多種現(xiàn)場總線技術在電動執(zhí)行機構中的應用

4 設計電動執(zhí)行機構現(xiàn)場總線的一般原則及要點
(1)設計電動執(zhí)行機構現(xiàn)場總線的一般原則。
電動執(zhí)行機構采用的現(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)行機構中也必須選用相應的PROFIBUS現(xiàn)場總線。如選用PROCESS-NET總線系統(tǒng)，電動執(zhí)行機構也必須選用能夠滿足該系統(tǒng)的現(xiàn)場總線。不同的現(xiàn)場總線由于標準不同，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備才能相互通訊。
現(xiàn)場總線相對于整個電動執(zhí)行機構來講是一個部件，因而在設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)行機構比不帶現(xiàn)場總線的執(zhí)行機構更先進、更方便。
(2)設計電動執(zhí)行機構現(xiàn)場總線的要點。
現(xiàn)場總線電動執(zhí)行機構的設計要點是功能控制版，通訊接口板，系統(tǒng)軟件等幾個重要內容的設計。功能控制板是整個機構的核心。完成好它的設計將直接關系到現(xiàn)場總線功能的最終實現(xiàn)和使用。對應不同的現(xiàn)場總線標準，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)。
通訊接口板是設計現(xiàn)場總線的又一個關鍵。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總線進行通訊的通訊卡。如果選用MODBUS卡，則相對應的現(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等控制裝置一起構成不同的總線系統(tǒng)。
除了接口板外，相對應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)行機構的應用
(1)總線的主控制單元與設備之間的連接
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行傳輸，完全取代傳統(tǒng)的十四線制。當需要增加執(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
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)行器上設計總線系統(tǒng)時要注意采用具有強大保障功能的冗余結構。兩根屏蔽的雙絞線--一進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系統(tǒng)，保證整個大系統(tǒng)的正常運行；
當執(zhí)行器或執(zhí)行器所控制的設備出現(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，提高檢修質量，降低檢修費用。當出現(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行遠程通信實施遠程技術支持。
(3)現(xiàn)場總線供電的質量保證。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量、確?？偩€供電的可靠。
6 結束語
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)行機構也要能夠不斷適應這種情況。只有不斷適應現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(Fieldbus Control System)的要求，電動執(zhí)行機構才能更好地發(fā)揮其應有的優(yōu)勢。