epa在智能仪表中的应用研究

《epa在智能仪表中的应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江大学硕士学位论文EPA在智能仪表中的应用研究1．1现场总线技术概述1．1．1现场总线的提出第一章绪论现场总线技术的开发始于20世纪80年代。随着微处理器与计算机功能的不断增强及价格的急剧降低，计算机与计算机网络系统得到迅速发展，信息沟通联络的范围不断扩大。而处于企业生产过程基层的测控自动化系统，由于仍在通过开关、阀门和传感测量仪表间的一对一连线，用电压和电流的模拟信号进行测量控制，或者只能采用某种自封闭式的集散系统，难以实现设备之间以及系统与外界之间的信息交换，使自动化系统成为“信息孤岛’’；严重制约了其本身

2、的发展。要实现企业的信息集成，实施综合自动化，就必须设计出一种能在工业现场环境运行、可靠性高、实时性强和造价低廉的通信系统，形成工厂底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现现场设备之间以及自动化设备与外界的信息交换。现场总线就是在这种实际需求的驱动下应运而生的I¨。现场总线是安装在生产过程区域的现场设备、仪表与控制室内自动控制装置、系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。或者说，现场总线是以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制

3、功能的网络系统和控制系到21。现场总线主要有如下的优越性：(1)使得智能仪表中安装的微处理器能够直接与数字控制系统通信，而不需要I／O转换，节约了费用；(2)它可以取代每个传感器到控制器的单独布线，大大减少了连线费用；(3)它可以将一些先进功能，如线性化、工程量转换以及报警处理等赋予现场仪表，提高了现场仪表的精度和可靠性；(4)它提高了控制精度，这意味着应用数字信号所受到的限制将主要来自于传感器的精度；(5)可提供控制器与传感器、执行器之间的双向通信，方便操作员与被控设备之间的交互；(6)使得专门根据现场总线开发

4、的现场仪表的使用成为可能，并将最终取代模拟仪表，减少了仪表的购置、安装与保修费用；(7)其开放性将使用户有可能对各仪表厂商的产品任意进行选择，并组成系统，而不必考虑接口是否匹配的问题13儿4J。由于现场总线技术有上述众多优点，使得控制系统与现场仪表之间不仅能传输生产过程测量与控制信息，而且能够传输现场仪表的大量非控制信息，使得工业企业的管理控制一体化成为可能，适应了工业控制系统向分散化、网络化、智能浙江大学硕士学位论文EPA在智能仪表中的应用研究化的发展方向，所以一经产生便成为全球工业自动化技术的热点，取得了快速

5、发展【51。1．1．2现场总线发展存在的问题及出路现场总线快速发展的同时，也出现了一些问题，主要包括有：(1)现有的现场总线标准过多(仅国际标准IEC61158就包含了FFH1、ControlNet、PROFIBUS、INTERBUS、卜Net、WorldFIP、SwiftNet、HSE等8个类型)，未能统一到单一标准上来；(2)不同总线之间不能兼容，不能真正实现透明信息互访，无法实现信息的无缝集成；(3)由于现场总线是专用实时通信网络，成本较高；(4)现场总线的速度较低，支持的应用有限，不便于和Internet

6、信息集成161。P．Net和SwiftNet是专用总线；ControlNet、PROFIBUS、wbrldFIP和INTERBUS是PLC发展而来的；而FFH1和HSE是从传统DCS发展而来的。这8种现场总线采用的通信协议完全不同，因此，要实现这些总线的兼容和互操作是十分困难的ln。原有的现场总线一般通信速度较低，比如FFH1为31．25Kbitps，INTERBUS为500Kbitps，ControlNet的通信速度较快，但也只有5Mbitps。但Ethernct的通信速度则可以是10Mbitps、100Mbi

7、tps、1Gbitps乃至更高，具有相当明显的优势【8】。解决现场总线发展中出现的问题可能有这样的出路：(1)各种现场总线统一到1．2种。但IEC61158的产生本身就说明这种可能性很小。(2)开发所有现场总线通用的接1：3。此方法成本较高且难度较大。(3)各国不理睬IEC61158，采用自主知识产权的协议。这不符合经济全球化发展趋势。(4)采用已经是通用的国际标准Ethemet、T(驯IP等协议，并使其在工业现场成熟应用。此种方法易于被广大国家用户、集成商、OEM及制造商接受和欢迎I_71。在世界各国研发机构的

8、共同推动下，以太网技术获得了极其快速的发展，关键技术正逐个被攻破，工业现场环境的安装应用将被解决。随着初期研发投资被消化以后，工业以太网相对于现场总线的性价比优势逐渐凸现，工业以太网将成为工业控制网络的主流发展方向。1．2工业以太网技术概述1．2．1工业以太网的优势工业以太网，一般来讲是指技术上与商用以太网兼容，但在产品设计时，在实2浙江大学硕士学位论文EPA在智能仪表中