現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器

瀏覽次數(shù)：9456次
發(fā)布時(shí)間：2013/10/28 15:11:21
作者：量值溯源

一、現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器概述

　　變送器是自動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它既是獲取信息的傳感器，也是信息工業(yè)的源頭。目前，變送器已經(jīng)從模擬型、智能型發(fā)展到了現(xiàn)場(chǎng)總線型。智能型變送器（指采用HART、DE協(xié)議的變送器）是數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)混合的變送器，它和DCS（分散控制系統(tǒng)）的連接仍然采用兩線制。智能型變送器與DCS通信時(shí)，在DCS中還必須配有智能卡（數(shù)字檢測(cè)卡），否則，即使是同一廠家的產(chǎn)品，也不能通信，這使整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的兼容性及擴(kuò)展性受到了很大的局限。隨著計(jì)算機(jī)、通信和微處理機(jī)技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)發(fā)生了新的變革，產(chǎn)生了取代傳統(tǒng)DCS(指未吸納現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的DCS)的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)FCS)。

　　為了適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的要求，現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器得到了迅速發(fā)展，其中比較典型的代表有湖南銀河電氣有限公司研制的的DMC300分布式測(cè)控系統(tǒng)。

基于光纖總線的現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器

圖1 基于光纖總線的現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器

二、現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器特點(diǎn)

1、數(shù)字前端

　　現(xiàn)場(chǎng)總線作為一種數(shù)字式通信網(wǎng)絡(luò)從控制室一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，使過(guò)去采用點(diǎn)到點(diǎn)式的模擬量信號(hào)傳輸變?yōu)槎帱c(diǎn)一線的串行數(shù)字式傳輸。若采用模擬量傳輸，勢(shì)必要考慮線路損耗與干擾，這對(duì)測(cè)量的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，因此變送器直接在測(cè)量端將被測(cè)信號(hào)數(shù)字化，稱(chēng)為前端數(shù)字化，可有效避免信號(hào)在線路傳輸中的產(chǎn)生損耗與引入干擾；

2、精確度高

　　在智能型變送器中，其信號(hào)傳輸精確度在反復(fù)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換中有所降低。而現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器中不存在A/D 和D/A轉(zhuǎn)換電路，所以不會(huì)產(chǎn)生A/D和D/A的轉(zhuǎn)換誤差，因而信號(hào)的傳輸精確度有所提高，故現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器要比智能型變送器精確度高。

3、抗干擾能力強(qiáng)

　　在模擬型和智能型變送器中，信號(hào)是以4~20mA的連續(xù)形式存在的，信號(hào)值的變化可以無(wú)限小，因此，噪聲和信號(hào)畸變?cè)谀M信號(hào)傳輸中是無(wú)法避免的。也就是說(shuō)，變送器傳輸模擬信號(hào)時(shí)穩(wěn)定性較差，零點(diǎn)容易漂移。而現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器傳輸?shù)男盘?hào)為數(shù)字信號(hào)，只有在很大的干擾出現(xiàn)時(shí)，才可能使信號(hào)發(fā)生畸變，因此其電磁兼容性優(yōu)越于傳統(tǒng)的模擬量傳輸，抗干擾能力大大增強(qiáng)。

4、多變量測(cè)量

　　所謂多變量測(cè)量是指一臺(tái)變送器可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)過(guò)程變量。在過(guò)去的模擬通信方式中，測(cè)量一個(gè)變量就需要一對(duì)導(dǎo)線，因此，每臺(tái)變送器只能測(cè)量一個(gè)過(guò)程變量。而采用了現(xiàn)場(chǎng)總線通信方式后，由于每臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器內(nèi)配有多個(gè)感測(cè)元件，它就可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)過(guò)程變量，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸出去，真正達(dá)到分散式的測(cè)量，集中式的管理。

5、拓展性強(qiáng)

　　由于采用了總線通信的形式，因此對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的功能擴(kuò)展就變得非常方便，用戶只需購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的測(cè)量模塊，直接掛接與總線上，即可增加系統(tǒng)測(cè)量的變量，無(wú)需重新敷設(shè)通信線纜，且模塊的獨(dú)立性強(qiáng)，單個(gè)模塊的功能不影響其他模塊及系統(tǒng)的運(yùn)行。

三、現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器應(yīng)用

　　現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器廣泛應(yīng)用于工業(yè)電量測(cè)量，流量、壓力、速度等多變量對(duì)象的精確測(cè)量，以DMC300分布式測(cè)控系統(tǒng)為例，包含DMC300分布式測(cè)控系統(tǒng)數(shù)字主機(jī)，DM系列分布式測(cè)試子站，DC系列分布式控制子站，應(yīng)用實(shí)例如下：

現(xiàn)場(chǎng)總線型變送器應(yīng)用拓?fù)鋱D