现场总线
现场总线的定义: 是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。
主要 解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以 及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题 现场总线的特点: (1)现场控制设备具有通信功能,便于构成工厂底层控制网络。
(2)通信标准的公开、一致,使系统具备开放性,设备间具有互可操作性。
(3)功能块与结构的规范化使相同功能的设备间具有互换性。
控制功能下放到 (4)现场,使控制系统结构具备高度的分散性。
现场总线的优点: (1)现场总线使自控设备与系统步入了信息网络的行列,为其应用开拓了更为 广阔的领域; (2)一对双绞线上可挂接多个控制设备, 便于节省安装费用; (3)节省维护开销; (4)提高了系统的可靠性; (5)为用户提供了更为灵活的系统集成主动权。
Dupline 现场总线的主要应用优势 1、自由的拓扑结构可以持久的,灵活的以及方便的一步步安装 2、友好的用户界面:易于编写地址和测试,易于从 PC/PLC 机读取数据 3、高亢电子干扰性能,不需要屏蔽电缆,可利用现存的电缆/导线管/管道 4、10km 以内的数据通信不需要信号中继器 5、仪表系统可与 Dupline 的门-照明灯-远程控制及负载开关结合起来 6、与普通系统相比经济实惠 7、后期维护比传统布线更方便、简单。
通信原理: Dupline®信号传输基于时分复用原理,相对传统的面向信息的方法而言,能 使简单信号的传输更加有效。
因此,Dupline®运行的的载波频率可低至 1 kHz, 这也是 Dupline®传输距离远、 抗扰性高和稳定性高的关键所在。
控制器产生的方 波信号有一个 8 ms 同步期,随后是 128 个长度为 1ms 的脉冲。
这条 136ms 的脉 冲串不断重复。
每个脉冲定义一个时隙,分配到具体脉冲号的模块则可传输和接 收信息。
因此,实际上 I/O 模块是互用(交替使用)两条线。
不论网络的节点数 量和主要信号如何,Dupline®系统的响应时间通常低于 272ms. 拓扑结构: 总线系统的拓扑指确定采用哪一种电缆布线方式。
Dupline®采用 完全自由的拓扑结构,构建的网络可以是线型、环型、星型或其中几 种的组合。
这种拓扑结构便于规划,为任何时候的变更和未来的系统 扩展提供了高度的灵活性。
传统自动化系统的并联布线方式成本高,而且复 杂。
每个传感器和执行器都需要自己的布线, 使得 初期安装成本高昂。
系统扩展也是一个问题, 甚至 维修成本也很高。
因此, 串行总线技术日益成为建 筑、 工业过程和公共服务电气设备安装的重要组成 部分。
使用总线系统代替大量双芯线缆有很多好 处。
安装更加方便快捷,大大降低了劳工成本,且 可以利用现有布线扩展系统,能有效应对各种变 化。
总线系统还可通过低本高效的方式获取大量的 信号。
这可满足自动化系统对采集和利用更多数据 来优化成本和性能的需求。
什么是 Dupline®?
Dupline 是一种现场及安装总线,为建筑自动化、 配水、能源管理、铁路系统及其它领域提供独一无 二的解决方案。
该系统能通过普通双芯线缆传输数 字和模拟信号达数公里距离。
系统采用模块化设 计, 操作原理简单, 即使是新手也能很快在现有或 新的应用领域熟练使用该系统。
解决方案设计将各 种 Dupline 模块产品结合起来,包括数模 I/O 模块、 可编程逻辑控制器(PLC)和个人计算机接口、人机 界面和调制解调器。
安装的所有模块连接到同一条 双芯线缆, 以在模块间以及中央控制器和模块间实 现数据交换。
Dupline 通常用作远程 I/O 系统,在现场装置(如 传感器、接触器、阀门和按钮等)和中央监测控制 器(PLC、个人计算机或 Dupline®控制器)之间建 立连接。
但是,但信号通过点对点的方式传输,不 需要控制器或其它智能装置时, Dupline®还可用作 简单的接线替代系统。
Dupline®信号不仅可以通过 铜线传输,也可通过光缆、无线电调制调解器、租 赁电话线或 GSM 调制调解器传输。
自 1986 年以 来,Dupline®已在全球安装了超过 10 万个系统,为 其出色的性能提供了强有力的佐证。
虽然现在有了 最新的 ASIC 技术,但新式 Dupline®模块仍然可与 17 年前安装的系统兼容。
实例:
Dupline®用作接线替代系统。
(点对点)
中央装置
2 wire cable Dupline (10 公里)
I/O 模块 • 数字 • 模拟 A1 A2 A1 A2
I/O 模块 • 数字 • 模拟
为什么使用 Dupline® ?
选择现场总线系统时,需要考虑许多方面,包括传 输距离能力、易操作性、抗扰性、拓扑结构和响应 时间。
当然,成本效益也是一个因素。
因此,确定 关键应用要求, 对优化具体工作的总线系统至关重 要。
Dupline®系统的优势在于一系列独一无二的特 性,可为各种应用领域提供灵活、低本高效的解决 方案。
大多数所述特性源于采用的有效时分复用技 术。
它可以允许采用低至 1 hHz 的载波频率提供长 距离传输和出色的抗扰能力。
因此,Dupline®能通 过非屏蔽非双绞线双芯线缆传输多种数字信号达 10 公里,而不需要中继器。
这些独特的 Dupline® 功能为许多用户节约了大量成本, 尤其中原有普通 线缆可继续利用的。
Dupline®另一个重要特征是, 在所有项目阶段都容易操作。
使用 Dupline®不需 要获取任何专业工程资格。
由于地址和试验编码通 过简单的手持装置完成, 不需要计算机。
没有特殊 线缆和端子要求, 也没有其它现场总线的布线路线 限制。
该系统使用简单容易,许多客户都可以自行 安装、 排障和维护。
因此免除了昂贵的服务和安装 合同需求 Dupline®是独立、开放的系统,基本上可以与任何 种类的控制器接口。
与 Modbus 和专用 PLC 协议 的串行接口,以及 Profibus-DP 和 Devicenet 网关, 可实现与 PLC、个人计算机和专用控制器的简单、 灵活连接。
Dupline®特性一览
•传输距离达10公里,不需要中继器 •操作简便 •高度抗噪 •自由拓扑 •灵活 •无特殊线缆要求 •可利用原有线缆 •有总线供电设备 •与PLC和个人计算机接口灵活连接• 通过GSM调制调节器、无线电调
Dupline # 1
实例:用作PLC远程 I/O的Dupline®
RS485 / RS232 Modbus Profibus-DP DeviceNet
接口
制调解器或光缆传输 •性能经10万个已安装系统证明
•数字
I/O模块
•低本高效
•模拟 计数器
Dupline # 2
接口
I/O模块
•数字 •模拟 计数器
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