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AIFCS現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

2009-08-27 11:13:57 來(lái)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(xiàn)場(chǎng)總線特性的AIFCS計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。AI儀表相當(dāng)于現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中的各個(gè)控制單元，利用RS485作為現(xiàn)場(chǎng)通訊總線，采用宇電自行開發(fā)的AIBUS通訊協(xié)議，可在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)100%儀表功能操作如實(shí)時(shí)讀取測(cè)量值、給定值、設(shè)置參數(shù)、自動(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換、調(diào)整手動(dòng)輸出值、啟動(dòng)/運(yùn)行/停止程序，并具備開關(guān)量輸入/輸出操作能力。由于自己掌握100%知識(shí)產(chǎn)權(quán)，又是開放式結(jié)構(gòu)，所以系統(tǒng)價(jià)格非常低廉，具有極高的性能/價(jià)格比。

采用AIBUS協(xié)議的AI儀表在9600波特率下能在40ms內(nèi)向上位機(jī)傳送4個(gè)重要數(shù)據(jù)，比采用MODBUS協(xié)議的進(jìn)口儀表速度高3-10倍以上，因此即使采用廉價(jià)的RS485通訊，AIFCS也具備如DCS或FF、PROFIDBUS等高價(jià)現(xiàn)場(chǎng)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(jìn)口儀表那樣只能應(yīng)用于小型系統(tǒng)。RS485不僅價(jià)格低，還具備布線簡(jiǎn)單、對(duì)通訊線要求低及通訊距離長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

　整個(gè)系統(tǒng)分為管理層、操作站和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)3個(gè)層級(jí),也可只分操作站和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)兩個(gè)層級(jí)。管理層可提供工廠領(lǐng)導(dǎo)瀏覽現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)工況畫面，也可進(jìn)行如使用權(quán)限、系統(tǒng)配置等高級(jí)設(shè)置；操作站供儀表班組和技術(shù)人員進(jìn)行計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控；萬(wàn)一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，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(xiàn)場(chǎng)提供各種控制信號(hào)，如模擬量輸入/輸出和開關(guān)量輸入/輸出至儀表。

基于AI系列儀表的FCS計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)示意圖

系統(tǒng)組成

現(xiàn)場(chǎng)控制儀表：

AIFCS是基于AI系列儀表，利用RS485通訊接口和AIBUS協(xié)議與計(jì)算機(jī)通訊，AI系列儀表種類齊全，性能優(yōu)異，可很好的適應(yīng)各種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)溫度、壓力、流量、液位的測(cè)量與控制，并可以處理開關(guān)量信號(hào)的輸入與輸出。

操作站

使用常用的WINDOWS操作系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)，如果計(jì)算機(jī)放在有空調(diào)的操作室內(nèi)，可以用普通PC，如果放在干擾大，溫度高的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)采用工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)。*新的進(jìn)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(xiàn)場(chǎng)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(chǎn)品，宇光可提供組態(tài)服務(wù)，客戶也可根據(jù)需要自行組態(tài)，組態(tài)軟件能做出功能強(qiáng)大，畫面美觀的系統(tǒng)。宇電全新開發(fā)的AIFCS網(wǎng)絡(luò)版軟件使用簡(jiǎn)單，支持多機(jī)連網(wǎng)、具備流程圖（可設(shè)置動(dòng)畫）、儀表屏、歷史記錄、實(shí)時(shí)記錄和打印功能，查詢數(shù)據(jù)方便性和記錄精確度遠(yuǎn)優(yōu)于無(wú)紙記錄儀。客戶也可自行設(shè)計(jì)軟件，宇光可提供協(xié)議內(nèi)容及技術(shù)支持。

RS232/RS485轉(zhuǎn)換器：
用于將計(jì)算機(jī)的RS232接口轉(zhuǎn)換為RS485接口，RS485具有連線簡(jiǎn)單，通常2根線即可連接50-60臺(tái)儀表，通訊距離大于1.2Km，能可靠用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

通訊連線：
RS485接口應(yīng)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(qiáng)的場(chǎng)合可用工業(yè)專用的帶屏蔽的雙絞線，但實(shí)際上多用價(jià)格便宜購(gòu)買方便的5類或超5類的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)線，而且效果良好。目前的實(shí)際應(yīng)用中，用9600波特率，采用廉價(jià)的5類雙絞線*長(zhǎng)布線已達(dá)3000米。

管理層計(jì)算機(jī)：
通常是客戶現(xiàn)有的內(nèi)部企業(yè)管理用的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)（計(jì)算機(jī)、集線器、交換機(jī)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(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，可不設(shè)此層，或簡(jiǎn)單的建立廠長(zhǎng)、總工計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)操作站的連網(wǎng)即可。

常用控制系統(tǒng)比較

系統(tǒng)方案	國(guó)外FCS現(xiàn)場(chǎng)總線	DCS集散控制系統(tǒng)	AIFCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)	數(shù)字儀表/調(diào)節(jié)器+無(wú)紙記錄儀
總線形式	FF、PROFIDBUS、CAN、工業(yè)以太網(wǎng)等，協(xié)議內(nèi)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(xié)議，協(xié)議內(nèi)容完全公開	信號(hào)以模擬方式傳輸
軟件功能	功能強(qiáng)，畫面美觀，有歷史記錄、實(shí)時(shí)記錄、有動(dòng)畫的流程圖、數(shù)據(jù)后處理分析能力等等	由廠家設(shè)計(jì)水平?jīng)Q定	功能強(qiáng)，畫面美觀，有歷史記錄、實(shí)時(shí)記錄、有動(dòng)畫的流程圖、數(shù)據(jù)后處理分析能力等等	記錄儀分辨率遠(yuǎn)低于計(jì)算機(jī)，畫面差，內(nèi)存小，只有簡(jiǎn)單的記錄功能，需要用軟盤備份，且查詢不方便
網(wǎng)絡(luò)功能	很好，數(shù)據(jù)按權(quán)限需要可在局域網(wǎng)甚至互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)流通	由廠家設(shè)計(jì)水平?jīng)Q定	很好，數(shù)據(jù)按權(quán)限需要可在局域網(wǎng)甚至互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)流通	沒有
危險(xiǎn)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(xiàn)場(chǎng)顯示功能	較差，尤其是自帶多路調(diào)節(jié)的無(wú)紙記錄儀
布線	開放式結(jié)構(gòu)，但電纜線數(shù)比RS485多，布線費(fèi)用高于AIFCS	專用線路，費(fèi)用由廠家決定	基于RS485的2線通訊，低波特率，傳輸距離長(zhǎng)，布線簡(jiǎn)單，費(fèi)用*低	模擬線路，費(fèi)用較高
綜敘	采用多主結(jié)構(gòu)的中高速網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)思想過(guò)于理想化，加上跨國(guó)公司的標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)，以至價(jià)格高昂但仍達(dá)不到實(shí)時(shí)要求。為此，*近有人提出用工業(yè)以太網(wǎng)，但以太網(wǎng)為星型結(jié)構(gòu)，布線費(fèi)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(jià)格比仍遠(yuǎn)低于AIFCS系統(tǒng)。非開放式結(jié)構(gòu)導(dǎo)致客戶過(guò)于倚賴廠家	采用的主從結(jié)構(gòu)低速率RS485通訊結(jié)構(gòu)，實(shí)時(shí)控制由儀表本身完成，網(wǎng)絡(luò)不干預(yù)或只處理對(duì)實(shí)時(shí)程度要求不高的控制。通訊距離長(zhǎng)，功能強(qiáng)，客戶能隨心所欲的選擇先進(jìn)的組態(tài)軟件，價(jià)格低	仍是模擬系統(tǒng)，精度差、功能少、技術(shù)上屬于過(guò)渡產(chǎn)品，由于多臺(tái)無(wú)紙記錄儀才能頂1臺(tái)計(jì)算機(jī)，除10多點(diǎn)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(xiàn)場(chǎng)總線型計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)完全開放式的系統(tǒng)，系統(tǒng)包括AI系列儀表（支持AIBUS協(xié)議）、監(jiān)控軟件、計(jì)算機(jī)硬件、布線、現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持及培訓(xùn)等。宇電即可提供其中全部服務(wù)，也可只提供儀表，由宇電免費(fèi)提供電話技術(shù)支持以協(xié)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(guó)內(nèi)*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(qū)動(dòng)程序。并與組態(tài)王合作推出專門針對(duì)AI儀表的組態(tài)王專用版（只能連接AI儀表），價(jià)格遠(yuǎn)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(jī)版軟件基礎(chǔ)上，全新推出AIFCS網(wǎng)絡(luò)版軟件，其功能強(qiáng)大，支持多機(jī)連網(wǎng)及帶動(dòng)畫的流程圖畫面，是客戶的又一*佳選擇，其主要功能特點(diǎn)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(xì)的多媒體教程可幫助您快速學(xué)習(xí)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(wù)、多線程，運(yùn)行于WIN98/95NT平臺(tái)，多種工控現(xiàn)場(chǎng)的靡練，使系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠。
提供近多種圖符及各種工業(yè)用標(biāo)準(zhǔn)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(jì)劃曲線、實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線、XY曲線、實(shí)時(shí)報(bào)表、歷史報(bào)表、配方管理、數(shù)據(jù)庫(kù)瀏覽統(tǒng)計(jì)等眾多構(gòu)件。
完整實(shí)現(xiàn)ODBC接口，可與SQLServer、Access等主要數(shù)據(jù)庫(kù)相連�？蓪�(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的報(bào)表，并以不同方式增加、刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄。
實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程調(diào)試、診斷及數(shù)據(jù)采集。能進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控看到現(xiàn)場(chǎng)情況，并能進(jìn)行操作。
提供安全密碼機(jī)制。
連網(wǎng)功能可以讓領(lǐng)導(dǎo)隨時(shí)隨地瀏覽現(xiàn)場(chǎng)的情況，觀察各種數(shù)據(jù)、曲線和動(dòng)畫顯示。為您大大降低系統(tǒng)升級(jí)和日常維護(hù)的成本。