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奧地利貝加萊總線控制器模塊X20PS9400

現場總線的本質原理

　　1）現場通信網絡

　　現場總線把通信線一直延伸到生產現場或生產設備是用于過程自動化和制造自動化的現場設備或現場儀表互聯的現場通信網絡，傳統的DCS的通信網絡截止于控制站或輸入輸出單元。現場儀表與控制室輸入輸出端口仍然是一對一的模擬信號傳輸，工業生產現場的環境十分惡劣，既有各種電磁場的干擾噪聲，又有各種酸、堿、鹽等腐蝕性有害物質，還有高溫低溫、高濕度和各種粉塵?，F場總線能適應工業生產現場的惡劣環境，從而實現了全數字通信。

2）現場設備互連

　　現場設備或現場儀表是指傳感器、變送器和執行器等。這些設備能通過一對傳輸線互連傳輸線可以是雙絞線、同軸電纜、光纜和電源線等并可根據需要因地制宜的選擇不同類型的傳輸介質。

　　3）互換性和互操作性

　　現場設備或現場儀表種類繁多，沒有仟何一家制造商可以提供一個工廠所需的全部現場設備。所以，互相連接不同制造商的產品是不可避免的用戶不希望為所選用的產品不同而在硬件或軟件上花很大力氣。希望選用各制造商性能價格比的產品集成在一起，實現即接即用。用戶希望對不同品牌的現場設備統一組態，構成所需要的控制回路。這些就是現場設備互換性和互操作性的含義。

　　4）分散功能塊

　　FCS廢止了DCS的輸入/輸出單元和控制站，把DCS控制站的功能分散的分配給現場儀表，從而構成虛擬控制站。例如流量變送器不僅具有流量信號變換、補償輸入模塊，而且有PID控制和運算功能塊；調節閥的基本功能是信號驅動和執行，還內含輸出特性補償模塊；也可以有PID控制和運算模塊；還可以有閥門特性自校驗和自診斷功能。功能塊分散在多臺現場儀表中，并可統一組態，用戶可以靈活選擇各種功能模塊，構成所需要的控制系統，實現*的分散控制。

　　5）通信線供電

　　通信線供電方式允許現場儀表直接從通信線上攝取能量，這種方式提供于本質安全環境的低功耗現場儀表，與其配套的還有安全柵，化工、煉油等企業的生產現場有可燃性物質，所用現場設備必須嚴格遵循安全防爆標準，現場總線也不能例外。

　　6）開放式互連網絡

　　現場總線為開放互連網絡，既可與同層網絡互連，也可與不同層網絡互連，不同制造商的網絡互連十分簡單。用戶不必在硬件或軟件上花多大力氣開放式互連網絡還體現在網絡數據庫共享，通過網絡對現場設備和功能塊的統一組態，天衣無縫的把不同制造商的網絡及設備融為一體，構成統一的FCS。

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嵌入式工控機是為應用在各類狹小空間而設計的緊湊型工控機，因低功耗無風扇設計、小巧的的體積、穩定的性能而在工控機應用中日趨廣泛。隨著嵌入式技術的發展，嵌入式工控機發展迅速，在工控機應用中占據越來越重要的位置。那么，你知道嵌入式工控機和傳統工控機之間在性能上有什么區別嗎？

嵌入式工控機與傳統工控機的性能比較

一、功耗低

1、采用低能耗處理器

2、無風扇結構設計，機體使用被動式鋁擠材質散熱鰭片，將處理器芯片上的熱量迅速傳導到鋁擠鰭片，提高散熱效率。

3、全密封結構設計，適應多塵、高溫、潮濕、電磁干擾嚴重等復雜環境。

二、體積小

緊湊型設計，可應用在各類狹小空間，并充分考慮對外接口及安裝空間合理利用，產品功能適配性好。

三、可靠性高

除電氣功能滿足可靠性設計外，還需滿足散熱設計、電磁兼容設計、防塵防水設計、抗振動設計等可靠性設計內容。

四、使用周期長

嵌入式工控機往往和具體應用有機地結合在一起，嵌入式工控機的升級換代也是和具體產品同步進行，因此嵌入式系統產品一旦進入市場，具有較長的使用周期。

嵌入式工控機是否可以取代傳統工控機

1、嵌入式工控機處在整個測控系統中的前端，向上的連接往往是傳統工控機，傳統工控機的運算能力、軟件資源、數據庫支持等方面都是嵌入式工控機難以企及的。

2、在大型系統構建中，傳統工控機的系統擴展能力、網絡通訊能力也是嵌入式工控機難以替代的。

3、在可視化設計、流程監控、數據統計、科學計算等領域，傳統工控機具有先天的優勢。

X20系統-總線型CPU

X20XC0201

X20BB32

X20PS9500

X20XC0202

X20BB37

X20系統-標準型CPU

X20CP3486

X20CP3485-1

X20CP3484

X20CP1486

X20CP1485-1

X20CP1484

X20系統-緊湊型CPU

X20CP0292

X20CP0201

X20BB27

X20CP0291

X20BB22

X20PS9500

X20系統-IF通信模塊

X20IF1063

X20IF1082

X20IF2772

X20IF1020

X20IF1061

X20IF1072

X20IF1091

X20IF2792

X20IF1030

X20系統-電氣模塊

X20CS1030

X20CS2770

X20CS1020

X20CS1070

X20系統-總線控制器

X20BC0053

X20BC0073

X20BC0087

X20BB80

X20PS9400

X20BC0043

X20BC0063

X20BC0083

X20BC1083

X20BB81

X20IF1091-1

X20系統-總線接收和總線中繼模塊

X20BR9300

X20BT9400

X20BT9100

X20系統-電源模塊

X20PS2110

X20PS3310

X20PS2100

X20PS3300

X20系統-數字量輸入模塊

X20DI2372

X20DI2653

X20DI4372

X20DI4760

X20DI6372

X20DI9371

X20DI2371

X20DI2377

X20DI4371

X20DI4653

X20DI6371

X20DI6553

X20DI9372

X20系統-數字量輸出模塊

X20DO2322

X20DO2649

X20DO4322

X20DO4332

X20DO4623

X20DO6322

X20DO8331

X20DO9321

X20DO2321

X20DO2623

X20DO4321

X20DO4331

X20DO4529

X20DO6321

X20DO6529

X20DO8332

X20DO9322

X20系統-數字量混合模塊

X20DM9324

X20系統-模擬量輸入模塊

X20AI2622

X20AI4622

X20AI1744

X20AI2632

X20AI4632

X20系統-模擬量輸出模塊

X20AO2632

X20AO4632

X20AO2622

X20AO4622

X20系統-溫度模塊

X20AT2402

X20AT6402

X20AT2222

X20AT4222

X20系統-其他功能模塊

X20CM1201

X20CM8323

X20PD0012

X20PD2113

X20CM0985

常模塊電源并聯要解決的首要問題就是均流問題。均流以保證模塊間電流應力和熱應力的均勻分配，防止一臺或多臺模塊運行在電流極限狀態。因為并聯運行的各模塊特性并不一致，外特性好的可能承擔更多的電流，甚至過載;而外特性差的運行在輕載，甚至空載。這樣不均勻的電流使得熱應力大，降低了可靠性。實驗證明，電子元器件溫升從25度上升到50度時，其壽命僅為25度時的1/6。

隨著模塊電源市場日趨成熟，一些低電壓輸入超大功率的模塊電源越來越受到客戶的青睞，但是在一些低壓大功率場合中，單臺模塊電源是無法滿足負載功率要求的，于是就需要考慮并聯。利用多臺中/小功率的電源并聯，不僅可以達到負載功率要求，降低應力;而且還可以應用冗余技術，提高系統的可靠性。實驗證明，兩臺并聯系統的故障率遠小于單臺電源的故障率，因此多臺的情況下，系統的可靠性將顯著增強。

因此，對若干個開關變換器模塊并聯的電源系統，其要求是：

1）各模塊承受的電流能自動平衡，實現均流

2）為提高系統的可調性，盡可能不增加外部均流控制的措施，并使均流與冗余技術結合

3）當輸入電壓和/或負載電流變化時，應保持輸出電壓穩定，并且均流的瞬態響應好

常見的均流方法有：

1輸出阻抗法（下垂法，電壓調整率法）

并聯的各模塊的外特性呈下垂特性，負載越重，輸出電壓越低。在并聯時，外特性硬（內阻小）的模塊輸出電流大;外特性軟的模塊輸出電流小。輸出阻抗法的思路是，設法將外特性硬（內阻小、斜率?。┑耐馓匦孕甭收{整得接近外特性軟的模塊，使得兩個模塊的電流分配接近均勻。

2、主從設置法

主從設置法即是認為選定一個模塊作為主模塊（MasterModule），其余模塊作為從模塊（SlaveModule）。用主模塊的電壓調節器來控制其余并聯模塊的電壓調整值，所有并聯模塊內部具有電流型內環控制。由于各從模塊電流按同一基準電流調制（主模塊的電壓誤差轉換成的基準電流），從而與主模塊電流一致，實現均流。

主從設置法的主要缺點：

1）主從模塊之間必須有通訊聯系，使系統復雜

2）若主模塊失效，整個系統將不能工作，不適用與冗余并聯系統

3）電壓環的帶寬大，容易受外界干擾

3、平均電流自動均流法

用均流母線來連接所有電源模塊輸出電流取樣電壓的輸出端，均流母線上的電壓由所有并聯電源模塊系統取樣電壓，經各電源模塊的均流電阻所提供。通俗地說，即是均流母線的電壓為各模塊電流信（以電壓呈現）的平均值，然后各模塊的電流信號（以電壓呈現）再與均流信號比較，得到補償量用來進行控制。

平均電流自動均流法可以均流。但是，當連接在母線上的某一個模塊不工作時，將導致母線平均值降低，電壓下調，到達下線時出現故障。

4、最大電流法自動均流

又稱“民主均流法”，該法與主從設置法相似，區別在于主模塊是不固定的，系統中電流最大的模塊自動作為主模塊工作。

5、熱應力自動均流法

該法按每個模塊的電流和溫度（即熱應力）自動均流。系統中仍以各模塊電流平均值得到均流母線作為比較參考，各模塊的電流信號再與均流母線作比較得到誤差，進而補償控制。（目前不太明白與前面的平均電流法的區別）

6、外加均流控制器

應用此法時，每個模塊的控制電路中都需要加一個特殊的均流控制器，用以檢測并聯各模塊電流不均衡情況，調整控制信號，從而實現均流。但是均流控制器的引入增加了系統的復雜性，若設計不正確，可能使系統不穩定。