FF现场总线将是未来工业控制系统的王者Can总线通信大幕升起
DCS仪表信号标准化:4-20mA.DC信号制的国际通用语言
在工业自动化领域,DCS(分布式控制系统)作为现代工厂的神经中枢,其仪表信号标准化至关重要。国际电工委员会(IEC)为过程控制系统定义了模拟信号标准,即4-20mA.DC,这一标准被广泛采用,并且我国自DDZ-III型电动仪表开始,也逐步采纳这一国际规范。
4-20mA.DC信号制,不仅是设备之间传递数据的一种方式,更是一种语言,能够跨越文化和国界无缝对话。在控制系统中,它们通过一对一接线与每个设备紧密相连,每一个设备都配备有安全栅,一对接线确保信息传输的准确性。
基金会现场总线(Foundation Fieldbus, FF):一种专为自动化系统设计的通信技术,由现场总线基金会推出。1996年,它发布了低速总线标准H1。FF作为工厂底层网络,其特点是低速传输速率,如31.25kbps、1Mbps和2.5Mbps,而我们通常使用的是31.25kbps。这使得它成为适应本质安全防爆要求,同时提供工作电源给现场设备的理想选择。
FF拥有诸多优势:
(1) 适应本质安全防爆要求,
(2) 通过总线提供工作电源,
(3) 减少接线与安装,易于集成,
(4) 简化操作和维护,灵活拓朴结构,
(5) 高速通信,对等实体间可互操作性强。
其工作电压范围宽广,可适用于9V到32V之间。但即便如此,它也面临着一些挑战:
(1) 抗干扰能力有限,如果受到强烈干扰,有可能导致部分或全部仪表信号丢失。
(2) 每条总线只能承载两台调节阀过度使用时可能影响其他仪表。
(3) 总线箱故障将导致所有下属装置掉线,加上串联问题,使得整个网络稳定性受到影响。
那么,FF是否将成为未来工业控制系统中的主流?个人认为答案正是如此,因为它不仅能显著减少安装成本和材料成本,而且对于大规模应用来说,无疑是一个明智之选。例如,在某公司的一个装置中,有1000余台流量、液位、温度、压力分析及调节阀需要连接。如果采用传统方法,每根电缆需长达200米,从而造成巨大的布局难题。而如果采用FF技术,只需100根总线,将大幅减少布局复杂度。此外,与日益增长的人口需求相比,我们必须不断探索高效利用资源的途径,以保证地球上的生命活动能够持续进行下去。科技进步带来的可能性无限,大胆迈向未知,是我们共同追求未来的方向。