智能传感器、现场总线与FCS解析

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点击量: 246994 来源: COMPLEX (BEIJING) TECHNOLOGY CO,.LTD

  实际上现场总线控制系统就是以现场总线技术为核心,以基于现场总线的智能I/O或智能传感器、智能仪表为控制主体、以计算机为监控指挥中心的系统编程、组态、维护、监控等功能为一体的工作平台。

  一、引言

  以现场总线为基础的全数字控制系统将现有的模拟信号电缆用高容量的现场总线网络代替,从而大大减轻现场信号电缆连接的费用和工作量,提高信号的传输效率。实际上现场总线控制系统就是以现场总线技术为核心,以基于现场总线的智能I/O或智能传感器、智能仪表为控制主体、以计算机为监控指挥中心的系统编程、组态、维护、监控等功能为一体的工作平台。

  二、智能传感器的性能特点

  一般的传感器只能作为敏感元件,须配上变换仪表来检测物理量、化学量等的变化。随着微电子技术的发展,出现了智能仪表。智能仪表采用超大规模集成电路,利用嵌入软件协调内部操作,在完成输入信号的非线性补偿、零点错误、温度补偿、故障诊断等基础上,还可完成对工业过程的控制,使控制系统的功能进一步分散。智能传感器集成了传感器、智能仪表全部功能及部分控制功能

  ,具有很高的线性度和低的温度漂移,降低了系统的复杂性、简化了系统结构。特点如下:

  1、一定程度的人工智能是硬件与软件的结合体,可实现学习功能,更能体现仪表在控制系统中的作用。可以根据不同的测量要求,选择合适的方案,并能对信息进行综合处理,对系统状态进行预测。

  2、多敏感功能将原来分散的、各自独立的单敏传感器集成为具有多敏感功能的传感器,能同时测量多种物理量和化学量,**反映被测量的综合信息。

  3、精度高、测量范围宽随时检测出被测量的变化对检测元件特性的影响,并完成各种运算,其输出信号更为**,同时其量程比可达100:1,*高达400:1,可用一个智能传感器应付很宽的测量范围,特别适用于要求量程比大的控制场合。

  4、通信功能可采用标准化总线接口,进行信息交换,这是智能传感器的关键标志之一。

  智能传感器的出现将复杂信号由集中型处理变成分散型处理,即可以保证数据处理的质量,提高抗干扰性能。同时又降低系统的成本。它使传感器由单一功能、单一检测向多功能和多变量检测发展,使传感器由被动进行信号转换向主动控制和主动进行信息处理方向发展,并使传感器由孤立的元件向系统化、网络化发展。

  三、现场总线的体系结构与特点

  根据IEC/ISA定义,现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的数字式、双向传输、多分支的通信网络。它是用于过程自动化**层的现场设备以及现场仪表的互连网络,是现场通信网络和控制系统的集成。现场总线将当今网络通信与管理的概念带入控制领域,代表了今后自动化控制体系结构发展的一种方向。