閥門執行器現場總線控制系統

　　環路斷開后，主控站首先通過端口
　　A向與其連接的第一臺現場單元發送命令，同時接收該現場單元的應答。然后再向第二臺現場單元發送命令，同時也接收這臺現場單元的應答。這樣，發送命令，接收應答，連接現場單元的環路一步步擴大，直到環路斷點處不能再繼續下去為止。與此同時，主控站也通過端口B向相反方向的現場單元發送命令并接收應答，直到斷點前的現場單元。用這種方法，主控站不僅從環路兩個方向確定了斷點位置，也確定了斷點兩端現場單元自行構成的返回路徑，從而保證所有現場單元與主控站之間的通信工作始終不被中斷。
　　作為環路故障檢查的必要手段，主控站一般要重復進行檢查。即不斷地發出命令，接收應答。在正常情況下，從端口A發出命令，再由端口B接收應答。
　　2.3 現場單元
　　閥門執行器現場總線控制系統中的現場單元是根據閥門或執行器的特殊要求專門設計的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，它總是和閥門或執行器作為智能化或半智能化的裝置來使用的。
　　通常，半智能化的現場單元僅僅是主控站的一個分散的I/O口。在系統中，它接受主控站的控制命令，對閥門或執行器進行一系列的操作，同時將閥門或執行器上的工作狀態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。
　　智能化現場單元除可與主控站通過環路進行信息和數據通信并根據主控站命令工作外，還可單獨與閥門或執行器構成回路，為工業過程提供閥門定位、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、壓力和液面進行更為豐富和精確的控制。
　　無論是智能化還是半智能化的，也無論是架裝式還是整體式的，這些現場單元都具有閥門或執行器操作所需要的特殊功能，其中包括：
　　過力矩保護-在閥門或執行器發生堵轉或出力超過限定值時，可自動地切斷電源停止運行。
　　電機過熱保護-電機繞組中埋有熱敏元件，在由于超載使電機過熱時發出信號，然后由保護電路自動切斷電源使電機停轉。
　　斷信號保護-無論是在輸入信號還是位置信號消失或超量程時，執行器都可自動地轉入事先預置的安全工作狀態，或由閉環控制轉入開環控制。信號正常后，執行器可自動恢復到原來的工作狀態。
　　遙控與本機手操-通過按紐進行閥門的“開”、“關”、“停”操作和緊急關閉操作。
　　故障顯示和報警-通過自診斷，可在萬一發生故障或工作不正常時自動發出聲光報警信號并及時顯示故障內容。
　　由于是在惡劣的現場環境條件下使用，現場單元均采用了高可靠性器件、表面封裝技術、堅固的雙層密封外殼，特殊的軟硬件抗干擾技術等措施來保證其能長期安全可靠地工作。
　　3、總線形式和通信協議
　　在閥門執行器現場總線控制系統中，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總線協議。
　　在國際性現場總線標準沒有完全統一之前，閥門或執行器專業公司出于自身的利益，開發了各自的現場總線控制系統。這些系統有共同之處，也有不同之處。同時，系統所使用的總線形式和通信協議有相同的也有不同的。Limitorque的DDC-100TM系統使用的總線技術是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協議為基礎。它不僅在DDC-100TM系統中與環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。
　　Keystone 公司的KEYDIG 系統采用的是Valvbus
　　總線。它的通信是通過RS232、RS485標準接口和Modus或Ascll協議完成的。除此之外，Valvbus
　　使用了一種專利信號波形，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型進行限制。
　　Rotork公司的Pakscan
　　IIE系統使用的是Modbus總線協議。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臺現場單元的環路需要1.9秒。有60臺現場單元的現場總線環路用0.4秒就可掃描完畢。
　　此外，目前還有一些廠家正在開發或生產采用Hart和FF總線協議的閥門、電氣轉換器和執行器。我國在“九五”期間也組織開發了Hart和FF協議儀表產品，其中就有執行器。
　　盡管有各自的特點和優點，盡管其局域網和標準規格不一，但無論哪種總線協議，都是用于現場儀表與控制系統之間進行全數字化、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。上述幾種系統所使用的總線協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，閥門執行器現場總線控制系統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行器的控制和維護方法，并解決了長期因擾過程控制系統的閥門或執行器的接線、調試和維修問題。這使我們看到，它不僅改變了傳統的控制系統結構，還必將對過程控制領域產生巨大而深遠的影響。