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第一FCS的硬件组成.doc

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第一FCS的硬件组成.doc
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1第一 FCS 的硬件组成和传统的 DCS 控制系统不同,FCS 是总线网络,所有现场表都是一个网络节点,并挂接在总线上,每一个节点都是一个智能设备,因此 FCS中已经不存在现场控制站,只需要工业 PC 即可。在现场总线控制系统中,以微处理器为基础的现场仪表已不再是传统意义上的变送或执行单元,而是同时起着数据采集、控制、计算、报警、诊断、执行和通信的作用。每台仪表均有自己的地址与同一通道上的其它仪表进行区分。所有现场表均可采用总线供电方式,即电源线和信号线共用一对双绞线。在本质安全情况下使用时,必须使用现场总线安全栅 SB302。Smar 公司是生产 FCS 最早的生产厂家,下面以此为例介绍 FCS 的硬件组成。一、接口设备接口设备主要指各种计算机和计算机与现场总线之间的接口卡件。1、 PC 机一般的工业 PC,带有大屏幕显示器、打印机、工业键盘和鼠标。另配有净化电源、UPS 电源、操作台、操作椅等,置于操作室内。2、 过程控制接口卡(PCI)PCI(Process Control Interface)是一种高性能接口卡,把先进的过程控制与多通道通信、管理融为一体。该接口卡插在 PC 底板上,一台 PC 最多可插 8 卡。主要组成如下:⑴ CPU:采用 32 位超级 RISC 处理器,完成 PCI 卡执行的全部通信与控制功能。⑵ Dual-Port RAM,双口 RAM:使 PC 机与本卡 CPU 共享 16 位数据2存储器,为二者提供一个有效的通信通路。⑶ Control Logic,控制逻辑:为 PCI 卡 CPU 访问所有器件(NVRAM,FLASH,DP,TIMER,MODEM 等)的判别部件。⑷ PC Bus,PC 总线:16 位 ISA 或 32 位 EISA 总线。在总线上插入PCI 卡,通过总线访问 PCI 卡,同时向 PCI 卡提供电源。⑸ Local Bus,就地总线:是 PCI 卡内部 32 位总线,它把 CPU 连接到各快速器件上(NVRAM,FLASH,DP)。⑹ Peripheral Bus,外围总线:它是 8 位外围总线,把 CPU 与低速器件相连接(TIMER,MODEM)。⑺ TIMER0-5,定时器:8/16 位 3 通道通用定时器,用做多任务切换及现场总线通信定时的时间基准。⑻ MODEM0-3,Fieldbus Communication Controller;调制解调器和现场总线通信控制器:Smar 现场总线芯片以 31.25Kbps 串行数字通信,它符合 ISA-SP50 现场总线物理层规范,将±10mA 的电流信号送给一个50Ω 的等效负载,产生一个调制在直流电源上的 1V 峰-峰值的电压信号。⑼ MAU0-3,Fieldbus Medium Attachment Unit;现场总线附属单元:属于信号调理及隔离电路。⑽ PCI 还有一整套软件,以适应各硬件的运行。3、 串行接口(BC1)BC1 是 Smar 入口级的现场总线网络与 PC 机之间的智能接口,具有一个 Master 的特点,它直接把 PC 机的串行口(RS232)接口到现场总线 H1 通道,由 PC 为其供电。用做便携式现场总线组态器及小工厂监控。软件为 Windows 平台。二、现场总线仪表3Smar 公司共有五种现场总线仪表,三种输入仪表:双通道温度变送器 TT3022、差压变送器 LD302 和三通道输入电流变换器 IF302;二种输出仪表:三通道输出电流变换器 FI302;输出气压信号变换器 FP302,下面逐一介绍。1、双通道温度变送器 TT302它将两路的温度信号引入现场总线,在现场完成两路的温度信号到现场总线的转换。具有冷端温度补偿,TC 及 RTD 线性化,对特殊传感器有常规线性化模拟输入。图 2.3.2-1 TT302 框图其输入信号有四种类型,七种连接方式:① 热电阻(RTD):二线制、三线制、四线制、温差。② 热电偶 (TC):单偶、双偶、温差。③ Ω 信号:0~100Ω;0~400Ω;0~2000Ω。④ mV 信号:-6~-2 mV;-2~22 mV;-10~100 mV;-50~500 mV。硬件组成有:输入板、主板、显示板和液晶显示器。⑴ 输入板4① MUX(MultipleXer),多路调制器:把四种类型,七种接法的传感器信号多路传输到信号调理部分。其内部带有环境温度测量元件,实现冷端自动温度补偿。② Signal Conditioner,信号调理器:给输入信号加以增益,使之适合于 A/D 转换规范。③ A/D,模数转换器:把模拟输入信号转换为数字信号,使之适合CPU 工作。④ Power Isolation,电源隔离:输入板与主板之间的输入信号与控制信号必须隔开,以保证系统安全工作;总线
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