現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其在水泥廠中的應(yīng)用

1.3.4 CAN總線
CAN是控制局域網(wǎng)總線（Control Area Network）的簡(jiǎn)稱(chēng)，最早有德國(guó)BOSCH公司推出，用于汽車(chē)內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件間的數(shù)據(jù)通信，其總線規(guī)范現(xiàn)已被ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。由于得到了Motorola,Intel,Philip,Siemens,NEC等公司的支持，它廣泛應(yīng)用在離散控制領(lǐng)域。CAN協(xié)議也是建立在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織的開(kāi)放系統(tǒng)互連模型基礎(chǔ)上的，不過(guò)，其模型結(jié)構(gòu)只有三層，即只取OSI低層的物理層，數(shù)據(jù)鏈層和頂層的應(yīng)用層。其信號(hào)傳輸介質(zhì)為雙絞線。通訊速率最高可達(dá)1Mbps/40m,直接傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)10km/5kbps,可接設(shè)備數(shù)最多達(dá)110個(gè)。CAN信號(hào)傳輸采用短楨結(jié)構(gòu)，每一貞的有效字節(jié)數(shù)為8個(gè)，因而傳輸時(shí)間短，受干擾的概率低。當(dāng)節(jié)點(diǎn)嚴(yán)重錯(cuò)誤時(shí)，具有自動(dòng)關(guān)閉的功能。以切斷該節(jié)點(diǎn)與總線的聯(lián)系，使總線上的其他節(jié)點(diǎn)及其通信不受影響，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

1.3.5 HART
HART是Highway Addressable Remote Transducer的縮寫(xiě)。最早由Rosemount公司開(kāi)發(fā)并得到八十多家著名儀表公司的支持，于1993年成立了HART通信基金會(huì)。這種被稱(chēng)為可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開(kāi)放通信協(xié)議，其特點(diǎn)是現(xiàn)在有模擬信號(hào)傳輸線上實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)通信，屬于模擬系統(tǒng)向熟悉系統(tǒng)轉(zhuǎn)變過(guò)程中的過(guò)渡性產(chǎn)品，因而在當(dāng)前的過(guò)度時(shí)期具有教強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，得到了較快發(fā)展。

它規(guī)定了 一系列命令，按命令方式工作。它有三類(lèi)命令，第一類(lèi)稱(chēng)為通用命令，這是所有設(shè)備都理解，執(zhí)行的命令；第二類(lèi)成為一般行為命令，所提供的功能可以在許多現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（盡管不是全部）中實(shí)現(xiàn)，這類(lèi)命令包括最常用的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備功能庫(kù)；第三類(lèi)稱(chēng)為特殊設(shè)備命令，以便在某些設(shè)備中實(shí)現(xiàn)特殊功能，這類(lèi)命令既可以在基金會(huì)中開(kāi)放使用，又可以為開(kāi)發(fā)此命令的公司所獨(dú)有。在一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中通?？砂l(fā)現(xiàn)同時(shí)存在這三類(lèi)命令。

HART采用同意的設(shè)備描述語(yǔ)言DDL?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)商采用這種標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言來(lái)描述設(shè)備特性，由HART基金會(huì)負(fù)責(zé)登記管理這些設(shè)備描述并把它們編為設(shè)備描述字典，主設(shè)備運(yùn)用DDL技術(shù)來(lái)理解這些設(shè)備的特性參數(shù)而不必為這些設(shè)備開(kāi)發(fā)專(zhuān)用接口。但由于這些模擬數(shù)字混合信號(hào)制，導(dǎo)致那儀開(kāi)發(fā)出一種能滿足各公司要求的通信接口芯片。

HART能利用總線供電，可滿足本質(zhì)安全防爆要求，并可以組成由手持編程器與管理系統(tǒng)主機(jī)作為主設(shè)備的雙主設(shè)備系統(tǒng)。

2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在水泥廠自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用
在以往水泥廠窯系統(tǒng)工況監(jiān)測(cè)中，我們采用的是一對(duì)一的模擬控制方式，見(jiàn)圖1 窯尾系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制站。

這種方式中，現(xiàn)場(chǎng)每一臺(tái)儀表的測(cè)量信號(hào)，均通過(guò)各自的電纜以模擬量信號(hào)方式傳入現(xiàn)場(chǎng)控制站，在現(xiàn)場(chǎng)控制站中還需要配備相應(yīng)的AI、AO模件，每一個(gè)模擬量信號(hào)需占用一個(gè)通道，由于窯系統(tǒng)的儀表測(cè)點(diǎn)很多，控制站需設(shè)大量的模擬量模件，硬件投資大，而且設(shè)備維護(hù)任務(wù)也很重。