閥門(mén)執行器現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統

　　環(huán)路斷開(kāi)后，主控站首先通過(guò)端口
　　A向與其連接的第一臺現場(chǎng)單元發(fā)送命令，同時(shí)接收該現場(chǎng)單元的應答。然后再向第二臺現場(chǎng)單元發(fā)送命令，同時(shí)也接收這臺現場(chǎng)單元的應答。這樣，發(fā)送命令，接收應答，連接現場(chǎng)單元的環(huán)路一步步擴大，直到環(huán)路斷點(diǎn)處不能再繼續下去為止。與此同時(shí)，主控站也通過(guò)端口B向相反方向的現場(chǎng)單元發(fā)送命令并接收應答，直到斷點(diǎn)前的現場(chǎng)單元。用這種方法，主控站不僅從環(huán)路兩個(gè)方向確定了斷點(diǎn)位置，也確定了斷點(diǎn)兩端現場(chǎng)單元自行構成的返回路徑，從而保證所有現場(chǎng)單元與主控站之間的通信工作始終不被中斷。
　　作為環(huán)路故障檢查的必要手段，主控站一般要重復進(jìn)行檢查。即不斷地發(fā)出命令，接收應答。在正常情況下，從端口A(yíng)發(fā)出命令，再由端口B接收應答。
　　2.3 現場(chǎng)單元
　　閥門(mén)執行器現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統中的現場(chǎng)單元是根據閥門(mén)或執行器的特殊要求專(zhuān)門(mén)設計的Smart控制器，結構為單機架裝方式或執行器整體方式。但不管是哪種結構方式，它總是和閥門(mén)或執行器作為智能化或半智能化的裝置來(lái)使用的。
　　通常，半智能化的現場(chǎng)單元僅僅是主控站的一個(gè)分散的I/O口。在系統中，它接受主控站的控制命令，對閥門(mén)或執行器進(jìn)行一系列的操作，同時(shí)將閥門(mén)或執行器上的工作狀態(tài)和其它信息反饋給主控站，供系統采集、記錄、顯示和控制使用。
　　智能化現場(chǎng)單元除可與主控站通過(guò)環(huán)路進(jìn)行信息和數據通信并根據主控站命令工作外，還可單獨與閥門(mén)或執行器構成回路，為工業(yè)過(guò)程提供閥門(mén)定位、邏輯控制、批量操作、PID調節以及多回路運行等多種能力，對位置、流量、壓力和液面進(jìn)行更為豐富和精確的控制。
　　無(wú)論是智能化還是半智能化的，也無(wú)論是架裝式還是整體式的，這些現場(chǎng)單元都具有閥門(mén)或執行器操作所需要的特殊功能，其中包括：
　　過(guò)力矩保護-在閥門(mén)或執行器發(fā)生堵轉或出力超過(guò)限定值時(shí)，可自動(dòng)地切斷電源停止運行。
　　電機過(guò)熱保護-電機繞組中埋有熱敏元件，在由于超載使電機過(guò)熱時(shí)發(fā)出信號，然后由保護電路自動(dòng)切斷電源使電機停轉。
　　斷信號保護-無(wú)論是在輸入信號還是位置信號消失或超量程時(shí)，執行器都可自動(dòng)地轉入事先預置的安全工作狀態(tài)，或由閉環(huán)控制轉入開(kāi)環(huán)控制。信號正常后，執行器可自動(dòng)恢復到原來(lái)的工作狀態(tài)。
　　遙控與本機手操-通過(guò)按紐進(jìn)行閥門(mén)的“開(kāi)”、“關(guān)”、“停”操作和緊急關(guān)閉操作。
　　故障顯示和報警-通過(guò)自診斷，可在萬(wàn)一發(fā)生故障或工作不正常時(shí)自動(dòng)發(fā)出聲光報警信號并及時(shí)顯示故障內容。
　　由于是在惡劣的現場(chǎng)環(huán)境條件下使用，現場(chǎng)單元均采用了高可靠性器件、表面封裝技術(shù)、堅固的雙層密封外殼，特殊的軟硬件抗干擾技術(shù)等措施來(lái)保證其能長(cháng)期安全可靠地工作。
　　3、總線(xiàn)形式和通信協(xié)議
　　在閥門(mén)執行器現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統中，維持系統高效而有秩序工作的是系統通信所使用的各種現場(chǎng)總線(xiàn)協(xié)議。
　　在國際性現場(chǎng)總線(xiàn)標準沒(méi)有完全統一之前，閥門(mén)或執行器專(zhuān)業(yè)公司出于自身的利益，開(kāi)發(fā)了各自的現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統。這些系統有共同之處，也有不同之處。同時(shí)，系統所使用的總線(xiàn)形式和通信協(xié)議有相同的也有不同的。Limitorque的DDC-100TM系統使用的總線(xiàn)技術(shù)是Inter
　　公司的Bitbus。這是一種總線(xiàn)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系統中與環(huán)路上自家的裝置兼容，通過(guò)專(zhuān)用接口，還可與Honeywell
　　Foxboro Taylor 等其它公司的DCS和PLC 兼容，使用起來(lái)非常得心應手。
　　Keystone 公司的KEYDIG 系統采用的是Valvbus
　　總線(xiàn)。它的通信是通過(guò)RS232、RS485標準接口和Modus或Ascll協(xié)議完成的。除此之外，Valvbus
　　使用了一種專(zhuān)利信號波形，從而形成一種高強的數字載波，使得該系統抗干擾能力極強，不必對所用的電纜類(lèi)型進(jìn)行限制。
　　Rotork公司的Pakscan
　　IIE系統使用的是Modbus總線(xiàn)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(xiàn)協(xié)議。在這個(gè)信號速率下，傳輸一個(gè)指令到現場(chǎng)單元的時(shí)間是27ms，掃描一個(gè)具有240臺現場(chǎng)單元的環(huán)路需要1.9秒。有60臺現場(chǎng)單元的現場(chǎng)總線(xiàn)環(huán)路用0.4秒就可掃描完畢。
　　此外，目前還有一些廠(chǎng)家正在開(kāi)發(fā)或生產(chǎn)采用Hart和FF總線(xiàn)協(xié)議的閥門(mén)、電氣轉換器和執行器。我國在“九五”期間也組織開(kāi)發(fā)了Hart和FF協(xié)議儀表產(chǎn)品，其中就有執行器。
　　盡管有各自的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，盡管其局域網(wǎng)和標準規格不一，但無(wú)論哪種總線(xiàn)協(xié)議，都是用于現場(chǎng)儀表與控制系統之間進(jìn)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(lái)實(shí)現的。上述幾種系統所使用的總線(xiàn)協(xié)議實(shí)現的一般方法是，較低層的具體功能和任務(wù)要求主要由硬件實(shí)現，而高層則主要由軟件來(lái)實(shí)現。
　　迄今為止，閥門(mén)執行器現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統的應用歷史不過(guò)是短短的幾年時(shí)間。它一出現，就徹底改變了閥門(mén)或執行器的控制和維護方法，并解決了長(cháng)期因擾過(guò)程控制系統的閥門(mén)或執行器的接線(xiàn)、調試和維修問(wèn)題。這使我們看到，它不僅改變了傳統的控制系統結構，還必將對過(guò)程控制領(lǐng)域產(chǎn)生巨大而深遠的影響。