现场总线仪表技术在水泥生产线上的应用

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1、文章编号：1671•3559(2004)01-0089-03现场总线仪表技术在水泥生产线上的应用韩斌，王孝红，景绍洪(济南大学伯息科学号」-程学院，山东济南250022)M要：对ABB公司总纹仪表的总线.技术特点及现场应用做了详细的分析，并对总毁仪表的具体应用、组态和在线修改等做了详细的介绍。采用总践仪表可获取仪表的工作状态、实时数据及报警信息等，这对水泥生产圾的工艺改进和调度决策起到重要作用。关键词：现场总戋；总戋仪表；耦合器中图分类号:TH865,TP274*.2文献标识码:B现场总线是应用在生产现场、在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通讯的系统,也被称

2、为开放式、数字化、多点通讯的底层控制网络。随着现场总线的岀现，控制功能被下放到现场,因此自动化仪表必须围绕现场总线进行设计和技术改进。现场总线仪表是伴随现场总线出现的新型自动化仪表,是自动化仪表的最新进展。目前水泥生产线所使用的仪表存在测量精度低、数值不稳定、实时性差、抗干扰能力差等问题；而现场总线仪表采用全数字传输,具有实时性强、可靠性强、精度高、抗干扰能力强和节省电缆等优点，在新建的回转窑水泥生产线上某些重要参数的仪表均采用了现场总线技术。1现场总线技术1.1现场总线技术介绍智能化仪表是建立在微电子的发展之上的，将超大规模集成电路、嵌人式系统(EmbeddedSys

3、-terns)、CPU、存储器、A/D转换器和输入输岀回路等功能集成在一块芯片上的单片机，使得将模拟信号数字化这一工作从计算机端移到了现场端,现场仪表与计算机之间传送的不是模拟信号，而是数字信号。收積日期:2003-10-31基金项目：山东省重点科技攻关资助項目(012Q50114)作者简介:韩斌(1979-),男，山东郛城人，济南大学信息科学与工程学院硕士生。现场总线简化了仪表信号线的布线工作，可节省大量金属导线，采用数字传输技术，无需通过A/D、D/A等转换卡件，其精度较传统仪表高一个数量级以上，另外总线仪表线路的抗干扰能力强;数字信息传输方面完善的纠错技术使得信

4、息传输的误差大大降低。同时可以利用多种传输介质完成信息传输，如双绞线、光纤、无线电波、红外线等，大大提高了在不同现场条件下信息传输的灵活性。1.2几种有影响的现场总线技术自上世纪80年代末以来,有几种现场总线技术已逐渐形成其影响并在一些特定的应用领域显示了自己的优势，它们具有各自的特点，也显示了较强的生命力，主要有如下几种。1.2.1基金会现场总线基金会现场总线(FF,FoundationFieldbus)是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的技术。其前身是以美国Fisher-Rosemount公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制

5、定的ISP协议和以HoneyweU公司为首，联合欧洲等地的150家公司制定的WorldFIP协议。1.2.2LonWorks由美国Echelon公司推出并由它与靡托罗拉、东芝公司共同倡导，于1990年正式公布而形成。采用了ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通讯设计简化为参数设置，其通讯速率从300bps至1・5Mbps不等，直接通讯距离可达2700m(78kbs,双绞线)；支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电力线等多种通讯介质，并开发了相应本质安全防爆产品，被誉为通用控制网络。1.2.3CANCAN是控制局域网络(

6、ControlAreaNetwork)的简称，最早由德国BOSCH公司推出，广泛应用于离散控制领域,CAN的信号传输采用短帧结构，因而传输时间短，受干扰概率低。1.2.2HARTHART是HighwayAddressableRem（MeTninducer的缩写。最早由Rosemount公司开发并得到80多家著名仪表公司的支持，于1993年成立了HART通讯基金会。1.2.3PROFIBUSPROFIBUS是徳国国家标准DIN19245和欧洲标准EN5O17O的现场总线标准。由PROFIBUS-DP,PROHBUS-FMS,PROFIBUS-PA组成了PROFIBUS系列

7、。PROFIBUS-DP是经过优化的高速、廉价的通讯连接，专为自动控制系统和设备级分散I/O之间通讯设计，使用PROFIBUS-DP模块可取代价格昂贵的24V或0~20mA并行信号线，用于分布式控制系统的髙速数据传输;PROFIBUS-FMS是解决车间级通用性通信任务,提供大量的通信服务，完成中等传输速度的循环和非循环通讯任务，用于纺织工业、楼宇自动化、电气传动、传感器和执行器•可编程控制器、低压开关设备等一般自动化控制；PROFIBUS-PA专为过程自动化设计，标准的本质安全的传输协议,实现了IECK58-2中规定的通讯规程•用于对安全