一、引言
信息技巧的飛速開展，引發(fā)了主動(dòng)化零碎構(gòu)造的革新，逐漸構(gòu)成了以網(wǎng)絡(luò)集成主動(dòng)化零碎為根底的企業(yè)信息零碎?，F(xiàn)場(chǎng)總線就是順應(yīng)這一情勢(shì)開展起來的新技巧。現(xiàn)場(chǎng)總線是使用在消費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)，在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備(稱為現(xiàn)場(chǎng)總線儀表)之間完成雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通訊零碎，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通訊的底層控制網(wǎng)絡(luò)，它在制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇等方面的主動(dòng)化零碎中具有普遍的使用前景。
二、原理
1、功效與特性
TT302是一種將溫度、溫差、毫伏等工業(yè)進(jìn)程參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字信號(hào)的變送器，它還具有控制功效，起到了基地式(現(xiàn)場(chǎng))儀表的作用。
TT302測(cè)量溫度配用RTD(熱電阻)或熱電偶，但也可配用其他具有電阻或毫伏輸入的傳感器，諸如低溫計(jì)、負(fù)荷傳感器、電阻或地位指示器等。TT302采用數(shù)字技巧后能完成下列功能：?jiǎn)我坏男吞?hào)能承受多種傳感器、寬量程領(lǐng)域、單值或差值測(cè)量;在現(xiàn)場(chǎng)和控制室之直接口輕易，可大大增加裝置和維護(hù)費(fèi)用，能承受二路輸出，也就是說有兩個(gè)測(cè)量點(diǎn)，精確度為0.02%。
TT302溫度變送器內(nèi)裝AI(模仿輸出)、PID(比例加積分加微分控制)、ISS(輸出選擇)、(線性化)和ARTH(計(jì)算)等5種功效模塊。它們具有可由玩家組態(tài)的根本功效，各類功效模塊都有輸出、輸入，并裝有參數(shù)和一個(gè)算法。各功效模塊用一個(gè)標(biāo)識(shí)符來表示，功效模塊的輸出、輸入等能用其他儀表從總線上讀出，它們之間也能相互銜接，其他儀表也能寫入模塊的輸出。TT302與其他現(xiàn)場(chǎng)總線儀表互連組成現(xiàn)場(chǎng)總線控制零碎。玩家可經(jīng)過功效模塊的銜接樹立合適控制使用所需的控制戰(zhàn)略。
2、硬件組成原理
由TT302輸出板、主電路板和顯示板構(gòu)成。TT302承受來自熱電偶(TC)、mV出現(xiàn)器、熱電阻(ohm)傳感器的信號(hào)，這些輸出信號(hào)必需在規(guī)則領(lǐng)域內(nèi)。電壓規(guī)則領(lǐng)域?yàn)?0~500mV，電阻的規(guī)則領(lǐng)域?yàn)?~200W。量程能夠組態(tài)。
①輸出板
MUX為多路轉(zhuǎn)換器，它的作用是確保傳感器端子到信號(hào)調(diào)理板接納的電壓信號(hào)是正確的端子間電壓。
信號(hào)調(diào)理板的功效是給輸出信號(hào)乘上一個(gè)正確的增益以合適A/D(模/數(shù))轉(zhuǎn)換器的信號(hào)接納領(lǐng)域。
電源隔離和信號(hào)隔離的作用是避免輸出信號(hào)與地構(gòu)成地環(huán)電流而引入攪擾。來自主電路板CPU的控制信號(hào)和來自A/D轉(zhuǎn)換器的信號(hào)經(jīng)過光電耦合器傳輸，從而完成了信號(hào)電的隔離。一樣，輸出板上的電源也必需是隔離的，電源隔離是采用把直流轉(zhuǎn)換為一高頻交流，并運(yùn)用變壓器分隔電的聯(lián)絡(luò)來完成的。
②主電路板
中心處置器CPU是TT302的中心部件，它控制著全部?jī)x表各個(gè)部件的協(xié)調(diào)任務(wù)、線性化和通訊。零碎程序存貯于CPU內(nèi)部的只讀存貯器PROM，運(yùn)算數(shù)據(jù)暫存貯于RAM，假如電源開關(guān)斷開，RAM中的數(shù)據(jù)就會(huì)喪失。但是，CPU內(nèi)還有一個(gè)非易失性存貯器EEPROM，當(dāng)電源開關(guān)斷開時(shí)，這里的數(shù)據(jù)仍保存。因而，少許緊要的標(biāo)定、組態(tài)和辨識(shí)等使用程序都存貯在這里。主電路板上的EEPROM存貯器用來存貯組態(tài)參數(shù)(指功效模塊的參數(shù))。
CPU與信號(hào)整形之間是通訊控制器，此控制器用來監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)總線上的占空系數(shù)(或狀況)，調(diào)制和解調(diào)通訊信號(hào)，引入和刪除數(shù)字信號(hào)中開端和完畢的定界符。
本機(jī)調(diào)節(jié)為兩個(gè)干簧管(也稱磁性開關(guān))。在本機(jī)調(diào)節(jié)時(shí)，不必開啟儀表的端蓋，即在儀表的電路全部被密封的狀況下，應(yīng)用磁棒的置入與置出就可觸發(fā)TT302內(nèi)的磁開關(guān)，實(shí)行儀表的www.jsatm.com組態(tài)和調(diào)節(jié)，從而使現(xiàn)場(chǎng)儀表內(nèi)的電子元件不與現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境間接接觸，大大延伸了電子元件的運(yùn)用壽命，也使儀表順應(yīng)惡劣環(huán)境的功能失掉進(jìn)步。
TT302是由現(xiàn)場(chǎng)總線供電的，供電電壓為9~32VDC。在供電的一同，儀表的輸出-輸入的數(shù)字信號(hào)也由現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸，與二線制模仿變送器相近，但現(xiàn)場(chǎng)總線中的數(shù)字信號(hào)是雙向的，并且傳輸?shù)氖嵌鄠€(gè)信號(hào)。信號(hào)規(guī)程契合IEC-1158-2，本安，隔爆。
③顯示板
顯示板是一個(gè)從CPU接納數(shù)據(jù)的微功耗液晶顯示器，它為四位半數(shù)字值和五位字母的LCD(液晶顯示器)。
三、使用
目前，在中國(guó)已有十幾家工業(yè)企業(yè)選用了Smart公司的302現(xiàn)場(chǎng)總線控制零碎。安慶石化腈綸廠是本國(guó)率先采用Smart302現(xiàn)場(chǎng)總線控制零碎的廠家，其現(xiàn)場(chǎng)總線控制零碎使用表示圖如圖2所示。
PCI為進(jìn)程控制接口卡，它經(jīng)過卡上的OPRAM(雙口RAM)與PC機(jī)CPU實(shí)行疾速信息交流，從而完成PC機(jī)與全部現(xiàn)場(chǎng)總線儀表間的信息交流，而PC機(jī)的CPU重要從事管理任務(wù)。每塊卡可接4個(gè)互相獨(dú)立的通道，每個(gè)通道下可掛接4塊總線平安柵(SB302)。
總線平安柵除了起總線平安隔離作用外，還起總線供電和總線反復(fù)器(縮小器)作用。
LD302是一種將差壓、絕壓、差壓、液位和流量等工業(yè)進(jìn)程參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字信號(hào)的變送器，它還具有控制功效，起到了基地式儀表的作用。
TT302可就地完成溫度的主動(dòng)控制，一同把溫度信號(hào)經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)總線傳送給操作站。
FI302是把現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為4~20mADC電流信號(hào)的轉(zhuǎn)換器，IF302是把4~20mA (DC)電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換器。這兩個(gè)轉(zhuǎn)換器可使現(xiàn)場(chǎng)總線控制零碎與慣例模仿控制零碎相連。
操作站采用普通工控機(jī)及AIMAX-WIN人機(jī)界面軟件。
雙向的全數(shù)字通訊總線從控制室的操作站不斷延伸到現(xiàn)場(chǎng)儀表，兩頭節(jié)省了很多A/D、D/A等環(huán)節(jié)，既可進(jìn)步零碎的精度，又可增加I/O卡及其裝置空間，因此能夠大大增加運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)方面的費(fèi)用。在平安牢靠性方面，由于控制功效下放在各處的現(xiàn)場(chǎng)總線儀表內(nèi)，從而將風(fēng)險(xiǎn)分散，大大進(jìn)步了零碎的牢靠性。
四、完畢語
現(xiàn)場(chǎng)總線控制零碎的杰出性是不容置疑的，因而，象TT302這樣的現(xiàn)場(chǎng)總線儀表是很有開展出路的儀表，它將使保守的傳感器或溫度變送器消逝，從而首創(chuàng)一個(gè)工業(yè)控制的新時(shí)代。
