資源描述:
《現(xiàn)場總線技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用(doc 8)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、YJL現(xiàn)場總線技術(shù)在電力自動(dòng)化中的應(yīng)用 1、概述 現(xiàn)場總線(Fieldbus)是當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域的熱門話題,被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)。信息技術(shù)的飛速發(fā)展,引起了自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革,隨著工業(yè)電網(wǎng)的日益復(fù)雜,人們對電網(wǎng)的安全要求也越來越高,現(xiàn)場總線控制技術(shù)作為一門新興的控制技術(shù)必將取代過去的控制方式而應(yīng)用在電力自動(dòng)化中。2、現(xiàn)場總線第8頁共8頁YJL 現(xiàn)場總線是80年代末、90年代初國際上形成的,用于生產(chǎn)現(xiàn)場、在微機(jī)化測量控制設(shè)備之間的實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng),也被稱為開放式、數(shù)字
2、化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)?! ‖F(xiàn)場總線系統(tǒng)FCS稱為第五代控制系統(tǒng),人們一般把50年代前的氣動(dòng)信號(hào)控制系統(tǒng)PCS稱作第一代,把4~20mA等電動(dòng)模擬信號(hào)控制系統(tǒng)稱為第二代,把數(shù)字計(jì)算機(jī)集中式控制系統(tǒng)稱為第三代,而把70年代中期以來的集散式分布控制系統(tǒng)DCS稱作第四代?,F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS作為新一代控制系統(tǒng),一方面,突破了DSC系統(tǒng)采用通信專用網(wǎng)絡(luò)的局限,采用了基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案,克服了封閉系統(tǒng)所造成的缺陷;另一方面把DCS的集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu),變成了新型全分布式結(jié)構(gòu),把控
3、制功能徹底下放到現(xiàn)場??梢哉f,開放性、分散性與數(shù)字通訊是現(xiàn)場總線系統(tǒng)最顯著的特征。2.1特點(diǎn) 現(xiàn)場總線技術(shù)是計(jì)算機(jī),網(wǎng)絡(luò)通訊、超大規(guī)模集成電路、儀表和測試、過程控制和生產(chǎn)管理等現(xiàn)代高科技迅猛發(fā)展的綜合產(chǎn)物,因此現(xiàn)場總線的內(nèi)涵現(xiàn)在已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是指這一根通訊線或一種通訊標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)在精度、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等許多方面都要比傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)要優(yōu)越得多,其主要特點(diǎn)如下。A系統(tǒng)的開放性?! 鹘y(tǒng)的控制系統(tǒng)是個(gè)自我封閉的系統(tǒng),一般只能通過工作站的串口或并口對外通訊。在FCS中,工作站同時(shí)靠掛于現(xiàn)場總線和局
4、域網(wǎng)兩層網(wǎng)絡(luò),通過后者可以與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行高速信息交換,以實(shí)現(xiàn)資源共享。另外,現(xiàn)場總線的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是對所有制造商和用戶公開的,沒有專利許可要求,實(shí)行技術(shù)共享。它可以與任何遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其它設(shè)備或系統(tǒng)相連。用戶可按自己的需要和對象把來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成大小隨意的系統(tǒng)。B第8頁共8頁YJL可操作性與互用性 不同廠家生產(chǎn)的DCS產(chǎn)品不能互換,要想更新技術(shù)和設(shè)備,只能全部更換。FCS可實(shí)現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通,可實(shí)行點(diǎn)對點(diǎn),一點(diǎn)對多點(diǎn)的數(shù)字通信。不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可進(jìn)
5、行互換而實(shí)現(xiàn)互用。C現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性 傳統(tǒng)的DCS至少要有操作站、控制站和現(xiàn)場設(shè)備三層結(jié)構(gòu),它的信號(hào)傳遞是模擬信號(hào)的單向傳遞,信號(hào)在傳遞過程中產(chǎn)生的誤差較大,另外系統(tǒng)難以迅速判斷故障而帶故障運(yùn)行。在FCS中采用雙向數(shù)字通訊,它將傳感測量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設(shè)備中完成,僅靠現(xiàn)場設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能,并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。D系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性 由于FCS現(xiàn)場設(shè)備本身已可完成自動(dòng)控制的基本功能,使得現(xiàn)場總線已構(gòu)成一種新的全分布式控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
6、。從根本上改變了原有DCS集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系,簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu),提高了可靠性。E對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性 現(xiàn)場總線作為工廠底層網(wǎng)絡(luò)工作在現(xiàn)場設(shè)備前端,是專為在現(xiàn)場環(huán)境工作而設(shè)計(jì)的,它可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等,具有較強(qiáng)的抗干擾能力,能采用兩線制實(shí)現(xiàn)送電與通信,并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。2.2 LonWorks現(xiàn)場總線簡介第8頁共8頁YJL LonWorks是一具有強(qiáng)勁實(shí)力的現(xiàn)場總線技術(shù),它是由美國Echelon公司推出并由它們與摩托羅拉、東芝公司共同倡導(dǎo),于
7、1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七層通訊協(xié)議,采用了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法,這是以往的現(xiàn)場總線所不支持的,具體就是通過網(wǎng)絡(luò)變量把網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)簡化為參數(shù)設(shè)置,其通訊速率從300bps至1.5Mbps不等,直接通信距離可達(dá)到2700m第8頁共8頁YJL(78kbps,雙絞線),支持雙絞線、同軸電纜、光纖、射頻、紅外線、電源線等多種通信介質(zhì),并開發(fā)相應(yīng)的本安防爆產(chǎn)品,被譽(yù)為通用控制網(wǎng)絡(luò)?! onWorks技術(shù)所采用的LonTalk協(xié)議被封裝在稱之為神經(jīng)元(Neuron)的芯片中
8、并得以實(shí)現(xiàn)。集成芯片中有3個(gè)8位CPU;一個(gè)用于完成開放互連模型中第1~2層的功能,稱為媒體訪問控制處理器,實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問的控制與處理;第二個(gè)用于完成第3~6層的功能,稱為網(wǎng)絡(luò)處理器,進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)變量處理的尋址、處理、背景診斷、函數(shù)路徑選擇、軟件計(jì)量時(shí)、網(wǎng)絡(luò)管理,并負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)通信控制、收發(fā)數(shù)據(jù)包等;第三個(gè)是應(yīng)用處理器,執(zhí)行操作系統(tǒng)服務(wù)與用戶代碼。芯片中還具有存儲(chǔ)信息緩沖區(qū),以實(shí)現(xiàn)CPU之間的信息傳遞,并作為網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)和應(yīng)用緩沖區(qū)?! onWorks公司的技術(shù)策略是鼓勵(lì)各OEM開發(fā)商運(yùn)用L