在閥門執(zhí)行器現場總線控制系統(tǒng)中,維持系統(tǒng)而有秩序工作的是系統(tǒng)通信所使用的各種現場總線協(xié)議。在國際性現場總線標準沒有完全統(tǒng)一之前,閥門或執(zhí)行器專業(yè)公司出于自身的利益,開發(fā)了各自的現場總線控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)有共同之處,也有不同之處。同時,系統(tǒng)所使用的總線形式和通信協(xié)議有相同的也有不同的。Limitorque的DDC-100TM系統(tǒng)使用的總線技術是Inter 公司的Bitbus。這是一種總線串行接口,物理層基于RS485,通道以IBM公司研制的SDLC協(xié)議為基礎。它不僅在DDC-100TM系統(tǒng)中與環(huán)路上自家的裝置兼容,通過專用接口,還可與Honeywell Foxboro Taylor 等其它公司的DCS和PLC 兼容,使用起來非常得心應手。下面就來介紹下現場總線控制系統(tǒng)總線形式和通信協(xié)議。 電動執(zhí)行器總線控制及通訊協(xié)議 ;通信是通過RS232、RS485標準接口和Modus或Ascll協(xié)議完成的。除此之外,Valvbus使用了一種信號波形,從而形成一種高強的數字載波,使得該系統(tǒng)抗干擾能力極強,不必對所用的電纜類型進行限制?,F場總線型電動閥門是過程控制系統(tǒng)中一個十分重要的現場驅動裝置,具有行程控制、力矩保護、手動電動切換操作、遠方及就地控制等功能,可以將上位控制設備和系統(tǒng)(調節(jié)器、PLC、DCS)給出的電量指令信號轉化為相應的位移,驅動zui終的控制部分如閥門、風門等至系統(tǒng)所要求的位置,以調節(jié)和控制流量、風量、溫度、壓力等過程參數,實現系統(tǒng)的過程控制。現場總線型電動閥門通常采用模擬量或脈沖量開展方式,系統(tǒng)與執(zhí)行機構之間采用點對點的連接形式。
電動執(zhí)行器總線控制及通訊協(xié)議現場總線型電動閥門.
現場總線型電動閥門中適合過程自動化的主要有三種即FF(基金會現場總線)、PROFIBUS和WORLDFIP。另外,還有不少其它公司的現場總線,如MODBUS、PROCESS- NET等。PROFIBUS由三個兼容部分組成,PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS。其中PROFIBUS-DP是一種高速低成本通信系統(tǒng),用于設備級控制系統(tǒng)與分散式I/0的通信;PROFIBUS-PA專為過程自動化設計,可使變送器與執(zhí)行機構、驅動裝置連接在一根總線上并提供本質安全和總線供電特性;WorldFIP為世界工廠儀表協(xié)議(World Factory lnstrument Protoc01),在儀表行業(yè)得到了廣泛的應用?;饡F場總線FF總線是以FISHER-ROSEMOUNT公司為首聯合80家公司制定的ISP協(xié)議和以HONEYWELL公司為首聯合歐洲150家公司制定的WORLDFIP協(xié)議。 Rotork公司的Pakscan IIE系統(tǒng)使用的是Modbus總線協(xié)議。這是一種為在2400波特的額定信號速率下高速和可靠通信而設計的總線協(xié)議。在這個信號速率下,傳輸一個指令到現場單元的時間是27ms,掃描一個具有240臺現場單元的環(huán)路需要1.9秒。有60臺現場單元的現場總線環(huán)路用0.4秒就可掃描完畢。 此外,目前還有一些廠家正在開發(fā)或生產采用Hart和FF總線協(xié)議的電動閥門、電氣轉換器和電動執(zhí)行器。我國在“九五”期間也組織開發(fā)了Hart和FF協(xié)議儀表產品,其中就有執(zhí)行器。
盡管有各自的特點和優(yōu)點,盡管其局域網和標準規(guī)格不一,但無論哪種總線協(xié)議,都是用于現場儀表與控制系統(tǒng)之間進行全數字化、雙向和多站通信工作的,而且從總體上看,還都是靠軟硬件來實現的。上述幾種系統(tǒng)所使用的總線協(xié)議實現的一般方法是,較低層的具體功能和任務要求主要由硬件實現,而高層則主要由軟件來實現。 迄今為止,閥門執(zhí)行器現場總線控制系統(tǒng)的應用歷史不過是短短的幾年時間。它一出現,就徹底改變了閥門或執(zhí)行器的控制和維護方法,并解決了長期因擾過程控制系統(tǒng)的閥門或執(zhí)行器的接線、調試和維修問題。這使我們看到,它不僅改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)結構,還必將對過程控制領域產生巨大而深遠的影