随着工业生产的发展,需要的测点和测试参数越来越多,使得测试系统变得庞大而复杂,分散型测控仪器已不能适应需要。现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支结构的通信网络,其基础是智能仪表。分散在各个工业现场的智能仪表通过现场总线连为一体,并与控制室中的控制器和监视器共同构成网络化测试系统。通过遵循一定的国际标准,可以将不同厂商的现场总线产品集成在同一套系统下,具有互换性和互操作性。基于现场总线技术的网络化测试系统把传统分布式测试系统的控制功能进一步下放到现场智能仪表,由现场智能仪表完成数据采集、数据处理、控制运算和数据输出等功能。现场仪表的数据通过现场总线传到控制室的控制设备上,控制室的控制设备用来监视各个现场仪表的运行状态,保存各智能仪表上传的数据,同时完成少量现场仪表无法完成的高级控制功能。基于现场总线技术的网络化测试系统的构成如图10.2所示。
与传统测控仪表相比,现场总线网络技术具有以下特点:
(1)开放式互联网络
现场总线为开放式互联网络,它不仅可与同层网络相连,使从最底层的传感器和执行器以及上层的监控/管理系统均通过现场总线网络实现互联,同时还可进一步通过上层监控/管理系统连接到企业内部网。挂接在现场总线上的传感器及其他设备都有标准数字化总线接口,遵守统一的通信协议。因为不同厂家的产品具有互操作性,实现“即插即用”,不必在硬件和软件上作任何修改就可构成所需的控制回路,形成开放式控制系统。
图10.2 基于现场总线的测控网络
(2)并行连接结构
采用并行连接方式,一对传输线一般可连接20个设备,双向传输多个信号,接线简单,工程周期短,安装费用低,维护容易,彻底弥补了传统仪表单元一台仪器、一对传输线只能单向传输一个信号的缺陷。(www.daowen.com)
(3)全数字化通信
由于传统仪表采用模拟信号传输,往往需要提供辅助的抗干扰和提高精度的措施。而现场总线采用数字信号实现数据的测控,抗干扰能力强,精度高。
(4)操作性好
操作员在控制室即可了解仪表单元的运行情况,且可实现对仪表单元的远程参数调整、故障诊断和控制过程监控。
(5)综合功能强
现场总线仪表单元是以微处理器为核心构成的智能仪表单元,可同时提供检测、变换和补偿功能,实现一表多用。
(6)组态灵活
由于现场总线的开放性,因而用户组态十分简便。不同厂商的设备既可互联也可互换,现场设备间可实现互操作,通过进行结构重组,可实现系统任务的灵活调整。
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