遠(yuǎn)程智能I／O及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

發(fā)布：2018-12-18 | 點(diǎn)擊：人次

摘要：遠(yuǎn)程智能I／O及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)資訊由優(yōu)秀的流量計(jì)、流量儀生產(chǎn)報(bào)價(jià)廠家為您提供。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化控制體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不斷的變化，傳統(tǒng)的4~20mA模擬信號(hào)制將逐步被雙向數(shù)字通訊現(xiàn)場(chǎng)總線制所取代，模／數(shù)型的DCS系統(tǒng)將更新?lián)Q代為全數(shù)。更多的流量計(jì)廠家選型號(hào)價(jià)格報(bào)價(jià)歡迎您來電咨詢，下面是遠(yuǎn)程智能I／O及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)文章詳情。

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化控制體系結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不斷的變化，傳統(tǒng)的4~20mA模擬信號(hào)制將逐步被雙向數(shù)字通訊現(xiàn)場(chǎng)總線制所取代，模／數(shù)型的DCS系統(tǒng)將更新?lián)Q代為全數(shù)字型的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。

一、遠(yuǎn)程智能I／O

遠(yuǎn)程智能I／O的應(yīng)用，使過程信號(hào)得到就地?cái)?shù)字化處理，從而大大提高了系統(tǒng)的測(cè)控精度，另外，抗干擾能力和可靠性以及環(huán)境適應(yīng)性也得到了提高，這些推動(dòng)了現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展，加速了現(xiàn)場(chǎng)一次元件的數(shù)字化與智能化進(jìn)程。智能變送器就是遠(yuǎn)程智能I／O與現(xiàn)場(chǎng)一次元件滲透和融合的結(jié)果。

1．遠(yuǎn)程智能I／O的組成及工作原理

遠(yuǎn)程智能I／O的設(shè)計(jì)采用DCS的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及PLC和單回路控制器的現(xiàn)場(chǎng)處理控制技術(shù)，目的是使DCS系統(tǒng)分散，實(shí)現(xiàn)過程I／O遠(yuǎn)程化和智能化。遠(yuǎn)程智能I／O系統(tǒng)一般部分組成：（1）位于現(xiàn)場(chǎng)的智能前端；（2）通訊總線；（3）計(jì)算機(jī)適配器。智能前端的通道數(shù)一般有15~20個(gè)。

遠(yuǎn)程智能I／O的工作原理是：智能前端機(jī)將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)就近采集并作處理后，用數(shù)字通信方式將處理結(jié)果經(jīng)網(wǎng)絡(luò)總線和適配器傳送給計(jì)算機(jī)，進(jìn)行綜合運(yùn)算處理，用于顯示、分析和控制；計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)據(jù)通過適配器和網(wǎng)絡(luò)總線傳送給現(xiàn)場(chǎng)控制前端機(jī)，由控制前端機(jī)按預(yù)定方式向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)過程和設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與控制。遠(yuǎn)程智能I／O的核心技術(shù)是通信網(wǎng)絡(luò)和前端智能化。

2．智能I／O的特點(diǎn)

（1）抗干擾能力和測(cè)控精度高

采用遠(yuǎn)程智能I／O就近處理信號(hào)，并通過數(shù)字通訊方式傳輸信息，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，處理精度得到提高。模擬量信號(hào)的測(cè)量精度可達(dá)0．1級(jí)以上，開關(guān)量分辨率可高達(dá)lms。

（2）主機(jī)的負(fù)荷減小便于擴(kuò)充和增加管理功能

I／O前端機(jī)智能化程度高，數(shù)據(jù)的處理能力強(qiáng)，所有I／O的管理任務(wù)可由適配器完成，大大解放了主機(jī)，便于進(jìn)行功能擴(kuò)展和實(shí)現(xiàn)高級(jí)控制與管理功能。

（3）可靠性高

采用隔離浮空的串行網(wǎng)絡(luò)總線結(jié)構(gòu)，避免了多點(diǎn)I／O共地可能引起的地線回流帶來的電磁干擾；每個(gè)前端與網(wǎng)絡(luò)在電氣上是隔離的，獨(dú)立運(yùn)行，任何故障和危險(xiǎn)都被限制在局部，可靠性大大增強(qiáng)。．

（4）開放性好

遠(yuǎn)程智能I／0可方便地改變適配器類型，以滿足各種計(jì)算機(jī)和總線系統(tǒng)。特別是采用具有多種主機(jī)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程I／0系統(tǒng)，很容易構(gòu)成各種控制監(jiān)控系統(tǒng)，融入管理信息系統(tǒng)和全網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，使其成為具有現(xiàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)MIS系統(tǒng)，對(duì)統(tǒng)一調(diào)度、優(yōu)化管理和協(xié)調(diào)控制具有重要意義。

二、現(xiàn)場(chǎng)總線

現(xiàn)場(chǎng)總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通訊的數(shù)據(jù)總線?，F(xiàn)場(chǎng)總線一般可采用雙絞線、同軸電纜和光纖，目前多采

用雙絞線或屏蔽雙絞線。．

1．現(xiàn)場(chǎng)總線的組成

（1）現(xiàn)場(chǎng)智能儀表（主要指智能變送器）

（2）總線通訊部分

（3）計(jì)算機(jī)接口

2．現(xiàn)場(chǎng)總線裝置的類型

現(xiàn)場(chǎng)總線裝置的類型為鏈路控制站和基本的現(xiàn)場(chǎng)裝置。鏈路控制站控制現(xiàn)場(chǎng)總線上數(shù)字報(bào)文的信息流，它允許每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)裝置按照系統(tǒng)組態(tài)時(shí)產(chǎn)生的時(shí)間調(diào)度發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文，數(shù)據(jù)通訊使現(xiàn)場(chǎng)裝置不僅能發(fā)送單變量信息，而且能夠發(fā)送多變量信息。

3．通訊方式·

在通訊方式上，可采用同步傳輸，也可采用異步傳輸，可采用雙工和半雙工方式。但是，在具體的通訊協(xié)議上，還存在較大的差別。對(duì)于遠(yuǎn)程智能I／O．的網(wǎng)絡(luò)，幾乎各生產(chǎn)廠家都有各自的協(xié)議，而與其它的產(chǎn)品不相兼容，但由于都可處理現(xiàn)場(chǎng)模擬信號(hào)，因此對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行影響不大。

’4．HART協(xié)議

HART協(xié)議是由ROSMOUNT在八十年代中期開發(fā)的一種可尋址的遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)公路，在BELL202基礎(chǔ)上采用移頻鍵控方式，使用1．2kHz和2．2kHz，在4~20mA模擬信號(hào)上完成數(shù)字信號(hào)傳送。

HART協(xié)議采用串行、異步、半雙工方式通訊，總線zui多允許2個(gè)主控設(shè)備（計(jì)算機(jī)和手持終端）、現(xiàn)場(chǎng)裝置zui多允許15只智能變送器，同時(shí)掛在總線上運(yùn)行，總線允許單點(diǎn)接地。通過使用現(xiàn)場(chǎng)總線，用戶可以大量減少現(xiàn)場(chǎng)接線：用單個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表可實(shí)現(xiàn)多變量通訊，不同

制造廠生產(chǎn)的裝置之間可以完全互操作；增加現(xiàn)場(chǎng)一級(jí)的控制功能；系統(tǒng)集成大大簡化，并且維護(hù)十分簡便。

5．現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展

現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)是指通信網(wǎng)絡(luò)國際標(biāo)準(zhǔn)化，以便使各種現(xiàn)場(chǎng)裝置均遵守相同的協(xié)議，任何不同廠家的產(chǎn)品都能掛在同一總線上，與計(jì)算機(jī)或控制系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)信息和資源共享。從發(fā)展上看，現(xiàn)場(chǎng)總線的標(biāo)準(zhǔn)化將給用戶帶來巨大的效益，如節(jié)約60％的信號(hào)電纜，大大減少一次性投資。統(tǒng)一后的國際標(biāo)準(zhǔn)將在兼容HART協(xié)議和DE協(xié)議的基礎(chǔ)上，具有更強(qiáng)、更高的性能指標(biāo)。

6．采用現(xiàn)場(chǎng)總線的意義

（1）簡化了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

采用現(xiàn)場(chǎng)總線，改變了I／O集中處理的局面，分布在現(xiàn)場(chǎng)的智能裝置負(fù)擔(dān)起過程I／O信號(hào)的就地處理任務(wù)，并經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線溝通與功能處理器的，從而減少了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)I／O卡件的使用量，使整個(gè)控制系統(tǒng)的組態(tài)得到了簡化。

（2）節(jié)省了I／O電纜的投資

現(xiàn)場(chǎng)總線既是連接現(xiàn)場(chǎng)智能裝置的紐帶，又是溝通與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)通訊的橋梁。由于現(xiàn)場(chǎng)總線的出現(xiàn)，變以往計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)間千絲萬縷的為單一的總線通訊，避免了大量現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)電纜的長距離敷設(shè)，使過程UO電纜的使用量銳減，據(jù)估計(jì)可以節(jié)約60％的信號(hào)電纜。

（3）提高了I／O信號(hào)的可靠性

采用現(xiàn)場(chǎng)總線以后，過程I／O的處理均在就近的現(xiàn)場(chǎng)智能裝置內(nèi)完成，避免了小信號(hào)的長距離傳送，使信號(hào)的保真度大大提高；現(xiàn)場(chǎng)智能裝置與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的通訊，采用成熟的數(shù)字通訊技術(shù)（包括校驗(yàn)、容錯(cuò)、糾錯(cuò)技術(shù)等），確保了信號(hào)傳遞過程中的可靠性。

以上就是本文全部內(nèi)容，歡迎您來電咨詢我廠家流量計(jì)選型、報(bào)價(jià)等內(nèi)容。

遠(yuǎn)程智能I／O及現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)