Details about JAF BEARINGS 5203 NSPP 5203

通过使用现场总线，用户可以大量减少现场接线，用单个现场仪表可实现多变量通信，不同制造厂生产的装置间可以完全互操作，增加现场一级的控制功能，系统集成大大简化，并且维护十分简便。
　　3.3 设计、投资及使用
　　比较的前题是DCS系统与典型的、理想的FCS系统进行比较。为什么要做如此的假设。做为DCS系统发展到今天，开发初期提出的技术要求却已满足并得到了完善，目前的状况是进一步提高，因此也就不存在典型、理想的说法。而作为FCS系统，90年代刚进入实用化，作为开发初期的技术要求：兼容开放，双向数字通信、数字智能现场装置、高速总线等，目前还不理想有待完善。这种状态与现场总线国际标准的制定不能说没有关系。过去的十多年，各总线组织都忙于制定标准，开发产品，占领更多的市场，目的就是要挤身于国际标准，合法的占领更大的市场。现在有关国际标准的争战已告一段落，各大公司组织都已意识到，要真正占领市场，就得完善系统及相关产品。我们可以做这样的预测，不久的将来，完善的现场总线系统及相关产品必须成为世界现场总线技术的主流。
　　 具体比较：
　　 （1）DCS系统是个大系统，其控制器功能强而且在系统中的作用十分重要，数据公路更是系统的关键，所以，必须整体投资一步到位，事后的扩容难度较大。而FCS功能下放较彻底，信息处理现场化，数字智能现场装置的广泛采用，使得控制器功能与重要性相对减弱。因此，FCS系统投资起点低，可以边用、边扩、边投运。
　　（2）DCS系统是封闭式系统，各公司产品基本不兼容。而FCS系统是开放式系统，用户可以选择不同厂商、不同品牌的各种设备连入现场总线，达到最佳的系统集成。
　　 （3）DCS系统的信息全都是二进制或模拟信号形成的，必须有D/A与A/D转换。而FCS系统是全数字化，就免去了D/A与A/D变换，高集成化高性能，使精度可以从±0.5%提高到±0.1%。
　　 （4）FCS系统可以将PID闭环控制功能装入变送器或执行器中，缩短了控制周期，目前可以从DCS的每秒2~5次，提高到FCS的每秒10~20次，从而改善调节性能。
　　 （5）DCS它可以控制和监视工艺全过程，对自身进行诊断、维护和组态。但是，由于自身的致命弱点，其I/O信号采用传统的模拟量信号，因此，它无法在DCS工程师站上对现场仪表（含变送器、执行器等）进行远方诊断、维护和组态。FCS采用全数字化技术，数字智能现场装置发送多变量信息，而不仅仅是单变量信息，并且还具备检测信息差错的功能。FCS采用的是双向数字通信现场总线信号制。因此，它可以对现场装置（含变送器、执行机构等）进行远方诊断、维护和组态。FCS的这点优越性是DCS无法比拟的。
　　 （6）FCS由于信息处理现场化，与DCS相比可以省去相当数量的隔离器、端子柜、I/O终端、I/O卡件、I/O文件及I/O柜，同时也节省了I/O装置及装置室的空间与占地面积。有专家认为可以省去60%。 过电压表象在变频器在调试与使用进程中经常会遇到。过电压发作后，变频器为了防止内部电路损坏，其过电压维护功用将动作，使变频器中止运转，致使设备无法正常作业。因而必须采纳办法消除过电压，防止毛病的发作。因为变频器与电机的使用场合不一样，发作过电压的缘由也不相同，所以应根据具体状况采纳相应的对策。
一、过电压的发作与再生制动
所谓变频器的过电压，是指因为种种缘由形成的变频器电压超越额外电压，会集表如今变频器直流母线的直流电压上。正常作业时，变频器直流部电压为三相全波整流后的均匀值。若以380V线电压计算，则均匀直流电压Ud=1.35U线=513V。
在过电压发作时，直流母线上的储能电容将被充电，当电压上升至700V摆布时，（因机型而异）变频器过电压维护动作。形成过电压的缘由首要有两种：电源过电压和再生过电压。电源过电压是指因电源电压过高而使直流母线电压超越额外值。而如今大多数变频器的输入电压最高可达460V，因而，电源导致的过电压极为罕见。
这篇文章首要评论的问题是再生过电压。发作再生过电压首要有以下缘由：当大GD2（飞轮力矩）负载减速时变频器减速时间设定过短；电机受外力影响（风机、牵伸机）或位能负载（电梯、起重机）下放。因为这些缘由，使电机实践转速高于变频器的指令转速，也即是说，电机转子转速超越了同步转速，这时电机的转差率为负，转子绕组切开旋转磁场的方向与电动机状况时相反，其发作的电磁转矩为阻止旋转方向的制动转矩。所以电动机实践上处于发电状况，负载的动能被“再生”变成电能。
再生能量经逆变部续流二极管对变频器直流储能电容器充电，使直流母线电压上升，这即是再生过电压。因再生过电压的进程中发作的转矩与原转矩相反，为制动转矩，因而再生过电压的进程也即是再生制动的进程。换句话说，消除了再生能量，也就提高了制动转矩。假如再生能量不大，因变频器与电机本身具有20%的再生制动才能，这有些电能将被变频器及电机耗费掉。若这有些能量超越了变频器与电机的耗费才能，直流回路的电容将被过充电，变频器的过电压维护功用动作，使运转中止。为防止这种状况的发作，必须将这有些能量及时的处理掉，一起也提高了制动转矩，这即是再生制动的意图。
?系统的基础是数字智能现场装置
　　 数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑，是基础，道理很简单，FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。如果现场装置不遵循统一的总线协议，即相关的通讯规约，不具备数字通信功能，那么所谓双向数字通信只是一句空话，也不能称之为现场总线控制系统。再一点，现场总线的一大特点就是要增加现场一级控制功能。如果现场装置不是多功能智能化的产品，那么现场总线控制系统的特点也就不存在了，所谓简化系统、方便设计、利于维护等优越性也是虚的。
　　 (3) FCS系统的本质是信息处理现场化
　　 对于一个控制系统，无论是采用DCS还是采用现场总线，系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上，采用现场总线后，可以从现场得到更多的信息。现场总线系统的信息量没有减少，甚至增加了，而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力，另一方面要让大量信息在现场就地完成处理，减少现场与控制机房之间的信息往返。可以说现场总线的本质就是信息处理的现场化。
　　 减少信息往返是网络设计和系统组态的一条重要原则。减少信息往返常常可带来改善系统响应时间的好处。因此，网络设计时应优先将相互间信息交换量大的节点，放在同一条支路里。
　　 减少信息往返与减少系统的线缆有时会相互矛盾。这时仍应以节省投资为原则来做选择。如果所选择系统的响应时间允许的话，应选节省线缆的方案。如所选系统的响应时间比较紧张，稍微减少一点信息的传输就够用了，那就应选减少信息传输的方案。
　　 现在一些带现场总线的现场仪表本身装了许多功能块，虽然不同产品同种功能块在性能上会稍有差别，但一个网络支路上有许多功能雷同功能块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功能块，是系统组态要解决的问题。
　　 考虑这个问题的原则是：尽量减少总线上的信息往返。一般可以选择与该功能有关的信息输出最多的那台仪表上的功能块。基本任务是：本质（本征）安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。
　　 （2）全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。
　　 （3）用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中心，取代每台仪器两根线。
　　 （4）在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。
　　 （5）多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。
　　 （6）是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。
　　 （7）用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。
　　 （8）由现场电脑操纵，还可挂到上位机，接同一总线的上一级计算机。
　　 （9）局域网，再可与internet相通。
　　 （10）改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。
　　 （11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。
　　 （12）3类FCS的典型
　　 1）连续的工艺过程自动控制如石油化工，其中“本安防爆”技术是绝对重要的，典型产品是FF、World FIP、Profibus—PA；
　　 2）分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车，典型产品是Profibus—DP、CANbus；
　　 3）多点控制如楼宇自动化，典型产品是LON Work、Profibus—FMS。
　　 从上述基本要点的描述中，我们是否注意到一点，用于过程控制的三大系统，没有一个是针对电站而开发的，或者说，在他们开发的初期，都并非以电站做系统的首选控制对象。而在这些系统的使用说明中也绝不把电站做为首选适用范围，有的在适用范围中根本就不提电站。现在奇怪的是，这三大控制系统，尤其是DCS、PLC，都在电站得到了广泛应用，而且效果也非常好。
　　3．三大控制系统之间的差异
　　 我们已经知道，FCS是由DCS与PLC发展而来，FCS不仅具备DCS与PLC的特点，而且跨出了革命性的一步。而目前，新型的DCS与新型的PLC，都有向对方*拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能；而新型的PLC，在处理闭环控制方面也不差，并且两者都能组成大型网络，DCS与PLC的适用范围，已有很大的交*。下一节就仅以DCS与FCS进行比较。在前面的章节中，实际上已涉及到DCS与FCS的差异，下面将就体系结构、投资、设计、使用等方面进行叙述。

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