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現(xiàn)場總線型變送器

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  • 發(fā)布時間:2013/10/28 15:11:21
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一、現(xiàn)場總線型變送器概述

  變送器是自動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ),它既是獲取信息的傳感器,也是信息工業(yè)的源頭。目前,變送器已經(jīng)從模擬型、智能型發(fā)展到了現(xiàn)場總線型。智能型變送器(指采用HART、DE協(xié)議的變送器)是數(shù)字信號與模擬信號混合的變送器,它和DCS(分散控制系統(tǒng))的連接仍然采用兩線制。智能型變送器與DCS通信時,在DCS中還必須配有智能卡(數(shù)字檢測卡),否則,即使是同一廠家的產(chǎn)品,也不能通信,這使整個測量系統(tǒng)的兼容性及擴展性受到了很大的局限。隨著計算機、通信和微處理機技術(shù)的發(fā)展,控制系統(tǒng)發(fā)生了新的變革,產(chǎn)生了取代傳統(tǒng)DCS(指未吸納現(xiàn)場總線技術(shù)的DCS)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(簡稱FCS)。

  為了適應現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的要求,現(xiàn)場總線型變送器得到了迅速發(fā)展,其中比較典型的代表有湖南銀河電氣有限公司研制的的DMC300分布式測控系統(tǒng)

基于光纖總線的現(xiàn)場總線型變送器

圖1 基于光纖總線的現(xiàn)場總線型變送器

二、現(xiàn)場總線型變送器特點

1、數(shù)字前端

  現(xiàn)場總線作為一種數(shù)字式通信網(wǎng)絡從控制室一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場,使過去采用點到點式的模擬量信號傳輸變?yōu)槎帱c一線的串行數(shù)字式傳輸。若采用模擬量傳輸,勢必要考慮線路損耗與干擾,這對測量的穩(wěn)定性與準確性來說至關(guān)重要,因此變送器直接在測量端將被測信號數(shù)字化,稱為前端數(shù)字化,可有效避免信號在線路傳輸中的產(chǎn)生損耗與引入干擾;

2、精確度高

  在智能型變送器中,其信號傳輸精確度在反復的A/D和D/A轉(zhuǎn)換中有所降低。而現(xiàn)場總線型變送器中不存在A/D 和D/A轉(zhuǎn)換電路,所以不會產(chǎn)生A/D和D/A的轉(zhuǎn)換誤差,因而信號的傳輸精確度有所提高,故現(xiàn)場總線型變送器要比智能型變送器精確度高。

3、抗干擾能力強

  在模擬型和智能型變送器中,信號是以4~20mA的連續(xù)形式存在的,信號值的變化可以無限小,因此,噪聲和信號畸變在模擬信號傳輸中是無法避免的。也就是說,變送器傳輸模擬信號時穩(wěn)定性較差,零點容易漂移。而現(xiàn)場總線型變送器傳輸?shù)男盘枮閿?shù)字信號,只有在很大的干擾出現(xiàn)時,才可能使信號發(fā)生畸變,因此其電磁兼容性優(yōu)越于傳統(tǒng)的模擬量傳輸,抗干擾能力大大增強。

4、多變量測量

  所謂多變量測量是指一臺變送器可以同時測量多個過程變量。在過去的模擬通信方式中,測量一個變量就需要一對導線,因此,每臺變送器只能測量一個過程變量。而采用了現(xiàn)場總線通信方式后,由于每臺現(xiàn)場總線型變送器內(nèi)配有多個感測元件,它就可以同時測量多個過程變量,并通過現(xiàn)場總線傳輸出去,真正達到分散式的測量,集中式的管理。

5、拓展性強

  由于采用了總線通信的形式,因此對于整個系統(tǒng)的功能擴展就變得非常方便,用戶只需購買相應的測量模塊,直接掛接與總線上,即可增加系統(tǒng)測量的變量,無需重新敷設(shè)通信線纜,且模塊的獨立性強,單個模塊的功能不影響其他模塊及系統(tǒng)的運行。

三、現(xiàn)場總線型變送器應用

  現(xiàn)場總線型變送器廣泛應用于工業(yè)電量測量,流量、壓力、速度等多變量對象的精確測量,以DMC300分布式測控系統(tǒng)為例,包含DMC300分布式測控系統(tǒng)數(shù)字主機,DM系列分布式測試子站,DC系列分布式控制子站,應用實例如下:

現(xiàn)場總線型變送器應用拓撲圖

圖2 現(xiàn)場總線型變送器應用拓撲圖

擴展閱讀:

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