技術文章

AIFCS現場總線系統(tǒng)

2010-10-11 15:38:00 來源：

系統(tǒng)介紹

由于AI系列儀表的出色性能，宇電又開發(fā)出基于AI儀表并具備現場總線特性的AIFCS計算機監(jiān)控系統(tǒng)。AI儀表相當于現場總線系統(tǒng)中的各個控制單元，利用RS485作為現場通訊總線，采用宇電自行開發(fā)的AIBUS通訊協議，可在上位機上實現100%儀表功能操作如實時讀取測量值、給定值、設置參數、自動/手動無擾動切換、調整手動輸出值、啟動/運行/停止程序，并具備開關量輸入/輸出操作能力。由于自己掌握100%知識產權，又是開放式結構，所以系統(tǒng)價格非常低廉，具有極高的性能/價格比。
采用AIBUS協議的AI儀表在9600波特率下能在40ms內向上位機傳送4個重要數據，比采用MODBUS協議的進口儀表速度高3-10倍以上，因此即使采用廉價的RS485通訊，AIFCS也具備如DCS或FF、PROFIDBUS等高價現場總線系統(tǒng)同等的使用效果，并可以組建大型系統(tǒng)，而不象通常進口儀表那樣只能應用于小型系統(tǒng)。RS485不僅價格低，還具備布線簡單、對通訊線要求低及通訊距離長等優(yōu)點。
　整個系統(tǒng)分為管理層、操作站和工業(yè)現場3個層級,也可只分操作站和工業(yè)現場兩個層級。管理層可提供工廠領導瀏覽現場實時工況畫面，也可進行如使用權限、系統(tǒng)配置等高級設置；操作站供儀表班組和技術人員進行計算機實時監(jiān)控；萬一計算機系統(tǒng)發(fā)生故障時，儀表操作人員可依傳統(tǒng)儀表使用方法直接操作儀表；工業(yè)現場提供各種控制信號，如模擬量輸入/輸出和開關量輸入/輸出至儀表。

基于AI系列儀表的FCS計算機監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

系統(tǒng)組成

現場控制儀表：
AIFCS是基于AI系列儀表，利用RS485通訊接口和AIBUS協議與計算機通訊，AI系列儀表種類齊全，性能優(yōu)異，可很好的適應各種工業(yè)現場溫度、壓力、流量、液位的測量與控制，并可以處理開關量信號的輸入與輸出。
操作站：
使用常用的WINDOWS操作系統(tǒng)個人計算機，如果計算機放在有空調的操作室內，可以用普通PC，如果放在干擾大，溫度高的工業(yè)現場，應采用工業(yè)級計算機。*新的進展是也可用WINDOWS CE的嵌入式操作系統(tǒng)的工業(yè)觸摸屏（平板電腦），它更適合現場操作。
組態(tài)軟件：
客戶可選擇多種商品組態(tài)軟件，如組態(tài)王、MCGS、華富、三維等公司產品，宇光可提供組態(tài)服務，客戶也可根據需要自行組態(tài)，組態(tài)軟件能做出功能強大，畫面美觀的系統(tǒng)。宇電全新開發(fā)的AIFCS網絡版軟件使用簡單，支持多機連網、具備流程圖（可設置動畫）、儀表屏、歷史記錄、實時記錄和打印功能，查詢數據方便性和記錄精確度遠優(yōu)于無紙記錄儀�？蛻粢部勺孕性O計軟件，宇光可提供協議內容及技術支持。
RS232/RS485轉換器：
用于將計算機的RS232接口轉換為RS485接口，RS485具有連線簡單，通常2根線即可連接50-60臺儀表，通訊距離大于1.2Km，能可靠用于工業(yè)現場。
通訊連線：
RS485接口應采用雙絞線連接，不能用電源花線、絞線或電話線連接，干擾很強的場合可用工業(yè)專用的帶屏蔽的雙絞線，但實際上多用價格便宜購買方便的5類或超5類的計算機網絡線，而且效果良好。目前的實際應用中，用9600波特率，采用廉價的5類雙絞線*長布線已達3000米。

管理層計算機：
通常是客戶現有的內部企業(yè)管理用的計算機局域網（計算機、集線器、交換機等），不需要為建立AIFCS系統(tǒng)增加額外的硬件投資，只需要配備組態(tài)軟件即可。如果客戶管理尚未實現網絡化，可不設此層，或簡單的建立廠長、總工計算機與現場操作站的連網即可。

常用控制系統(tǒng)比較

系統(tǒng)方案	國外FCS現場總線	DCS集散控制系統(tǒng)	AIFCS現場總線控制系統(tǒng)	數字儀表/調節(jié)器+無紙記錄儀
總線形式	FF、PROFIDBUS、CAN、工業(yè)以太網等，協議內容完全公開	專用，不開放或只開放部分	基于RS485通訊接口的AIBUS協議，協議內容完全公開	信號以模擬方式傳輸
軟件功能	功能強，畫面美觀，有歷史記錄、實時記錄、有動畫的流程圖、數據后處理分析能力等等	由廠家設計水平決定	功能強，畫面美觀，有歷史記錄、實時記錄、有動畫的流程圖、數據后處理分析能力等等	記錄儀分辨率遠低于計算機，畫面差，內存小，只有簡單的記錄功能，需要用軟盤備份，且查詢不方便
網絡功能	很好，數據按權限需要可在局域網甚至互聯網內流通	由廠家設計水平決定	很好，數據按權限需要可在局域網甚至互聯網內流通	沒有
危險分散	好，完全分散	差，必須帶冗余系統(tǒng)及后備操作系統(tǒng)	好，完全分散，且現場顯示功能	較差，尤其是自帶多路調節(jié)的無紙記錄儀
布線	開放式結構，但電纜線數比RS485多，布線費用高于AIFCS	專用線路，費用由廠家決定	基于RS485的2線通訊，低波特率，傳輸距離長，布線簡單，費用*低	模擬線路，費用較高
綜敘	采用多主結構的中高速網絡，設計思想過于理想化，加上跨國公司的標準之爭，以至價格高昂但仍達不到實時要求。為此，*近有人提出用工業(yè)以太網，但以太網為星型結構，布線費用大且通訊距離短，前途仍待觀察	目前系統(tǒng)日趨成熟，但其性能價格比仍遠低于AIFCS系統(tǒng)。非開放式結構導致客戶過于倚賴廠家	采用的主從結構低速率RS485通訊結構，實時控制由儀表本身完成，網絡不干預或只處理對實時程度要求不高的控制。通訊距離長，功能強，客戶能隨心所欲的選擇先進的組態(tài)軟件，價格低	仍是模擬系統(tǒng)，精度差、功能少、技術上屬于過渡產品，由于多臺無紙記錄儀才能頂1臺計算機，除10多點的小系統(tǒng)外，大、中型系統(tǒng)其成本反而要高于檔次更高的AIFCS系統(tǒng)

解決方案

與DCS不同，AIFCS現場總線型計算機監(jiān)控系統(tǒng)是一個完全開放式的系統(tǒng)，系統(tǒng)包括AI系列儀表（支持AIBUS協議）、監(jiān)控軟件、計算機硬件、布線、現場技術支持及培訓等。宇電即可提供其中全部服務，也可只提供儀表，由宇電免費提供電話技術支持以協助客戶組成系統(tǒng)。
本著為客戶提供*佳解決方案的原則，宇電公司與國內*的組態(tài)王、MCGS、華富等多家組態(tài)軟件公司合作，優(yōu)化宇光AI系列儀表的驅動程序。并與組態(tài)王合作推出專門針對AI儀表的組態(tài)王專用版（只能連接AI儀表），價格遠低于其通用版，提供客戶超值選擇。宇電又在自行開發(fā)的AIFCS單機版軟件基礎上，全新推出AIFCS網絡版軟件，其功能強大，支持多機連網及帶動畫的流程圖畫面，是客戶的又一*佳選擇，其主要功能特點如下：

全中文可視化組態(tài)界面，使用方便、靈活；完善的中文在線幫助系統(tǒng)和詳細的多媒體教程可幫助您快速學習和使用組態(tài)系統(tǒng)的各種功能。
真正的32位程序，支持多任務、多線程，運行于WIN98/95NT平臺，多種工控現場的靡練，使系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定、可靠。
提供近多種圖符及各種工業(yè)用標準元件。用戶還可置入JPG和BMP圖形文件，使您的監(jiān)控窗口更加逼真，更加美觀。
支持ActiveX控件，包括溫控曲線、計劃曲線、實時曲線、歷史曲線、XY曲線、實時報表、歷史報表、配方管理、數據庫瀏覽統(tǒng)計等眾多構件。
完整實現ODBC接口，可與SQLServer、Access等主要數據庫相連。可實現各種復雜的報表，并以不同方式增加、刪除數據庫中的記錄。
實現了遠程調試、診斷及數據采集。能進行遠程監(jiān)控看到現場情況，并能進行操作。
提供安全密碼機制。
連網功能可以讓領導隨時隨地瀏覽現場的情況，觀察各種數據、曲線和動畫顯示。為您大大降低系統(tǒng)升級和日常維護的成本。