多種現(xiàn)場總線技術(shù)在電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

4 設(shè)計電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)場總線的一般原則及要點
(1)設(shè)計電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)場總線的一般原則。
電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的現(xiàn)場總線必須與系統(tǒng)的總線類型一致。如選用PROFIBUS現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，則電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)中也必須選用相應(yīng)的PROFIBUS現(xiàn)場總線。如選用PROCESS-NET總線系統(tǒng)，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)也必須選用能夠滿足該系統(tǒng)的現(xiàn)場總線。不同的現(xiàn)場總線由于標(biāo)準(zhǔn)不同，不能相互兼容。在使用過程中，只有具有遵循同一總線要求的設(shè)備才能相互通訊。
現(xiàn)場總線相對于整個電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來講是一個部件，因而在設(shè)計時要注意和整個系統(tǒng)要融為一個整體。不能發(fā)生相互沖突或矛盾。具有現(xiàn)場總線的執(zhí)行機(jī)構(gòu)比不帶現(xiàn)場總線的執(zhí)行機(jī)構(gòu)更先進(jìn)、更方便。
(2)設(shè)計電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)現(xiàn)場總線的要點。
現(xiàn)場總線電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計要點是功能控制版，通訊接口板，系統(tǒng)軟件等幾個重要內(nèi)容的設(shè)計。功能控制板是整個機(jī)構(gòu)的核心。完成好它的設(shè)計將直接關(guān)系到現(xiàn)場總線功能的最終實現(xiàn)和使用。對應(yīng)不同的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，功能控制板也不一樣，PROFIBUS現(xiàn)場總線中最重要的是ASIC SPC-3(一種專用集成電路)。
通訊接口板是設(shè)計現(xiàn)場總線的又一個關(guān)鍵。不同的現(xiàn)場總線要采用不同的通訊控制卡，如果是PROFIBUS現(xiàn)場總線，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，則相對應(yīng)的現(xiàn)場總線就必須是MODBUS現(xiàn)場總線。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完成人--機(jī)對話。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)場總線的電動執(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，一個環(huán)路中的所有執(zhí)行器被一根屏蔽雙絞線串聯(lián)起來，所有控制及反饋信息均通過這根雙絞線進(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，只需一根雙絞線和上級控制裝置(PLC或集散控制系統(tǒng)DCS)的一個串口，并不需要對每個執(zhí)行器都單獨使用一根多芯電纜，更不需要增加PLC大量的 I／0接口。
(2)現(xiàn)場總線的保護(hù)
對于傳統(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)計總線系統(tǒng)時要注意采用具有強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，實現(xiàn)雙通道操作，如果其中一根線路出現(xiàn)故障--斷開、短路、接地等系統(tǒng)要能夠及時地啟動保護(hù)系統(tǒng)，保證整個大系統(tǒng)的正常運行；
當(dāng)執(zhí)行器或執(zhí)行器所控制的設(shè)備出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)要能夠及時地給予識別，并將該執(zhí)行器的各項參數(shù)反饋給主控裝置，或者將該節(jié)點從整個系統(tǒng)中脫開，以維持整個系統(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，可以最大限度地縮短檢修時間，提高檢修質(zhì)量，降低檢修費用。當(dāng)出現(xiàn)一些在現(xiàn)場無法解決的難題時，還可以通過總線接口來進(jìn)行遠(yuǎn)程通信實施遠(yuǎn)程技術(shù)支持。
(3)現(xiàn)場總線供電的質(zhì)量保證。由于總線系統(tǒng)對環(huán)境要求比較高，因此在使用時要保持供電電源的質(zhì)量、確保總線供電的可靠。
6 結(jié)束語
隨著各種過程控制要求的不斷提高，作為用于過程控制的電動執(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)場總線控制系統(tǒng)FCS(Fieldbus Control System)的要求，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)才能更好地發(fā)揮其應(yīng)有的優(yōu)勢。