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现场总线控制系统的构成与特点

作者:周志民 整理:无忧论文网 录入时间:[08-07-21 16:54:28] 浏览点击数: 添加书签:
源多端口分接器(Passive hub);多端口T型分支。

  2.2.3终端电阻(Terminating Resistor);安装在总线的始端和末端的电阻,用于稳定和调整信号。

  2.2.4总线电缆(Busline);连接节点,传送数据的各种电缆。

  3.现场总线控制系统的结构及其特点

  国际电工协会(IEC)的SP50委员会对现场总线有以下三点要求:同一数据链路上过程控制单元(PCU)、 PLC等与数字1/ O设备互连;现场总线控制器可对总线上的多个操作站、传感器及执行机构等进行数据存取;通信媒体安装费用较低。现场总线是一种串行的数字数据通讯链路,它沟通了生产过程领域的基本控制设备(即现场级设备)与更高层次自动控制领域的自动化控制设备(即车间级设备)之间的联系。现场总线控制系统主要包括一些实际应用的设备,如PLC、扫描器、电源、输入输出站、终端电阻等。其它系统也可以包括变频器、智能仪表、人机界面等。

  系统中的主控器(Host)可以是PLC或PC,通过总线接口对整个系统进行管理和控制。其总线接口,有时可以称为扫描器。可以是分别的卡件,也可以集成于PLC中。总线接口作为网络管理器和作为主控器到总线的网关,管理来自总线节点的信息报告,并且转换为主控器能够读懂的某种数据格式传送到主控器。总线接口的缺省地址通常设为"0"电源,是网络上每个节点传输和接收信息所必须的。通常输入通道与内部芯片所用电源为同一个电源,习惯称为总线电源。而输出通道使用独立的电源,称为辅助电源。

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  系统中的输入输出节点虽然有许多不同的类型,但在应用中最常用的是24V直流的2线、3线传感器或机械触点。该节点具有IP67的防护等级,有防水、防尘、抗振动等特性,适合于直接安装在现场。另一个节点是端子式节点,独立的输入/输出端子块安装在DIN导轨上,并连接着一个总线耦合器。该总线直流耦合器是连接总线的网关。这种类型的节点是开放式的结构,其防护等级为IP20,它必须安装在机箱中。端子式输入/输出系统包含有许多种开关量与模拟量输入/输出模块,以及串行通讯、高速计数与监控模块。端子式输入/输出系统可以独立使用也可以结合使用。而节点地址连接一个辅助电源,该电源用于驱动电磁阀和其他的电器设备。通过将辅助电器与总线电源分开可以极大地降低在总线信号中的噪音。另外大部分总线节点可以诊断出电器设备中的短路状态并且报告给主控器,即使发生短路也不会影响整个系统的通讯。普通传感器等现场装置可以通过输入输出模块连接到现场总线系统工程中,也可以单独装入总线通讯接口,连接到总线系统中。

  总线电缆和终端电阻。总线电缆一般分为主干缆和分支电缆。各种总线协议对于总线电缆的长度都有所规定,不同的通讯波特率,对应不同的总线电缆长度。同时,分支电缆的长度也是有所限制的。 网络的最后部分是终端电阻。在一些总线系统中。这个终端电阻只是连接到两数据线的简单电阻。它是用来吸收网络信号传输过程中的剩余能量。

  3.1现场总线特点

  与传统的PLC点对点的控制方法相比,现场总线控制系统具有无可比拟的优势。其特点包括:

  3.1.1.具有较高的性能价格比。系统综合成本及一次性安装费用减少40%。由于导线、连接附件的大幅度的减少。使原来的几百根,甚至几千根控制电缆减少到一根总线电缆,从而也使接线端子、电缆桥架等附件大幅度的减少。所以设计、安装、调试、维护的费用大幅度地减少,维护和改造的停工时间减少60%。原来繁琐的原理图、布线图设计变得简单易行;标准接插件快速、简便的安装,使人力、物力大量的减少;强大 的故障诊断能力,使系统的调试和维护工作量大幅减少。

  3.1.2.系统性能大幅度的提高,使控制系统

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