現(xiàn)場總線入門
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我們也會談到PROFIBUS、基金會現(xiàn)場總線和FISCO的不同。實體上安全的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，安裝冗余的主干線，以及EDDL和FDT比較。
現(xiàn)場是怎么工作的？
在模擬控制系統(tǒng)中，設(shè)備生成4－20mA的輸出信號，通過雙絞線從遠(yuǎn)程分裂蒸餾塔、液體灌和過程單元一路傳送到控制室、集成架、遠(yuǎn)程I/O集成器或是遠(yuǎn)程終端設(shè)備。相似的，4－20mA的控制信號從控制室到閥執(zhí)行裝置、泵和其它一些控制設(shè)備。數(shù)百有時甚至數(shù)千的電纜通過電纜盤、終端架、配電柜、場地和管道迂回前進(jìn)。
低消耗的有效性、適合現(xiàn)場設(shè)備的強大的處理器開拓了消除大量的電纜同時增強了工廠數(shù)據(jù)的有用性的道路。
圖1 傳統(tǒng)的4－20mA的現(xiàn)場布線往往把電線、電纜、終端變的亂糟糟的
圖2 安裝現(xiàn)場總線大大簡化了布線
不同于使用大量的獨立電纜，現(xiàn)場總線允許大量設(shè)備只使用一根電纜，叫做主干線（圖2）；每個設(shè)備作為一個分支連接到電纜上。當(dāng)然，每個設(shè)備都會有連接到主干線的現(xiàn)場總線接口，并運行某些軟件來提供現(xiàn)場總線通訊。
每個現(xiàn)場總線的主干線——無論是基金會現(xiàn)場總線H1還是PROFIBUS PA——是一個簡單的雙絞線，傳輸數(shù)字信號和直流電源，連接32個現(xiàn)場總線設(shè)備（溫度、流量、水平位置、和壓力傳感器、智能閥、執(zhí)行機構(gòu)等）到DCS或是相似的控制系統(tǒng)。大多數(shù)裝置是雙線總線驅(qū)動電流是10mA到20mA，但是，也會有4線現(xiàn)場總線裝置，通常在需要電流特別高的地方。
在控制系統(tǒng)，一個現(xiàn)場總線主干線開始于一個接口設(shè)備。在一個FOUNDATION現(xiàn)場總線H1（FF）系統(tǒng)，接口被叫做H1卡；在PROFIBUS PA系統(tǒng)，它是PROFIBUS DP/PA 主干線適配器。在主干線上根據(jù)信號布線和電能需求方式，F(xiàn)F和PA在以下幾點上是一致的：
● 最小設(shè)備操作電壓9V；
● 最大總線電壓32V；
● 最大總線長度1900米（屏蔽雙絞線）。
總線所需要的直流電源通常是通過現(xiàn)場總線供電，或是直流電壓調(diào)節(jié)器短路時所引起的高頻信號。典型的功率調(diào)節(jié)器可以在350mA到500mA之間有效，通常會在主干線－主干線之間防止干擾。對于PA，主干線適配器通常協(xié)調(diào)電源調(diào)節(jié)器的因素。在FF主干線電源調(diào)節(jié)器從H1接口卡上分離出來，通常被安裝在多余的雙絞線上，用來改善整體的可靠性。圖3顯示了典型的現(xiàn)場總線的主干線。
計算一個現(xiàn)場總線的主干線上可以安裝多少個設(shè)備時，用戶必須把每臺設(shè)備所需要的最大電流、主干線長度（因為電壓會在電纜傳輸過程中衰減）、和其它因素考慮進(jìn)去。這個計算是簡單的歐姆定律的問題，目的在于當(dāng)把所有的電壓衰減因素考慮進(jìn)去之后，顯示最少9V可以傳輸?shù)街鞲删€的終端。例如，每個需要320mA的設(shè)備以驅(qū)動20mA驅(qū)動16個設(shè)備，所以如果主干線是基于18AWG的電纜，并用25V的電源協(xié)調(diào)器供電，如果保證傳到終端的電壓為9V，則最大的電纜長度是1000米。注意，許多用戶在9V之上指定了一個最小的操作電壓，來允許意外的電流負(fù)載，以及未來的附加設(shè)備。
圖3 一個現(xiàn)場總線主干線開始于H1接口卡，基金會現(xiàn)場總線的一個電源，或是PROFIBUS 主干線適配器。在一個主干線可以支持32個設(shè)備。方框中顯示“T”的代表終端。
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