阀门执行器现场总线控制系统

　　环路断开后，主控站首先通过端口
　　A向与其连接的第一台现场单元发送命令，同时接收该现场单元的应答。然后再向第二台现场单元发送命令，同时也接收这台现场单元的应答。这样，发送命令，接收应答，连接现场单元的环路一步步扩大，直到环路断点处不能再继续下去为止。与此同时，主控站也通过端口B向相反方向的现场单元发送命令并接收应答，直到断点前的现场单元。用这种方法，主控站不仅从环路两个方向确定了断点位置，也确定了断点两端现场单元自行构成的返回路径，从而保证所有现场单元与主控站之间的通信工作始终不被中断。
　　作为环路故障检查的必要手段，主控站一般要重复进行检查。即不断地发出命令，接收应答。在正常情况下，从端口A发出命令，再由端口B接收应答。
　　2.3 现场单元
阀门执行器现场总线控制系统中的现场单元是根据阀门或执行器的特殊要求专门设计的Smart控制器，结构为单机架装方式或执行器整体方式。但不管是哪种结构方式，它总是和阀门或执行器作为智能化或半智能化的装置来使用的。
　　通常，半智能化的现场单元仅仅是主控站的一个分散的I/O口。在系统中，它接受主控站的控制命令，对阀门或执行器进行一系列的操作，同时将阀门或执行器上的工作状态和其它信息反馈给主控站，供系统采集、记录、显示和控制使用。
　　智能化现场单元除可与主控站通过环路进行信息和数据通信并根据主控站命令工作外，还可单独与阀门或执行器构成回路，为工业过程提供阀门定位、逻辑控制、批量操作、PID调节以及多回路运行等多种能力，对位置、流量、压力和液面进行更为丰富和精确的控制。
　　无论是智能化还是半智能化的，也无论是架装式还是整体式的，这些现场单元都具有阀门或执行器操作所需要的特殊功能，其中包括：
　　过力矩保护-在阀门或执行器发生堵转或出力超过限定值时，可自动地切断电源停止运行。
　　电机过热保护-电机绕组中埋有热敏元件，在由于超载使电机过热时发出信号，然后由保护电路自动切断电源使电机停转。
　　断信号保护-无论是在输入信号还是位置信号消失或超量程时，执行器都可自动地转入事先预置的安全工作状态，或由闭环控制转入开环控制。信号正常后，执行器可自动恢复到原来的工作状态。
　　遥控与本机手操-通过按纽进行阀门的“开”、“关”、“停”操作和紧急关闭操作。
　　故障显示和报警-通过自诊断，可在万一发生故障或工作不正常时自动发出声光报警信号并及时显示故障内容。
　　由于是在恶劣的现场环境条件下使用，现场单元均采用了高可靠性器件、表面封装技术、坚固的双层密封外壳，特殊的软硬件抗干扰技术等措施来保证其能长期安全可靠地工作。
　　3、总线形式和通信协议
　　在阀门执行器现场总线控制系统中，维持系统高效而有秩序工作的是系统通信所使用的各种现场总线协议。
　　在国际性现场总线标准没有完全统一之前，阀门或执行器专业公司出于自身的利益，开发了各自的现场总线控制系统。这些系统有共同之处，也有不同之处。同时，系统所使用的总线形式和通信协议有相同的也有不同的。Limitorque的DDC-100TM系统使用的总线技术是Inter
　　公司的Bitbus。这是一种总线串行接口，物理层基于RS485，通道以IBM公司研制的SDLC协议为基础。它不仅在DDC-100TM系统中与环路上自家的装置兼容，通过专用接口，还可与Honeywell
　　Foxboro Taylor 等其它公司的DCS和PLC 兼容，使用起来非常得心应手。
　　Keystone 公司的KEYDIG 系统采用的是Valvbus
　　总线。它的通信是通过RS232、RS485标准接口和Modus或Ascll协议完成的。除此之外，Valvbus
　　使用了一种专利信号波形，从而形成一种高强的数字载波，使得该系统抗干扰能力极强，不必对所用的电缆类型进行限制。
　　Rotork公司的Pakscan
　　IIE系统使用的是Modbus总线协议。这是一种为在2400波特的额定信号速率下高速和可靠通信而设计的总线协议。在这个信号速率下，传输一个指令到现场单元的时间是27ms，扫描一个具有240台现场单元的环路需要1.9秒。有60台现场单元的现场总线环路用0.4秒就可扫描完毕。
　　此外，目前还有一些厂家正在开发或生产采用Hart和FF总线协议的阀门、电气转换器和执行器。我国在“九五”期间也组织开发了Hart和FF协议仪表产品，其中就有执行器。
　　尽管有各自的特点和优点，尽管其局域网和标准规格不一，但无论哪种总线协议，都是用于现场仪表与控制系统之间进行全数字化、双向和多站通信工作的，而且从总体上看，还都是靠软硬件来实现的。上述几种系统所使用的总线协议实现的一般方法是，较低层的具体功能和任务要求主要由硬件实现，而高层则主要由软件来实现。
　　迄今为止，阀门执行器现场总线控制系统的应用历史不过是短短的几年时间。它一出现，就彻底改变了阀门或执行器的控制和维护方法，并解决了长期因扰过程控制系统的阀门或执行器的接线、调试和维修问题。这使我们看到，它不仅改变了传统的控制系统结构，还必将对过程控制领域产生巨大而深远的影响。