现场总线技术及其在矿山电力中的应用

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1、成果应用现场总线技术及其在矿山电力中的应用张永红(晋城无烟煤矿业集团有限责任公司,山西晋城　048006)摘　要:现场总线作为一种开放的、全数字的、双向通信系统,近年来得到了迅猛的发展和应用,与集散控制系统相比,具有可靠、高效、低成本等诸多优势。介绍现场总线的发展及其特点,然后以LonWorks为例,简要说明了现场总线的特点,最后阐述了现场总线在矿山电力的应用,并展望了现场总线在矿山电力中的应用前景。关键词:现场总线控制系统;集散控制系统;电力自动化中图分类号:TM76　　　文献标识码:A　　　文章编号:1005O2798(2

2、005)01O0015O03　　现场总线(Fieldbus)是当前自动化领域的热门统间的信息传送与沟通,可实行点对点,一点对多点话题,被誉为自动化领域的计算机局域网。信息技的数字通信。不同生产厂家的性能类似的设备可进术的飞速发展,引起了自动化系统结构的变革,随着行互换而实现互用。工业电网的日益复杂,人们对电网的安全要求也越(3)　现场设备的智能化与功能自治性。传统来越高,现场总线控制技术作为一门新兴的控制技的DCS现场设备为非智能性设备,而在FCS中现场术必将取代过去的控制方式而应用在电力自动化中。设备为智能性设备,仅靠现场设

3、备即可完成自动控制的基本功能,并可随时诊断设备的运行状态。1　现场总线(4)　系统结构的高度分散性。由于FCS现场现场总线是20世纪80年代末、90年代初国际设备本身已可完成自动控制的基本功能,使得现场上形成的,用于生产现场、在微机化测量控制设备之总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结间实现双向串行多节点数字通信的系统,也被称为构。从根本上改变了原有DCS集中与分散相结合开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。的集散控制系统体系,简化了系统结构,提高了可靠性。1.1　特　点(5)　对现场环境的适应性。现场总线作为底现场总线

4、技术是计算机、网络通讯、超大规模集层网络工作在现场设备前端,是专为在现场环境工成电路、仪表和测试、过程控制和生产管理等现代高作而设计的,具有较强的抗干扰能力,能采用两线制科技迅猛发展的综合产物。与传统的DCS系统相实现送电与通信,并可满足本质安全防爆要求等。比其主要特点如下。1.2LonWorks现场总线简介(1)　系统的开放性。传统的控制系统是个自LonWorks是具有强劲实力的现场总线技术,它我封闭的系统,一般只能通过工作站的串口或并口是由美国Echelon公司推出并由它们与摩托罗拉、对外通讯。在FCS中,工作站同时靠挂于

5、现场总线东芝公司共同倡导,于1990年正式公布而形成的。和局域网两层网络,通过后者可以与其它计算机系它采用了ISO/OSI模型的全部7层通讯协议,采用统或网络进行高速信息交换,以实现资源共享。它了面向对象的设计方法,这是以往的现场总线所不可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。支持的,具体就是通过网络变量把网络通信设计简用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产化为参数设置,其通讯速率从300bps至1.5Mbps品组成大小随意的系统。不等,直接通信距离可达到2700m(78kbps,双绞(2)　可操作性与互用性。不同厂

6、家生产的线),支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电DCS产品不能互换,而FCS可实现互连设备间、系源线等多种通信介质,并开发相应的本安防爆产品,收稿日期:2004O11O05作者简介:张永红(1973-),男,山西黎城人,工程师,从事机电工作。煤第14卷第1期15©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.被誉为通用控制网络。速率已远远满足变电站综合自动化系统对信息传输LonWorks技术所采用的LonTalk协议被封装速度的要求。在称之

7、为神经元(Neuron)的芯片中并得以实现。集站内网络通讯采用以太网与LonWorks现场总成芯片中有3个8位CPU:一个用于完成开放互连线相结合的形式,图1为站控层采用以太网,间隔层模型中第1～2层的功能,称为媒体访问控制处理采用LonWorks现场总线,信息通过间隔层的测控器,实现介质访问的控制与处理;第二个用于完成第单元上传到主干网上。这种方案实际上将嵌入式以3～6层的功能,称为网络处理器,进行网络变量处太网与LonWorks现场总线技术相结合,可发挥各理的寻址、处理、背景诊断、函数路径选择、软件计自的优势。量、网络管理

8、,并负责网络通信控制、收发数据包等;第三个是应用处理器,执行操作系统服务与用户代码。芯片中还具有存储信息缓冲区,以实现CPU之间的信息传递,并作为网络缓冲区和应用缓冲区。另外,在开发智能通信接口、智能传感器方面,LonWorks神经元芯片也具有独特的优势。2　现场总线在矿山电