英文翻譯（中文）-程序控制實驗室的現(xiàn)場總線的時代已經(jīng)到來

1、程序控制實驗室的現(xiàn)場總線的時代已經(jīng)到來摘要工業(yè)的程序控制已經(jīng)經(jīng)過下列的演變過程：直接數(shù)字控制(DDC1962)可編程邏輯控制器(PLC1972)離散控制系統(tǒng)(直流1976)和域控制系統(tǒng)(FCS1994).最近正在發(fā)生的域控制系統(tǒng)變革是fieldbus思想原則(FF)落實到制造業(yè)環(huán)境內(nèi)。這篇文章通過在一個植物網(wǎng)絡(luò)階層的角色以及現(xiàn)場總線思想和較舊的直流模型之間的比較中描述現(xiàn)場總線思想。此外，這篇文章還探討在一個系統(tǒng)的控制課程和實驗室上結(jié)合對

2、現(xiàn)有的程序訓(xùn)練者上的FF的整合來建立一個基礎(chǔ)現(xiàn)場總線裝置的網(wǎng)絡(luò)所需的硬件和軟件的指導(dǎo)議題。前言基本現(xiàn)場總線在制造業(yè)環(huán)境中是聯(lián)結(jié)著“智能的”傳感器和發(fā)動機(jī)的一種數(shù)字控制網(wǎng)絡(luò)。這是用于截取自動化程序數(shù)據(jù)和自動化制造制系統(tǒng)的最新技術(shù)。來自直接數(shù)字控制(DDC)到離散控制系統(tǒng)(直流)且現(xiàn)在到域控制系統(tǒng)(FCS)的構(gòu)架的演變在圖圖1中被說明。在進(jìn)化的每個步驟中，程序控制已經(jīng)更接近探測器和發(fā)動機(jī)了。圖1控制進(jìn)化[1]。圖2是從主計算機(jī)系統(tǒng)到傳感器和

3、發(fā)動機(jī)在測量和控制角度對比例積分微分(PID)各項的功能進(jìn)行舉例說明。控制程序的這一次變化減少了配線在故障修理中提供援助而且減少了工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)費用。它同時允許通過任何主機(jī)總線控制總線裝置，這個主機(jī)是能存在于一個局域網(wǎng)分支上的任何一個對現(xiàn)場總線系統(tǒng)裝置用有合適的現(xiàn)場總線的主機(jī)。圖2控制建筑學(xué)[1]。當(dāng)它是可操作的時候，F(xiàn)F系統(tǒng)的另一個特征是有把現(xiàn)場總線裝置加入一個現(xiàn)有的現(xiàn)場總線程序的能力。當(dāng)傳感器被代替或增加新的域裝置的時候，要使現(xiàn)

4、場總線網(wǎng)絡(luò)的實施成為一個現(xiàn)有的需要更少的程序且不要求關(guān)閉程序系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線裝置具備不需要網(wǎng)絡(luò)上的中央計算機(jī)或數(shù)字處理器為其提供動力處理，而能夠在內(nèi)部運行程序控制環(huán)。除了網(wǎng)絡(luò)功能的數(shù)據(jù)之外被擰的FF雙網(wǎng)絡(luò)電纜能供應(yīng)必需運行網(wǎng)絡(luò)上的所有傳感器和主動器的力量。在一個單一片段上需要達(dá)到32個裝置的標(biāo)準(zhǔn)。利用中繼器，在一個單一網(wǎng)絡(luò)上能有多達(dá)240個現(xiàn)場總線裝置。兼容性的FF標(biāo)準(zhǔn)支不支持“接線片和play“？建筑學(xué)。這允許領(lǐng)域裝置從不同的廠商在可行

5、的現(xiàn)場總線模型上被合并，且附加的新域裝置不需要局域網(wǎng)進(jìn)行重構(gòu)?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)。使用現(xiàn)場總線去描述網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的數(shù)目很多。結(jié)果，現(xiàn)場總線驅(qū)動的控制系統(tǒng)的選擇和設(shè)計中存在相當(dāng)程度上的混亂。圖解3為設(shè)計工程師在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上的選FF和離散控制系統(tǒng)的比較離散控制系統(tǒng)(DCS)是當(dāng)前大型控制應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。在離散控制系統(tǒng)中一個中央處理器，如圖7控制所有的參數(shù)。Fieldbus直接地完成在現(xiàn)場總線傳感器或主動器(圖2)里面移動數(shù)據(jù)過濾，轉(zhuǎn)換，調(diào)節(jié)常

6、數(shù)和警報進(jìn)入領(lǐng)域之。這極大地減少現(xiàn)場總線系統(tǒng)對中央的處理能力的需要。使用現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的配置工具配置所有的裝置設(shè)定包括程序叁數(shù)過程變量和設(shè)置點是可行的。同時參數(shù)符號已經(jīng)被FF裝置制造業(yè)者標(biāo)準(zhǔn)化。這保證了來自不同的制造業(yè)者部門之間的兼容性，而且允許裝置被用于一場“l(fā)ug和play“，有風(fēng)格。[6]在比較中，DCSs有一個所有的傳感器和主動器被連接在一起的單一程序控制計算機(jī)。傳感器和主動器來自許多不同的廠商，不過每個裝置必須配置成能與被選擇

7、的程序計算機(jī)工作。在離散控制系統(tǒng)上，F(xiàn)F的最大的優(yōu)點是通過域設(shè)備輕易地把信息和豐富的數(shù)據(jù)放到網(wǎng)絡(luò)上。在離散控制系統(tǒng)裝備中，傳感器只為程序變量提供相關(guān)的值。相反每FF領(lǐng)域裝置有能力提供所有會來自離散控制系統(tǒng)中央處理器的數(shù)據(jù)。圖7散控制系統(tǒng)過程控制模型?；粳F(xiàn)場總線系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng)共存。這保證了離散控制系統(tǒng)現(xiàn)有投資得到保護(hù)。然而，必須采取行動來把兩個系統(tǒng)聯(lián)合起來，因為不存在離散控制系統(tǒng)和FF的功能特性相配。如果一個系統(tǒng)的裝置用于另一個系統(tǒng)

8、的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計沒，那么FF和離散控制系統(tǒng)之間的特性差別將會潛在地引起混亂和不期望的系統(tǒng)操作。實驗室的現(xiàn)場總線的介紹。創(chuàng)建基本現(xiàn)場總線系統(tǒng)的第一個步驟是選擇控制程序?？刂茖嶒炇业默F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)包括若干的程序系統(tǒng)新的和現(xiàn)有的。許多大學(xué)和學(xué)院的大多數(shù)過程控制實驗室擁有培訓(xùn)者，教授溫度，壓力，流程和水平控制。420毫安控制系統(tǒng)和這些模擬器中的單機(jī)PID控制器能通過總線設(shè)備沒有損失420毫安控制選項實現(xiàn)補(bǔ)償。實現(xiàn)FF系統(tǒng)需要的硬件和軟件包括:.有

9、一個FF接口卡片和FF結(jié)構(gòu)軟件一部計算機(jī)。.能為每個域裝置提供932伏特的直流電壓和大約20毫安的電流能力的電源。.阻抗為100歐姆沒法特和最大值3分貝公里，頻率為31.25仟赫的H1現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的配線。電纜必須是1626個標(biāo)準(zhǔn)度量的屏蔽雙絞線。被推薦的彩色代碼是橘色的或白色的()和藍(lán)色的或黑色的。()[89].一個終端包含一個電容器(1mF)和一個電阻(100歐姆)避免電線中的反射信號。可以購買有合適的電子儀器的終端或者從現(xiàn)有的部門構(gòu)