現(xiàn)場總線型變送器

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發(fā)布時間：2013/10/28 15:11:21
作者：量值溯源

一、現(xiàn)場總線型變送器概述

　　變送器是自動控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它既是獲取信息的傳感器，也是信息工業(yè)的源頭。目前，變送器已經(jīng)從模擬型、智能型發(fā)展到了現(xiàn)場總線型。智能型變送器（指采用HART、DE協(xié)議的變送器）是數(shù)字信號與模擬信號混合的變送器，它和DCS（分散控制系統(tǒng)）的連接仍然采用兩線制。智能型變送器與DCS通信時，在DCS中還必須配有智能卡（數(shù)字檢測卡），否則，即使是同一廠家的產(chǎn)品，也不能通信，這使整個測量系統(tǒng)的兼容性及擴(kuò)展性受到了很大的局限。隨著計算機(jī)、通信和微處理機(jī)技術(shù)的發(fā)展，控制系統(tǒng)發(fā)生了新的變革，產(chǎn)生了取代傳統(tǒng)DCS(指未吸納現(xiàn)場總線技術(shù)的DCS)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(簡稱FCS)。

　　為了適應(yīng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的要求，現(xiàn)場總線型變送器得到了迅速發(fā)展，其中比較典型的代表有湖南銀河電氣有限公司研制的的DMC300分布式測控系統(tǒng)。

基于光纖總線的現(xiàn)場總線型變送器

圖1 基于光纖總線的現(xiàn)場總線型變送器

二、現(xiàn)場總線型變送器特點(diǎn)

1、數(shù)字前端

　　現(xiàn)場總線作為一種數(shù)字式通信網(wǎng)絡(luò)從控制室一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場，使過去采用點(diǎn)到點(diǎn)式的模擬量信號傳輸變?yōu)槎帱c(diǎn)一線的串行數(shù)字式傳輸。若采用模擬量傳輸，勢必要考慮線路損耗與干擾，這對測量的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性來說至關(guān)重要，因此變送器直接在測量端將被測信號數(shù)字化，稱為前端數(shù)字化，可有效避免信號在線路傳輸中的產(chǎn)生損耗與引入干擾；

2、精確度高

　　在智能型變送器中，其信號傳輸精確度在反復(fù)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換中有所降低。而現(xiàn)場總線型變送器中不存在A/D 和D/A轉(zhuǎn)換電路，所以不會產(chǎn)生A/D和D/A的轉(zhuǎn)換誤差，因而信號的傳輸精確度有所提高，故現(xiàn)場總線型變送器要比智能型變送器精確度高。

3、抗干擾能力強(qiáng)

　　在模擬型和智能型變送器中，信號是以4~20mA的連續(xù)形式存在的，信號值的變化可以無限小，因此，噪聲和信號畸變在模擬信號傳輸中是無法避免的。也就是說，變送器傳輸模擬信號時穩(wěn)定性較差，零點(diǎn)容易漂移。而現(xiàn)場總線型變送器傳輸?shù)男盘枮閿?shù)字信號，只有在很大的干擾出現(xiàn)時，才可能使信號發(fā)生畸變，因此其電磁兼容性優(yōu)越于傳統(tǒng)的模擬量傳輸，抗干擾能力大大增強(qiáng)。

4、多變量測量

　　所謂多變量測量是指一臺變送器可以同時測量多個過程變量。在過去的模擬通信方式中，測量一個變量就需要一對導(dǎo)線，因此，每臺變送器只能測量一個過程變量。而采用了現(xiàn)場總線通信方式后，由于每臺現(xiàn)場總線型變送器內(nèi)配有多個感測元件，它就可以同時測量多個過程變量，并通過現(xiàn)場總線傳輸出去，真正達(dá)到分散式的測量，集中式的管理。

5、拓展性強(qiáng)

　　由于采用了總線通信的形式，因此對于整個系統(tǒng)的功能擴(kuò)展就變得非常方便，用戶只需購買相應(yīng)的測量模塊，直接掛接與總線上，即可增加系統(tǒng)測量的變量，無需重新敷設(shè)通信線纜，且模塊的獨(dú)立性強(qiáng)，單個模塊的功能不影響其他模塊及系統(tǒng)的運(yùn)行。

三、現(xiàn)場總線型變送器應(yīng)用

　　現(xiàn)場總線型變送器廣泛應(yīng)用于工業(yè)電量測量，流量、壓力、速度等多變量對象的精確測量，以DMC300分布式測控系統(tǒng)為例，包含DMC300分布式測控系統(tǒng)數(shù)字主機(jī)，DM系列分布式測試子站，DC系列分布式控制子站，應(yīng)用實(shí)例如下：

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