现场总线设备的分类与特点

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：根据被检测过程变量的不同，现场总线变送器类设备有不同的类型。现场总线附件类设备这类现场总线设备不含微处理器，属于现场总线系统的附属设备，如中继器、安全栅等。3）多变量测量：一般仪表只能测量一个过程变量，而现场总线设备可同时测量多个过程变量。

1.现场总线设备的分类

现场总线设备是指内置微处理器，并具有数字计算、数字通信功能的现场设备。这类现场总线设备通常被称为现场总线仪表，它们安装在现场，与现场总线连接，输入或输出现场总线信号。

现场总线设备分类如下：

（1）现场总线变送器类设备

这是最常用的现场总线设备，这类现场总线设备用于检测生产环境的变量，并具有将过程变量信号转换为现场总线信号的功能。根据被检测过程变量的不同，现场总线变送器类设备有不同的类型。检测的过程变量有差压、压力、流量、液位、温度及成分等。

（2）现场总线执行器类设备

这类现场总线设备用于对生产过程进行操作和控制，也用于改变控制系统的操纵变量。具有将现场总线信号转换为执行器动作的功能，大多数这类设备带PID控制功能块。

（3）现场总线信号转换类设备

这类现场总线设备是现场总线变送器类设备和执行器类设备的特例，主要用于原有模拟仪表的转换。

（4）现场总线接口类设备

这类现场总线设备用于将其他总线系统与现场总线连接，如与PCI总线、ISA总线或以太网等连接，实现与其他计算机系统的连接。最常用的是与DCS系统输入/输出总线连接的接口设备。

（5）现场总线电源类设备

一般不含微处理器，但属于现场总线系统的必需设备，包括现场总线电源调整器设备、供电电源设备等。

（6）现场总线附件类设备

这类现场总线设备不含微处理器，属于现场总线系统的附属设备，如中继器、安全栅等。

2.现场总线设备的特点

现场总线设备与一般的智能仪表之间的主要区别如下：

1）一般智能仪表通常不具有通信功能，或不能用现场总线通信；而现场总线设备则采用现场总线实现数据通信。(www.chuimin.cn)

2）一般智能仪表没有节点地址，在使用时也不存在寻址问题；而现场总线设备具有唯一的节点地址，这是在仪表出厂时就设置好的。

3）一般智能仪表的组态既可以从上位机下装，也可通过手握式编程器实现；现场总线设备通常由资源块、转换器块和相关功能块组成，对它的组态通常由上位机下装实现。

现场总线设备的特点如下：

1）全数字：现场总线设备是全数字式仪表，采用全数字通信，它的输入/输出信号是现场总线信号。

2）精度高：现场总线设备减少了数字量与模拟量之间的转换环节，消除了仪表本身的转换误差，提高了仪表的测量精度。

3）多变量测量：一般仪表只能测量一个过程变量，而现场总线设备可同时测量多个过程变量。

4）多变量传送：现场总线设备可输出多个信号并同时传输。

5）抗干扰能力强：因为现场总线设备采用全数字通信，所以一般的电磁干扰对其影响不大，加上现场总线通信采用循环冗余码检验、重发等抗干扰机制，信号传输的误码率大大降低，提高了仪表的抗干扰能力。

6）数据信息量大：现场总线设备可同时传输多个信号和多种类型的信号。

7）计算和控制功能强：现场总线设备可内置各种计算和控制功能块，进而可实现所需的计算或控制功能，缩短了传输延迟，提高了控制系统的稳定性。

8）分散控制：现场总线设备将控制分散到现场，从而使危险被分散。

9）改善控制系统控制品质：现场总线执行器采用前向补偿环节实现对被控对象的非线性补偿，从根本上解决了阀门定位器采用反馈凸轮引入的串级副环非线性和不稳定问题。因此，它不仅可以补偿被控对象的非线性特性，还可以解决压降比造成的非线性问题。

10）机电仪一体化：现场总线设备是机电仪一体化产品，它将控制和管理集成，将机电仪表集成，因此，最终的产品更简单，性能更可靠，管理更方便，运行更稳定。

11）标准化：现场总线设备采用标准通信协议、标准功能块和对象字典等，因此，降低了设计、安装和维护人员的培训费用，便于过程操作、组态操作和维修操作。

12）互操作性：互操作性是不同制造商的产品可互相操作而不影响其功能的性能。

13）综合成本降低：现场总线设备可检测多个过程变量，并可带多个计算或控制功能块，可传送多个变量，它不需要信号转换和隔离等措施，而且减少了电缆数量和安装费用，减少了机柜、接插件和电缆桥架等安装空间和部件，降低了设计成本和调试成本。