多種現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

4 設(shè)計(jì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線的一般原則及要點(diǎn)
(1)設(shè)計(jì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線的一般原則。
電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的現(xiàn)場(chǎng)總線必須與系統(tǒng)的總線類型一致。如選用PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)，則電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中也必須選用相應(yīng)的PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線。如選用PROCESS-NET總線系統(tǒng)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也必須選用能夠滿足該系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線。不同的現(xiàn)場(chǎng)總線由于標(biāo)準(zhǔn)不同，不能相互兼容。在使用過(guò)程中，只有具有遵循同一總線要求的設(shè)備才能相互通訊。
現(xiàn)場(chǎng)總線相對(duì)于整個(gè)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)講是一個(gè)部件，因而在設(shè)計(jì)時(shí)要注意和整個(gè)系統(tǒng)要融為一個(gè)整體。不能發(fā)生相互沖突或矛盾。具有現(xiàn)場(chǎng)總線的執(zhí)行機(jī)構(gòu)比不帶現(xiàn)場(chǎng)總線的執(zhí)行機(jī)構(gòu)更先進(jìn)、更方便。
(2)設(shè)計(jì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線的要點(diǎn)。
現(xiàn)場(chǎng)總線電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是功能控制版，通訊接口板，系統(tǒng)軟件等幾個(gè)重要內(nèi)容的設(shè)計(jì)。功能控制板是整個(gè)機(jī)構(gòu)的核心。完成好它的設(shè)計(jì)將直接關(guān)系到現(xiàn)場(chǎng)總線功能的最終實(shí)現(xiàn)和使用。對(duì)應(yīng)不同的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，功能控制板也不一樣，PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線中最重要的是ASIC SPC-3(一種專用集成電路)。
通訊接口板是設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)總線的又一個(gè)關(guān)鍵。不同的現(xiàn)場(chǎng)總線要采用不同的通訊控制卡，如果是PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線，就必須采用能夠與PROFIBUS總線進(jìn)行通訊的通訊卡。如果選用MODBUS卡，則相對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)總線就必須是MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線。用戶在執(zhí)行器中根據(jù)要求插入不同的通訊控制卡，執(zhí)行器就能與支持該通訊協(xié)議的PLC、DCS等控制裝置一起構(gòu)成不同的總線系統(tǒng)。
除了接口板外，相對(duì)應(yīng)的還有各自不同的接口。 PROFIBUS的接口為RS485串口，PROCESS-NET的接口為RS485、RS232串口。
總線系統(tǒng)必須采用專用的軟件功能模塊來(lái)完成人--機(jī)對(duì)話。SIEMENS公司在執(zhí)行器上采用的是SIMATIC S7-400系統(tǒng)中的SIPPOS5軟件。SDA公司的AS執(zhí)行器上采用的是SMARTMANAGER軟件。
5 帶現(xiàn)場(chǎng)總線的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的應(yīng)用
(1)總線的主控制單元與設(shè)備之間的連接
在總線控制下，一個(gè)環(huán)路中的所有執(zhí)行器被一根屏蔽雙絞線串聯(lián)起來(lái)，所有控制及反饋信息均通過(guò)這根雙絞線進(jìn)行傳輸，完全取代傳統(tǒng)的十四線制。當(dāng)需要增加執(zhí)行器時(shí)，只需一根雙絞線和上級(jí)控制裝置(PLC或集散控制系統(tǒng)DCS)的一個(gè)串口，并不需要對(duì)每個(gè)執(zhí)行器都單獨(dú)使用一根多芯電纜，更不需要增加PLC大量的 I／0接口。
(2)現(xiàn)場(chǎng)總線的保護(hù)
對(duì)于傳統(tǒng)的總線控制系統(tǒng)而言，出現(xiàn)線路故障是非常致命的。在執(zhí)行器上設(shè)計(jì)總線系統(tǒng)時(shí)要注意采用具有強(qiáng)大保障功能的冗余結(jié)構(gòu)。兩根屏蔽的雙絞線--一進(jìn)一出用于單通道操作，每根電纜中的兩根線互為冗余，實(shí)現(xiàn)雙通道操作，如果其中一根線路出現(xiàn)故障--斷開(kāi)、短路、接地等系統(tǒng)要能夠及時(shí)地啟動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，保證整個(gè)大系統(tǒng)的正常運(yùn)行；
當(dāng)執(zhí)行器或執(zhí)行器所控制的設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)要能夠及時(shí)地給予識(shí)別，并將該執(zhí)行器的各項(xiàng)參數(shù)反饋給主控裝置，或者將該節(jié)點(diǎn)從整個(gè)系統(tǒng)中脫開(kāi)，以維持整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定。由于總線系統(tǒng)自身具有的自診斷功能，當(dāng)使用總線控制時(shí)，可以最大限度地縮短檢修時(shí)間，提高檢修質(zhì)量，降低檢修費(fèi)用。當(dāng)出現(xiàn)一些在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法解決的難題時(shí)，還可以通過(guò)總線接口來(lái)進(jìn)行遠(yuǎn)程通信實(shí)施遠(yuǎn)程技術(shù)支持。
(3)現(xiàn)場(chǎng)總線供電的質(zhì)量保證。由于總線系統(tǒng)對(duì)環(huán)境要求比較高，因此在使用時(shí)要保持供電電源的質(zhì)量、確?？偩€供電的可靠。
6 結(jié)束語(yǔ)
隨著各種過(guò)程控制要求的不斷提高，作為用于過(guò)程控制的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)也要能夠不斷適應(yīng)這種情況。只有不斷適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS(Fieldbus Control System)的要求，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)才能更好地發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)勢(shì)。