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H1:适用于过程控制的协议

   日期:2006-12-28     作者:管理员    
  目前,许多最终用户面对着为他们的过程控制系统选择数字通信技术的关键问题。这种选择可能因成本与性能方面的一些因素发生变化,因此,在做重大投资决策前对总线协议之间差的异作一番了解是很有必要的。
  对主要的协议进行审核
  基金会现场总线、HART、Profibus目前各自都已制定了用于过程工业的数字通信标准。
  根据Emerson Process Management的产品销售首席经理AI Dewey的介绍,数字协议为工厂的设备管理能力打下基础。
  Dewey说,“用户在选择适用的协议时,不管是试图使工厂的投运速度更快,还是试图使维护任务更简单,他们将提供通过工厂和设备管理应用网络获得来自智能设备的实时工厂底层信息的能力”
  Smar Singapore公司总经理,多本工业过程仪表书籍的作者Jonas Berge对此建议到:“石油天然气、炼油、石化、化工行业内采用传统的DCS的最终用户在制定发展计划时,应该对标准的网络协议进行仔细审核。他们不应该假设,这些技术在过程工厂环境内全部都具有相同的性能。”
  考虑的重要因素
  最终用户在对控制网
络解决方案仔细考虑与评判时,应牢记几个关键问题,它们包括:
  调试
  基金会现场总线H1系统管理进行自动监测和寻址时不需要DIP开关或手动离线寻址。基金会技术在调试期间显示出既节省时间又节约支出的优点。
  Profibus PA没有系统管理的功能,其本身就不是一种“即插即用”的解决方案。网络上Profibus设备的数量要增加时,每次只能加挂一台。这些设备需要通过DIP开关设定地址。

基金会现场总线H1技术使系统完整性更好、回路性能有更大改进、故障检测速度更快、调试更轻松、升级更简单、现场支持更容易  系…
基金会现场总线H1技术使系统完整性更好、回路性能有更大改进、
故障检测速度更快、调试更轻松、升级更简单、现场支持更容易。

  系统完整性
  基金会现场总线H1和Profibus PA均为数字技术,都能使控制系统具有更高的精确度和更好的完整性。基金会现场总线H1利用最新的通信关系,例如受调度的发布方---接受方,而Profibus PA则依赖控制节点收到轮询后发送响应报文的技术,该技术没有经过调度、且先进过程不高。
  HART不能实现数字通信。相反,设备数据则能借助于依靠数字技术发送信号的方法发送出去,该技术与用于回复(或发送)过程变量的传统的4-20mA电流回路“接合在一起”。4-20mA信号尽管在世界各地都得到认可,但也有内在的弱点,例如,不能检测信号畸变,限制了它在某些应用中的效能。
  回路性能
  基金会现场总线H1通信是经过调度的,因而响应时间比总线速度相同但未经调度的系统的快几倍。调度通过使死区范围缩小到最低限度和使信号的不稳定现象降低到最小限度,提高回路性能。而且,这还使回路的运行能更接近设定点,随后使设定点更接近最佳效果。
  由于H1现场总线是同步的,它不需要依赖超取样。H1带宽分成循环(输入/输出)实时和非循环(诊断与组态)非实时数据的固定时段,它们均受调度的精确控制。因此,非严格时间要求的任务永远不会对关键控制产生负面作用。
  由于H1现场总线的调度作用,现行的总线能再配备些手操工具,它们的出现不会对网络上自动接收最高优先权的过程应用产生影响。
  而且,基金会现场总线利用的实时数据的发布方---接受方通信,使一台设备在单一的通信模式下能将数据发送给若干台不同的设备,从而减少了设备管理费用。响应时间的缩短又会导致过程回路能发挥更好的作用。
  与基金会现场总线不同的是,Profibus PA不支持调度,在设备中间也没有时间的常识。由于它的通信没有受到调度的精确控制,回路循环时间更长,周期不精确。
  故障检测
  HART和Profibus需要设备管理软件用一种循环方式针对每台设备的状态对其进行投票表决。然而,H1技术问世后,设备管理软件能立即获得故障存在信息,这些故障同时能落实于设备本身。Profibus PA和HART不提供可比较的警戒状态报告功能。
  HART系统尽管支持设备诊断,但是经常性地开展诊断工作的可能性很少,因为现场仪表一定是耗能的。而且,利用现有扫描装置对HART设备进行扫描,要花几分钟时间。设备必须不断地接受“投票表决”,查看是否有要事要报告。由于HART完成投票表决达到1200BPS,许多设备如何能接受投票表决,在特定的时间架构内报警,是有限制的。
  升级
  基金会现场总线H1可以实现通过网络轻松下载固件,以及实现对其它通信或过程不会有影响的无碰撞转换。H1设备能轻松地升级到通过最新的特点受益,从而有助于规避技术陈旧的风险。
  HART和Profibus PA技术是没有固件下载功能的。
  现场支持
  与Profibus PA不同的是,基金会现场总线H1支持便携式总线测试仪




























在现场查找故障。H1也支持手操式通信器在现场进行诊断与校验。
  最后,选择数字协议的目的是要使客户受益。不管是用户正在设法使调试的速度更快,诊断的效果更好,性能更佳,还是使系统完整性更高,基金会现场总线是实现这些目标优先选用的技术。■

 
  
  
  
  
 
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