為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對比。
自動化包裝生產(chǎn)線現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的比較
由于采用數(shù)字信號替代模擬信號，因而可實(shí)現(xiàn)一對電線上傳輸多個信號(包括多個運(yùn)行參數(shù)值、多個設(shè)備狀態(tài)、故障信息)，同時又為多個設(shè)備提供電源；現(xiàn)場設(shè)備以外不再需要A／D、D／A轉(zhuǎn)換部件。這樣就為簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、節(jié)約硬件設(shè)備、節(jié)約連接電纜與各種安裝、維護(hù)費(fèi)用創(chuàng)造了條件。
2．自動化包裝生產(chǎn)線現(xiàn)場總線系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)
(1)系統(tǒng)的開放性
開放系統(tǒng)是指通信協(xié)議公開，備不同廠家的設(shè)備之間可進(jìn)行互連并實(shí)現(xiàn)信息交換，現(xiàn)場總線開發(fā)者就是要致力丁建立統(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)，它可以與仟何遵守相同標(biāo)推的其他設(shè)備或系統(tǒng)相連。
(2)互可操作性與互用性
這里的互可操作性，足指實(shí)現(xiàn)互聯(lián)設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通，可實(shí)行點(diǎn)對點(diǎn)，一點(diǎn)對多點(diǎn)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(shí)現(xiàn)互用。
(3)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(yùn)行狀態(tài)。
(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性
由于現(xiàn)場設(shè)備本身巳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Dc5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。
(5)對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)件
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v是專為在現(xiàn)場環(huán)境工作而設(shè)計的．它可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能采用兩線制實(shí)現(xiàn)送電與通信，并可滿足安全防爆要求等。
3.自動化包裝生產(chǎn)流水線現(xiàn)場總線的優(yōu)點(diǎn)
由于現(xiàn)場總線的以上特點(diǎn)，特別是現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化調(diào)試到正常生產(chǎn)運(yùn)行及其檢修維護(hù)．都體現(xiàn)出優(yōu)越性。
(1)一對N結(jié)構(gòu)
一對傳輸線，N臺儀友，雙向傳輸多個信號，這使得接線簡單、工程周期短、安收費(fèi)用低、接線容易。如果增加現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表、只需并行掛接到電纜上，無需架設(shè)新的電線。
(2)可靠性高
數(shù)寧信號傳輸抗干擾能力強(qiáng)成本。
(3)可控狀態(tài)
操作員在控制室既可了解現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表的工作狀況，也能對其參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，還可預(yù)測或?qū)ふ夜收?，始終處于操作員的遠(yuǎn)役監(jiān)控和可控狀態(tài)，提高了系統(tǒng)的可靠性、可控性和可維護(hù)性。
(4)互換性
用戶可以自由選擇不同制造商所提供的性價比最優(yōu)的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表，并將不同品牌的儀表互連。即某臺儀表有故障，換亡其他品牌的同類儀表就可照常工作，實(shí)現(xiàn)“即接即用”。
(5)互操作性
用戶把不同制造商的各種品牌的儀表集成在一起，進(jìn)行統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成他所需的控制投資。
(6)綜合功能
現(xiàn)場儀表既合檢測用戶，也節(jié)省了成本。
(7)分散控制
控制站功能分散在現(xiàn)場儀友巾。通址現(xiàn)場儀表就可以構(gòu)成控制回路制v提高了系統(tǒng)的可靠性、自治性和靈活性。
(8)統(tǒng)一組態(tài)
由于現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表都引入了功能塊的概念，所有廠尚都使用相同的功能塊，并統(tǒng)一組態(tài)方法。這樣就使得組態(tài)非常簡巾．用戶不需要因?yàn)楝F(xiàn)場設(shè)備或儀表種類不同帶來組態(tài)方法的不同，而進(jìn)行培訓(xùn)或?qū)W習(xí)組念方法及編程語言。
(9)開放式系統(tǒng)
現(xiàn)場總線為開放式互這網(wǎng)絡(luò)，所有技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)都是公開的,所有制造商都必須遵循；這樣用戶可以自內(nèi)集成不同制造南的通信網(wǎng)絡(luò)，既可均同層網(wǎng)絡(luò)互連又可與不同層網(wǎng)絡(luò)互連；另外，用戶可極其方便地共享數(shù)據(jù)庫。
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