奧地利貝加萊總線控制器模塊X20PS9400

現(xiàn)場總線的本質原理

　　1）現(xiàn)場通信網(wǎng)絡

　　現(xiàn)場總線把通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場或生產(chǎn)設備是用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡，傳統(tǒng)的DCS的通信網(wǎng)絡截止于控制站或輸入輸出單元。現(xiàn)場儀表與控制室輸入輸出端口仍然是一對一的模擬信號傳輸，工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境十分惡劣，既有各種電磁場的干擾噪聲，又有各種酸、堿、鹽等腐蝕性有害物質，還有高溫低溫、高濕度和各種粉塵。現(xiàn)場總線能適應工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，從而實現(xiàn)了全數(shù)字通信。

2）現(xiàn)場設備互連

　　現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表是指傳感器、變送器和執(zhí)行器等。這些設備能通過一對傳輸線互連傳輸線可以是雙絞線、同軸電纜、光纜和電源線等并可根據(jù)需要因地制宜的選擇不同類型的傳輸介質。

　　3）互換性和互操作性

　　現(xiàn)場設備或現(xiàn)場儀表種類繁多，沒有仟何一家制造商可以提供一個工廠所需的全部現(xiàn)場設備。所以，互相連接不同制造商的產(chǎn)品是不可避免的用戶不希望為所選用的產(chǎn)品不同而在硬件或軟件上花很大力氣。希望選用各制造商性能價格比的產(chǎn)品集成在一起，實現(xiàn)即接即用。用戶希望對不同品牌的現(xiàn)場設備統(tǒng)一組態(tài)，構成所需要的控制回路。這些就是現(xiàn)場設備互換性和互操作性的含義。

　　4）分散功能塊

　　FCS廢止了DCS的輸入/輸出單元和控制站，把DCS控制站的功能分散的分配給現(xiàn)場儀表，從而構成虛擬控制站。例如流量變送器不僅具有流量信號變換、補償輸入模塊，而且有PID控制和運算功能塊；調節(jié)閥的基本功能是信號驅動和執(zhí)行，還內含輸出特性補償模塊；也可以有PID控制和運算模塊；還可以有閥門特性自校驗和自診斷功能。功能塊分散在多臺現(xiàn)場儀表中，并可統(tǒng)一組態(tài)，用戶可以靈活選擇各種功能模塊，構成所需要的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)*的分散控制。

　　5）通信線供電

　　通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量，這種方式提供于本質安全環(huán)境的低功耗現(xiàn)場儀表，與其配套的還有安全柵，化工、煉油等企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場有可燃性物質，所用現(xiàn)場設備必須嚴格遵循安全防爆標準，現(xiàn)場總線也不能例外。

　　6）開放式互連網(wǎng)絡

　　現(xiàn)場總線為開放互連網(wǎng)絡，既可與同層網(wǎng)絡互連，也可與不同層網(wǎng)絡互連，不同制造商的網(wǎng)絡互連十分簡單。用戶不必在硬件或軟件上花多大力氣開放式互連網(wǎng)絡還體現(xiàn)在網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫共享，通過網(wǎng)絡對現(xiàn)場設備和功能塊的統(tǒng)一組態(tài)，天衣無縫的把不同制造商的網(wǎng)絡及設備融為一體，構成統(tǒng)一的FCS。

奧地利貝加萊總線控制器模塊X20PS9400

嵌入式工控機是為應用在各類狹小空間而設計的緊湊型工控機，因低功耗無風扇設計、小巧的的體積、穩(wěn)定的性能而在工控機應用中日趨廣泛。隨著嵌入式技術的發(fā)展，嵌入式工控機發(fā)展迅速，在工控機應用中占據(jù)越來越重要的位置。那么，你知道嵌入式工控機和傳統(tǒng)工控機之間在性能上有什么區(qū)別嗎？

嵌入式工控機與傳統(tǒng)工控機的性能比較

一、功耗低

1、采用低能耗處理器

2、無風扇結構設計，機體使用被動式鋁擠材質散熱鰭片，將處理器芯片上的熱量迅速傳導到鋁擠鰭片，提高散熱效率。

3、全密封結構設計，適應多塵、高溫、潮濕、電磁干擾嚴重等復雜環(huán)境。

二、體積小

緊湊型設計，可應用在各類狹小空間，并充分考慮對外接口及安裝空間合理利用，產(chǎn)品功能適配性好。

三、可靠性高

除電氣功能滿足可靠性設計外，還需滿足散熱設計、電磁兼容設計、防塵防水設計、抗振動設計等可靠性設計內容。

四、使用周期長

嵌入式工控機往往和具體應用有機地結合在一起，嵌入式工控機的升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進行，因此嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品一旦進入市場，具有較長的使用周期。

嵌入式工控機是否可以取代傳統(tǒng)工控機

1、嵌入式工控機處在整個測控系統(tǒng)中的前端，向上的連接往往是傳統(tǒng)工控機，傳統(tǒng)工控機的運算能力、軟件資源、數(shù)據(jù)庫支持等方面都是嵌入式工控機難以企及的。

2、在大型系統(tǒng)構建中，傳統(tǒng)工控機的系統(tǒng)擴展能力、網(wǎng)絡通訊能力也是嵌入式工控機難以替代的。

3、在可視化設計、流程監(jiān)控、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、科學計算等領域，傳統(tǒng)工控機具有先天的優(yōu)勢。

X20系統(tǒng)-總線型CPU

X20XC0201

X20BB32

X20PS9500

X20XC0202

X20BB37

X20系統(tǒng)-標準型CPU

X20CP3486

X20CP3485-1

X20CP3484

X20CP1486

X20CP1485-1

X20CP1484

X20系統(tǒng)-緊湊型CPU

X20CP0292

X20CP0201

X20BB27

X20CP0291

X20BB22

X20PS9500

X20系統(tǒng)-IF通信模塊

X20IF1063

X20IF1082

X20IF2772

X20IF1020

X20IF1061

X20IF1072

X20IF1091

X20IF2792

X20IF1030

X20系統(tǒng)-電氣模塊

X20CS1030

X20CS2770

X20CS1020

X20CS1070

X20系統(tǒng)-總線控制器

X20BC0053

X20BC0073

X20BC0087

X20BB80

X20PS9400

X20BC0043

X20BC0063

X20BC0083

X20BC1083

X20BB81

X20IF1091-1

X20系統(tǒng)-總線接收和總線中繼模塊

X20BR9300

X20BT9400

X20BT9100

X20系統(tǒng)-電源模塊

X20PS2110

X20PS3310

X20PS2100

X20PS3300

X20系統(tǒng)-數(shù)字量輸入模塊

X20DI2372

X20DI2653

X20DI4372

X20DI4760

X20DI6372

X20DI9371

X20DI2371

X20DI2377

X20DI4371

X20DI4653

X20DI6371

X20DI6553

X20DI9372

X20系統(tǒng)-數(shù)字量輸出模塊

X20DO2322

X20DO2649

X20DO4322

X20DO4332

X20DO4623

X20DO6322

X20DO8331

X20DO9321

X20DO2321

X20DO2623

X20DO4321

X20DO4331

X20DO4529

X20DO6321

X20DO6529

X20DO8332

X20DO9322

X20系統(tǒng)-數(shù)字量混合模塊

X20DM9324

X20系統(tǒng)-模擬量輸入模塊

X20AI2622

X20AI4622

X20AI1744

X20AI2632

X20AI4632

X20系統(tǒng)-模擬量輸出模塊

X20AO2632

X20AO4632

X20AO2622

X20AO4622

X20系統(tǒng)-溫度模塊

X20AT2402

X20AT6402

X20AT2222

X20AT4222

X20系統(tǒng)-其他功能模塊

X20CM1201

X20CM8323

X20PD0012

X20PD2113

X20CM0985

常模塊電源并聯(lián)要解決的首要問題就是均流問題。均流以保證模塊間電流應力和熱應力的均勻分配，防止一臺或多臺模塊運行在電流極限狀態(tài)。因為并聯(lián)運行的各模塊特性并不一致，外特性好的可能承擔更多的電流，甚至過載;而外特性差的運行在輕載，甚至空載。這樣不均勻的電流使得熱應力大，降低了可靠性。實驗證明，電子元器件溫升從25度上升到50度時，其壽命僅為25度時的1/6。

隨著模塊電源市場日趨成熟，一些低電壓輸入超大功率的模塊電源越來越受到客戶的青睞，但是在一些低壓大功率場合中，單臺模塊電源是無法滿足負載功率要求的，于是就需要考慮并聯(lián)。利用多臺中/小功率的電源并聯(lián)，不僅可以達到負載功率要求，降低應力;而且還可以應用冗余技術，提高系統(tǒng)的可靠性。實驗證明，兩臺并聯(lián)系統(tǒng)的故障率遠小于單臺電源的故障率，因此多臺的情況下，系統(tǒng)的可靠性將顯著增強。

因此，對若干個開關變換器模塊并聯(lián)的電源系統(tǒng)，其要求是：

1）各模塊承受的電流能自動平衡，實現(xiàn)均流

2）為提高系統(tǒng)的可調性，盡可能不增加外部均流控制的措施，并使均流與冗余技術結合

3）當輸入電壓和/或負載電流變化時，應保持輸出電壓穩(wěn)定，并且均流的瞬態(tài)響應好

常見的均流方法有：

1輸出阻抗法（下垂法，電壓調整率法）

并聯(lián)的各模塊的外特性呈下垂特性，負載越重，輸出電壓越低。在并聯(lián)時，外特性硬（內阻?。┑哪K輸出電流大;外特性軟的模塊輸出電流小。輸出阻抗法的思路是，設法將外特性硬（內阻小、斜率?。┑耐馓匦孕甭收{整得接近外特性軟的模塊，使得兩個模塊的電流分配接近均勻。

2、主從設置法

主從設置法即是認為選定一個模塊作為主模塊（MasterModule），其余模塊作為從模塊（SlaveModule）。用主模塊的電壓調節(jié)器來控制其余并聯(lián)模塊的電壓調整值，所有并聯(lián)模塊內部具有電流型內環(huán)控制。由于各從模塊電流按同一基準電流調制（主模塊的電壓誤差轉換成的基準電流），從而與主模塊電流一致，實現(xiàn)均流。

主從設置法的主要缺點：

1）主從模塊之間必須有通訊聯(lián)系，使系統(tǒng)復雜

2）若主模塊失效，整個系統(tǒng)將不能工作，不適用與冗余并聯(lián)系統(tǒng)

3）電壓環(huán)的帶寬大，容易受外界干擾

3、平均電流自動均流法

用均流母線來連接所有電源模塊輸出電流取樣電壓的輸出端，均流母線上的電壓由所有并聯(lián)電源模塊系統(tǒng)取樣電壓，經(jīng)各電源模塊的均流電阻所提供。通俗地說，即是均流母線的電壓為各模塊電流信（以電壓呈現(xiàn)）的平均值，然后各模塊的電流信號（以電壓呈現(xiàn)）再與均流信號比較，得到補償量用來進行控制。

平均電流自動均流法可以均流。但是，當連接在母線上的某一個模塊不工作時，將導致母線平均值降低，電壓下調，到達下線時出現(xiàn)故障。

4、最大電流法自動均流

又稱“民主均流法”，該法與主從設置法相似，區(qū)別在于主模塊是不固定的，系統(tǒng)中電流最大的模塊自動作為主模塊工作。

5、熱應力自動均流法

該法按每個模塊的電流和溫度（即熱應力）自動均流。系統(tǒng)中仍以各模塊電流平均值得到均流母線作為比較參考，各模塊的電流信號再與均流母線作比較得到誤差，進而補償控制。（目前不太明白與前面的平均電流法的區(qū)別）

6、外加均流控制器

應用此法時，每個模塊的控制電路中都需要加一個特殊的均流控制器，用以檢測并聯(lián)各模塊電流不均衡情況，調整控制信號，從而實現(xiàn)均流。但是均流控制器的引入增加了系統(tǒng)的復雜性，若設計不正確，可能使系統(tǒng)不穩(wěn)定。