現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)及其在水泥廠(chǎng)中的應用

隨著(zhù)控制、計算機、通訊、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò )集成自動(dòng)化系統在現代工業(yè)企業(yè)中已得到廣泛應用。而作為當今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展熱點(diǎn)之一的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的出現，則標志著(zhù)工業(yè)控制領(lǐng)域又一個(gè)新時(shí)代的開(kāi)始。它被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)，隨著(zhù)現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的不斷完善和推廣，這一技術(shù)在許多大、中型水泥廠(chǎng)得到了廣泛的應用。

1 現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)簡(jiǎn)介
1.1 現場(chǎng)總線(xiàn)的基本認識
現場(chǎng)總線(xiàn)是應用在生產(chǎn)現場(chǎng)、在微機化測量控制設備之間實(shí)現雙向串行多節點(diǎn)數字通訊系統，也被稱(chēng)為開(kāi)放式、數字化、多點(diǎn)通訊的底層控制網(wǎng)絡(luò )。它作為一個(gè)紐帶，把單個(gè)分散的各個(gè)測量設備連接在一起，使它們之間可以互相通訊，成為共同完成控制任務(wù)的系統。

1.2 現場(chǎng)總線(xiàn)的特點(diǎn)
在傳統的模擬控制系統中，現場(chǎng)的儀表設備與控制室的控制器之間，通常采用一對一的物理連接，實(shí)現模擬信號的通訊。而在現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統中，現場(chǎng)的儀表設備多采用智能化設備，通訊方式由數字信號取代了模擬信號，只需一根電纜即可將多個(gè)現場(chǎng)設備的多個(gè)運行參數傳入控制室，同時(shí)還可為多個(gè)設備提供電源，這樣不僅簡(jiǎn)化了系統結構，節約了硬件投資，同時(shí)還便于安裝和維護。

1.3 應用較多的幾種現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)
1.3.1 基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)（FF，Foundation Fieldbus）
它是以美國Fisher-Rosemount公司和Honeywell公司為首，聯(lián)合ABB、西門(mén)子等多個(gè)公司合并后，成立的現場(chǎng)總線(xiàn)基金會(huì )，制定了Word FIP協(xié)議。它以ISO/OSI開(kāi)放系統互連模型為基礎，取其物理層、數據鏈路層、應用層為FF通訊模型的相應層次，并在應用層上增加了用戶(hù)層。用戶(hù)層主要針對自動(dòng)化測控應用的需要，定義了信息存取的統一規則，采用設備描述語(yǔ)言規定了通用的功能塊集。由于這些公司是這一領(lǐng)域的主要供貨商，因此由他們組成的基金會(huì )所制定現場(chǎng)總線(xiàn)規范具有一定的權威性。

1.3.2 Lon Works
它是由美國Echelon公司推出并由摩托羅拉、東芝公司共同倡導，于1990年正式公布形成的，它采用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協(xié)議，采用了面向對象的設計方法，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )變量把網(wǎng)絡(luò )通訊設計簡(jiǎn)化為參數設置，其通訊速率從300bps 至1.5Mbps不等,直接通訊距離可達2700m（78kbps，雙絞線(xiàn)）；支持雙絞線(xiàn)、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線(xiàn)電、力線(xiàn)等多種通訊介質(zhì)，并開(kāi)發(fā)了相應的本質(zhì)安全防爆產(chǎn)品，被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò )。是具有強勁實(shí)力的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)。

1.3.3 PROFIBUS
PROFIBUS是德國國家標準DIN19245和歐洲標準EN50170的現場(chǎng)總線(xiàn)標準。由PROFIBUS-DP，PROFIBUS-FMS，PROFIBUS-PA組成了PROFIBUS系列。DP型用于分散外設間的高速數據傳輸，適合于加工自動(dòng)化領(lǐng)域的應用。FMS意為現場(chǎng)信息規范，PROFIBUS-FMS適用于紡織、樓宇自動(dòng)化、可編程控制器、低壓開(kāi)關(guān)等，而PA型則是用于過(guò)程自動(dòng)化的總線(xiàn)類(lèi)型，它遵循IEC1158-2標準。它采用OSI模型的物理層、數據鏈路層。FMS還采用了應用層。傳輸速率為9.6kbps ～12Mbps，最大傳輸距在12Mbps時(shí)為100m，1.5Mbps時(shí)為400m,可用中繼器延長(cháng)至10k m。其傳輸介質(zhì)可以是雙絞線(xiàn)，也可以是光纜，最多可連接127個(gè)站點(diǎn)，可實(shí)現總線(xiàn)供電和本質(zhì)安全防爆。