多種現場總線技術在電動執行機構中的應用

1 現場總線技術簡介
現場總線(Fieldbus)是指現場設備與自動控制裝置之間的數字式、串行、雙向、多點通信的數據總線；現場總線遵循國際統一的協議標準，具有開發、互聯、兼容和互操作性的特性，它使自動化系統的功能更加分散，系統更加簡化，還具有遠方診斷、調試的優點，可以提高自控系統的安全可靠性。
2 電動執行機構的工作原理及使用情況
電動執行機構是過程控制系統中一個十分重要的現場驅動裝置，具有行程控制、力矩保護、手動電動切換操作、遠方及就地控制等功能，可以將上位控制設備和系統 (調節器、PLC、DCS)給出的電量指令信號轉化為相應的位移，驅動最終的控制部分如閥門、風門等至系統所要求的位置，以調節和控制流量、風量、溫度、壓力等過程參數，實現系統的過程控制。電動執行機構通常采用模擬量或脈沖量開展方式，系統與執行機構之間采用點對點的連接形式。
現場總線類型中適合過程自動化的主要有三種即FF(基金會現場總線)、Profibus和WORLDFIP。另外，還有不少其它公司的現場總線，如Modbus、P-NET等。PROFIBUS由三個兼容部分組成，PROFIBUS-DP、PROFIBUS-PA、PROFIBUS-FMS。其中PROFIBUS-DP是一種高速低成本通信系統，用于設備級控制系統與分散式I／0的通信；PROFIBUS-PA專為過程自動化設計，可使變送器與執行機構、驅動裝置連接在一根總線上并提供本質安全和總線供電特性；WorldFIP為世界工廠儀表協議(World Factory lnstrument Protoc01)，在儀表行業得到了廣泛的應用?；饡F場總線FF總線是以FISHER-ROSEMOUNT公司為首聯合80家公司制定的ISP協議和以HONEYWELL公司為首聯合歐洲150家公司制定的WORLDFIP協議。
根據電動執行機構的結構和性能要求，執行機構上可使用多種現場總線。
3 電動執行機構上應用現場總線的優勢
(1)．現場使用的輔助設備少。傳統的現場接線極為費時、費力：每臺儀表都必須要有至少7-14根控制線才能將執行機構的參數傳遞到控制系統的控制模板上。由于要對執行機構進行控制，還需要在控制裝置附近安裝轉換控制柜(馬控柜)，用于中途或現場的控制，或者提供中途信號。而采用總線通訊方式，即使是在冗余的情況下，也僅需要兩根電纜4根線，且無須任何隔離和轉換以及輸入輸出模塊，同時減少了大量的信號電纜、節省了相應的電纜槽、配電柜等硬件，降低了費用，而且還便利了現場接線。
(2)可靠性高。執行機構采用現場總線，其輸出為數字信號。這與傳統的輸出為模擬信號的執行器來比就大不一樣了，不僅減少了信號轉換過程中的損失，增加了抗干擾能力，而且所傳遞信號的質量也是非常穩定可靠。使用帶現場總線的執行機構減少了大量的接線工作以及大量的中間過渡裝置，因此也減少了大量的人為錯誤和系統故障。
(3)操作維護方便。采用了現場總線的執行機構具有雙向通訊功能，操作人員在控制室既可對現場執行機構進行標定、參數設置、功能組態，還可在線監測裝置的工作情況，行故障診斷和事故預測、實施狀態維修，不再需要像過去一定要到現場去。由于執行機構時刻處于被監控狀態，因此使用和維護十分方便。
(4)可實現遠程編程、操作、和診斷。當執行機構在現場出現了一些難以解決的問題時，就可以利用裝置上帶有的通訊接口通過網絡的途徑來進行遠程會診，廠家不必到現場。