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專有協(xié)議
雖然HART采用4-20mA的通訊技術(shù)取代了大多數(shù)煉油廠和石化工廠專有智能協(xié)議，部分工廠仍然擁有使用專有協(xié)議的儀表。 有些工廠幾年前購買了使用專用協(xié)議輸入卡的DCS，如今面臨著一個(gè)問題，需要繼續(xù)向相同的DCS供應(yīng)商購買變送器以便維持互操作性。 由于選擇受到了限制，只能購買價(jià)格昂貴的備件進(jìn)行日后維護(hù)了。PROFIBUS-DP使這個(gè)問題迎韌而解，因?yàn)樗褂昧碎_放的標(biāo)準(zhǔn)化的通信方式。 現(xiàn)在的工廠越來越傾向于標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)，他們會將基于標(biāo)準(zhǔn)化多路轉(zhuǎn)換器或無線網(wǎng)關(guān)的設(shè)備管理系統(tǒng)接入DCS系統(tǒng)中，而繞過DCS輸入卡中的專用協(xié)議。 多路轉(zhuǎn)換器應(yīng)用HART通信，直接訪問來自于智能數(shù)字儀表的重要診斷信息。
總線技術(shù)的承諾
雖然對于現(xiàn)場總線而言布線成本的降低是首要的，來自于設(shè)備管理軟件的維護(hù)保養(yǎng)成本的節(jié)省也是十分可觀的。
利用軟件可以進(jìn)行過程儀表的識別、信息訪問、遠(yuǎn)程診斷以及性能分析。 此外，操作統(tǒng)計(jì)、記錄審查、標(biāo)定的記錄和整理、文件的訪問、設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測，以及維護(hù)和服務(wù)記錄等也在該軟件的功能范圍之內(nèi)。
為了確保充分發(fā)揮設(shè)備管理軟件的作用，它必須與操作人員工作站的軟件緊密整合。操作人員可以方便地點(diǎn)擊屏幕上的問題設(shè)備或設(shè)備報(bào)警，以打開該設(shè)備頁面，檢查設(shè)備的健康狀況。同樣重要的是，設(shè)備管理軟件必須整合到日常的工作流程中。
圖2：通過基于EDDL的設(shè)備管理軟件可以訪問信息并減少養(yǎng)護(hù)成本。
基于IEC 61804-3標(biāo)準(zhǔn)的EDDL技術(shù)也非常重要，因?yàn)樗情_放式標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的一個(gè)關(guān)鍵組成部分。 EDDL是HART、基金會現(xiàn)場總線和PROFIBUS協(xié)議的必要組成部分，這是因?yàn)樗苁垢鞣N工廠現(xiàn)場設(shè)備在同一個(gè)軟件中顯示出來。設(shè)備的每種版本都配備一個(gè)EDDL文件，該文件同軟件進(jìn)行通信，以確定如何獲得設(shè)備內(nèi)的信息并將信息以用戶友好的界面顯示出來。 關(guān)鍵在于，EDDL文件是放置在壓縮文本內(nèi)的， 不在編程語言內(nèi)， 這樣在將新設(shè)備集成到控制系統(tǒng)中時(shí)，就不必安裝可能給系統(tǒng)穩(wěn)定性帶來風(fēng)險(xiǎn)的新軟件了。
圖4 數(shù)字自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖5 數(shù)字自動化系統(tǒng)控制器配有接口卡以適應(yīng)不同類型的總線技術(shù)
數(shù)字工廠結(jié)構(gòu)
可提供開放式標(biāo)準(zhǔn)通信的所有優(yōu)點(diǎn)，數(shù)字工廠結(jié)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)場儀器儀表及設(shè)備的智能，通過將準(zhǔn)確、有用的信息及時(shí)傳達(dá)給操作和維護(hù)人員，從而改進(jìn)過程和工廠的效率。
由于各種設(shè)備都使用不同的協(xié)議來傳遞其獨(dú)特的功能（表1），我們要將工廠中不同的總線技術(shù)有效整合起來，發(fā)揮數(shù)字工廠的最大優(yōu)勢。所以控制系統(tǒng)必須具有整合所有協(xié)議的能力，而不是被要求使用更復(fù)雜的而功能。
表1 設(shè)備類型和協(xié)議有效性
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ASI |
HART |
DP |
FF |
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控制變送器 |
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X |
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X |
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控制閥 |
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X |
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X |
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馬達(dá)驅(qū)動 |
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X |
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安全設(shè)備 |
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X |
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安全閥 |
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X |
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二位開關(guān) |
X |
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二位閥門 |
X |
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X |
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開關(guān)電磁閥 |
X |
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電動執(zhí)行機(jī)構(gòu) |
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X |
X |
更少的方案。 具體來說，工程師站的軟件必須支持各種現(xiàn)場總線的組態(tài)，而不是一個(gè)采用獨(dú)立軟件的復(fù)雜方案。
應(yīng)用最好的現(xiàn)代技術(shù)并采用最好的操作規(guī)程，裝備有完全集成的數(shù)字工廠結(jié)構(gòu)的工廠將在每一個(gè)工程階段獲得非凡的速度和效率。后續(xù)操作將提供更好的改進(jìn)。對于過程制造商來說， 開放的標(biāo)準(zhǔn)化的基金會現(xiàn)場總線和補(bǔ)充的總線技術(shù)為實(shí)現(xiàn)以上這些優(yōu)勢起到了至關(guān)重要的作用。
參考文獻(xiàn)
1. Jonas Berge,”過程控制用現(xiàn)場總線：工程、操作和維護(hù)保養(yǎng)” ,ISA, 2002,
ISBN 1-55617-760-7H Enquiry Number 1/2-01 HA
該文發(fā)表應(yīng)感謝艾默生過程管理新加坡公司的經(jīng)理Jonas Berge先生。 Jonas Berge先生曾在瑞典學(xué)習(xí)，在儀器儀表及控制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域擁有超過20年的豐富經(jīng)驗(yàn)。他是基金會現(xiàn)場總線的設(shè)計(jì)師之一，ISA的高級會員，新加坡現(xiàn)場總線基金會營銷協(xié)會的會長， 和“用于過程控制的現(xiàn)場總線：工程、操作、和維護(hù)保養(yǎng)”以及“自動化軟件 ：結(jié)構(gòu)、集成和安全”兩本書的作者。 Berge先生于1999年獲頒ISA優(yōu)秀文獻(xiàn)獎(jiǎng)。
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