- 相關(guān)推薦
智能傳感器、現(xiàn)場(chǎng)總線與FCS
一、引言以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的全數(shù)字控制系統(tǒng)將現(xiàn)有的模擬信號(hào)電纜用高容量的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)代替，從而大大減輕現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)電纜連接的費(fèi)用和工作量，提高信號(hào)的傳輸效率。實(shí)際上現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)就是以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為核心，以基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能I/O或智能傳感器、智能儀表為控制主體、以計(jì)算機(jī)為監(jiān)控指揮中心的系統(tǒng)編程、組態(tài)、維護(hù)、監(jiān)控等功能為一體的工作平臺(tái)。
二、智能傳感器的性能特點(diǎn)
一般的傳感器只能作為敏感元件，須配上變換儀表來(lái)檢測(cè)物理量、化學(xué)量等的變化。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了智能儀表。智能儀表采用超大規(guī)模集成電路，利用嵌入軟件協(xié)調(diào)內(nèi)部操作，在完成輸入信號(hào)的非線性補(bǔ)償、零點(diǎn)錯(cuò)誤、溫度補(bǔ)償、故障診斷等基礎(chǔ)上，還可完成對(duì)工業(yè)過(guò)程的控制，使控制系統(tǒng)的功能進(jìn)一步分散。智能傳感器集成了傳感器、智能儀表全部功能及部分控制功能，具有很高的線性度和低的溫度漂移，降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性、簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)如下：
1、一定程度的人工智能是硬件與軟件的結(jié)合體，可實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)功能，更能體現(xiàn)儀表在控制系統(tǒng)中的作用�？梢愿鶕�(jù)不同的測(cè)量要求，選擇合適的方案，并能對(duì)信息進(jìn)行綜合處理，對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
2、多敏感功能將原來(lái)分散的、各自獨(dú)立的單敏傳感器集成為具有多敏感功能的傳感器，能同時(shí)測(cè)量多種物理量和化學(xué)量，全面反映被測(cè)量的綜合信息。
3、精度高、測(cè)量范圍寬隨時(shí)檢測(cè)出被測(cè)量的變化對(duì)檢測(cè)元件特性的影響，并完成各種運(yùn)算，其輸出信號(hào)更為精確，同時(shí)其量程比可達(dá)100：1，最高達(dá)400：1，可用一個(gè)智能傳感器應(yīng)付很寬的測(cè)量范圍，特別適用于要求量程比大的控制場(chǎng)合。
4、通信功能可采用標(biāo)準(zhǔn)化總線接口，進(jìn)行信息交換，這是智能傳感器的關(guān)鍵標(biāo)志之一。
智能傳感器的出現(xiàn)將復(fù)雜信號(hào)由集中型處理變成分散型處理，即可以保證數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量，提高抗干擾性能。同時(shí)又降低系統(tǒng)的成本。它使傳感器由單一功能、單一檢測(cè)向多功能和多變量檢測(cè)發(fā)展，使傳感器由被動(dòng)進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換向主動(dòng)控制和主動(dòng)進(jìn)行信息處理方向發(fā)展，并使傳感器由孤立的元件向系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。
三、現(xiàn)場(chǎng)總線的體系結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
根據(jù)IEC/ISA定義，現(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支的通信網(wǎng)絡(luò)。它是用于過(guò)程自動(dòng)化最底層的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備以及現(xiàn)場(chǎng)儀表的互連網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)的集成。現(xiàn)場(chǎng)總線將當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)通信與管理的概念帶入控制領(lǐng)域，代表了今后自動(dòng)化控制體系結(jié)構(gòu)發(fā)展的一種方向。
現(xiàn)場(chǎng)總線是以ISO的OSI模型為基本框架的，并根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行簡(jiǎn)化了的體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它一般主要包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層、用戶層。
物理層向上連接數(shù)據(jù)鏈路層，向下連接介質(zhì)。物理層規(guī)定了傳輸介質(zhì)(雙絞線、無(wú)線和光纖)、傳輸速率、傳輸距離、信號(hào)類型等。在發(fā)送期間，物理層編碼并調(diào)制來(lái)自數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)流。在接收期間，它用來(lái)自媒介的合適的控制信息將收到的數(shù)據(jù)信息解調(diào)和解碼并送給鏈路層；數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)執(zhí)行總線通信規(guī)則，處理差錯(cuò)檢測(cè)、仲裁、調(diào)度等。應(yīng)用層為最終用戶的應(yīng)用提供一個(gè)簡(jiǎn)單接口，它定義了如何讀、寫、解釋和執(zhí)行一條信息或命令。用戶層實(shí)際上是一些數(shù)據(jù)或信息查詢的應(yīng)用軟件，它規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的功能塊、對(duì)象字典和設(shè)備描述等一些應(yīng)用程序，給用戶一個(gè)直觀簡(jiǎn)單的使用界面。
現(xiàn)場(chǎng)總線除具有一對(duì)N結(jié)構(gòu)、互換性、互操作性、控制功能
[1] [2] [3] [4]
【智能傳感器、現(xiàn)場(chǎng)總線與FCS】相關(guān)文章：
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在流程工業(yè)中的應(yīng)用及前景04-29
基于AS5045的自動(dòng)舵智能軸角傳感器的設(shè)計(jì)04-28
SBR污水處理工藝中PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的應(yīng)用04-26
基于現(xiàn)場(chǎng)總線的SCADA系統(tǒng)在污水處理廠的應(yīng)用04-26
基于紅外傳感器的智能車電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)04-27
自動(dòng)氣象站氣壓傳感器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法05-01
自動(dòng)氣象站雨量傳感器現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)方法05-02