標題現場總線的基礎--智能現場裝置

現場總線的基礎--智能現場裝置

在iec1158有關現場總線的定義中提到了現場裝置�，F場裝置包括多類工業產品，它們是流量、壓力、溫度、振動、轉速等或其它各種過程量的轉換器或變送器；包括轉角發送器和on-off開關；還包括控制閥、執行器和電子馬達等。另外也包括現場的簡單plc和遠方單回路調節器。

這里應該說明的是，上述提到的各類工業產品，與在dcs系統中配套使用的，和上述產品同名稱的現場裝置，有著本質上的差別。例如：與dcs系統配套使用的，輸出為4--20ma的壓力變送器和在fcs系統中安裝于現場的壓力變送器有質的不同。

除了滿足對所有現場裝置的共性要求外，fcs系統中的現場裝置還必須符合下列要求：第一，無論是那個公司生產的現場裝置，它必須與它所處的現場總線控制系統具有統一的總線協議，或者是必須遵守相關的通信規約。所以有此要求，這是因為現場總線技術的關鍵就是自動控制裝置與現場裝 置之間的雙向數字通信現場總線信號制。只有遵循統一的總線協議或通信規約，才能做到開放，完全互操作。第二，用于fcs系統的現場裝置必須是多功能智能化的，這是因為現場總線的一大特點就是要增加現場一級的控制功能，大大簡化系統集成，方便設計，利于維護。

數字通信是一種有力的工具，一個相互可操作的現場總線產生一種巨大的推動力量，加速了現場裝置與控制室儀表的變革，現場裝置智能化的趨勢越來越明顯。同時我們也看到，正是由于現場裝置智能化的進展和完善，它已成為現場總線控制系統有力的硬件支撐，是現場總線控制系統的基礎。

多功能智能化控制裝置產品中，目前已開發有下列一些功能：

1、與自動控制裝置之間的雙向數字通信功能。這一點是必不可少的（前述）。

2、多變量輸出，例如，一個變送器可以同時測量溫度、壓力與流量，可輸出三個獨立的信號，或稱為“三合一”變送器。

3、多功能。智能化現場裝置可以完成諸如信號線性化、工程單位轉換、閥門特性補償、流量補償以及過程裝置監視與診斷等功能。

4、信息差錯檢測功能。這些信息差錯會使測量值不準確或阻止執行機構響應。在每次傳送的數據幀中增加“狀態”數據值就能達到檢測差錯的目的。狀態可以指示數據是否正確或錯誤。它也能檢測到接線回路中短路或開路情況。狀態信息也能幫助技術人員縮短檢找故障的時間。

5、提供診斷信息。它可以提供預防維修（pm：以時間間隔為基礎）的信息，也可以提供預測維修（pdm：以設備狀態為基礎）的信息。例如，一臺具有多變量輸出的氣動執行器，當閥門的過程超過一定的距離，如2km（pdm），或腐蝕性介質流過閥門達一定數量，如200m3時（pdm），或運行的時間超過2年（pm），或閥門已經損壞時（pdm）。當上述4種情況中任一種情況或幾種情況同時出現時，該智能執行器都可以將信息發送到控制室主機，主機接受到pm與pdm信息后，結合企業對主動維修（pam：以故障根源分析為基礎）的安排，合理采取對閥門的維護措施。通過對維修方式綜合平衡地運用，改變和優化企業以往的設備故障處理機制，既由對現場裝置的故障檢修改變為合理的狀態維修。

6、控制器功能�？梢詫�pid控制模塊植入變送器或執行器中，使智能現場裝置具有控制器的功能，這樣就使得系統的硬件組態更為靈活。由于控制可在主機（控制器）或智能現場裝置中執行，一種較好的選擇是將一些簡單的控制功能放在智能現場裝置之中，以減輕主機（控制器）的工作負擔，而主機（控制器）將主要考慮多個回路的協調操作和優化控制功能。使得整個控制系統更為簡化和完善。