1、傳感器與檢測技術第十二講第十二章 可靠性(Reliability)重點閱讀可靠性設計一節牢記可靠性設計原則：1、盡量簡單：元件少、結構簡單、工藝簡單、使用簡單、維修簡單。2、技術上成熟：選用合乎標準的原材料和元件，采用保守的設計方案。課后閱讀“多傳感器信息融合技術”、“現代檢測系統”兩章內容。現場總線1、DCS Distributed Control System 分散控制、集中管理 197080年代發展興起 現場級的控制系統結構形式上包括：集中式DCSFCSNCS (Network Control System)。Sensor1S2S3S5S6S4通信線路（RS422等）S(i+1)S(i+

2、2)S(i)特點：1、分散特點、降低控制風險；2、布線復雜； 控制器（傳感器、執行器）3、兼容性差，各廠家產品不能互聯互通；4、系統只能在一定限度下組態，擴充性有限；5、維護代價高，需要長時間培訓人員。2、FCS Fieldbus Control System A)突破DCS系統專用通信網絡的局限，采用基于公開化、標準化的解決方案，即采用Fieldbus。 B)將DCS系統集中與分散相結合的集散系統結構變成了新型全分布式結構，把控制功能徹底下放到現場。 隨著控制功能向現場儀表的轉移和數字通訊網絡的應用出現了FCS。分散性開放性數字通信C)采用了智能儀表，構成全數字化系統，智能儀表成為能獨立承擔

3、某些控制、通信任務的網絡節點。智能傳感器數字儀表調節閥3、Fieldbus 現場總線是近年來迅速發展起來的一種工業數據總線，它主要解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信以及現場控制設備和高級控制系統之間的信息傳遞問題。 它是一種全數字化、串行、雙向、多站的通信網絡。A)發展過程MCU、MPU、COMPUTER功能，價格，計算機網絡技術迅速發展，信息流通的范圍，深度；企業生產過程自動化系統現狀：仍采用420mA模擬信號傳輸，或自我封閉式的集散系統，設備之間和系統和外界的信息交換難以實現。廠級網（管理網）車間級網（監控網）現場級網（現場總線網）外界 國際標準化組織、北

4、美、歐洲等國的儀表控制界先后著手進行現場總線標準制定與技術開發，在不同的領域形成了幾大總線系列，目前還沒有完全統一。B)分類Sensor bus 位傳輸 例如：ASIDevice bus 字節傳輸 例如：CANField bus 數據流傳輸 例如：FF,LonWorks, Profibus,World_FIP 傳輸數據的格式與以太網等不一樣，以滿足實時控制，可靠性高的條件。FF(Fieldbus Foundation) H1(低速) 1900m H2(高速) 750m(1Mbit/S)或500m(2.5Mbit/S) 物理傳輸介質：雙絞線、光纜、無線發射 1994年由ISP 基金會和World

5、 FIP(北美)兩大集團合并成立FF基金會，其宗旨在于開發出符合IEC和ISO標準的、唯一的國際現場總線（Fundation Fieldbus）。 LonWorks 300 bit/S 1.5Mbit/S 直接通信距離 2700m(78Kbit/S，雙絞線) 物理傳輸介質：雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線 Echelon+Toshiba+Motorola主要應用：升降機、快餐加工、冷藏業采用了ISO/OSI全部7層協議。 HART Rosemount 在模擬信號上疊加了FSK數字信號，模擬和數字通訊可以同時進行，因而保證420mA模擬系統與數字通訊系統可以兼容，可以在一根雙絞線上連

6、接多臺現場設備。 數據傳輸速率低 1200bps Profibus 德國國家標準DIN9245和歐洲標準prEN50170的現場總線。 CAN 德國BOSCH推出，用于汽車內部測量和執行部件之間的數據通信。 已廣泛用于離散控制領域。4、FF (Fieldbus Foundation)。現場總線框架模型應用層表示層會話層傳輸層網絡層數據鏈路層物理層用戶層應用層數據鏈路層物理層ISO/OSI模型體系結構 三種拓撲結構:點對點：每個現場儀表可單獨接到H1低速總線上，然后連至控制系統。樹狀:按不同的工作區域，把若干個現場儀表集中，每個區域的儀表通過屬于H1性質的現場總線（Home-run）,連至控制設

7、備。帶橋：現場儀表H1H2 橋控制設備 一般為總線型，無路由器，該特點由實時控制特點決定。應用層數據管理網絡管理功能塊DDL（設備描述語言）網絡管理a、具有判斷功能的中央調度器；b、有效而安全的數據傳輸；c、具備二層與七層間的接口；d、支持Client/Server模型；e、支持請求/廣播/預約模式；f、提供用戶層信息的編碼和解碼；g、對用戶層提供出錯信息的通告。功能塊（Function Blocks）a、DI、DO、AI、AO；b、PID、PD；c、BG(偏差/增益器)、RA(比率)；d、SS(選擇器)、ML(手動裝載器)；e、離散控制、動態補償、計算等。DDL（設備描述語言） 類似于C語言，描述對象內容：a、制造商定義部分：與制造者有關的參數；b、用戶組定義部分：面向用戶的參數；c、FF規范定義部分：現場設備的功能性參數。FF的整體解決方案a、協議監控和診斷工具；b、總線分析器；c、仿真軟件；d、DD（數據描述）軟件工具；e、評測工具；f、性能測試工具。5、Fieldbus小結是 MUNICATION +AUMATIC CONTROL的產物；遵循公開統一的技術標準，可實現不同廠家，不同品牌的設備的互操作性和互換性；多種物理傳輸介質，節省線纜