氣體檢測儀變送器系統(tǒng)的總線制與分線制區(qū)分【高朝科技】
發(fā)布于2020-02-29 16:29:00 | 瀏覽次數(shù)：
對(duì)于固定式氣體檢測儀變送器來說，現(xiàn)場氣體檢測+控制器集中顯示連鎖的系統(tǒng)配置是必不可少的。對(duì)于市面上常見的總線制和分線制兩種不同的接線方式來說，到底如何選擇呢？
一、如何分辨總線制和分線制
總線制顧名思義，即一條線路串聯(lián)起所有產(chǎn)品。對(duì)于總線制接線，只要配1路管線，各個(gè)設(shè)備全部跨接在這1路管線上，控制器通過檢測儀的地址編碼來了解各設(shè)備的所在位置及情況。
分線制有時(shí)也叫多線制，即每個(gè)檢測儀配1路管線到控制器，控制器對(duì)各設(shè)備位置一目了然。
總線和分線除了在接線方式上不一樣外，在其他很多地方都有差別，如總線制通訊為RS485信號(hào)，而分線制為4-20mA信號(hào)；總線制為4線制，分線制多為3線制（2線制極少）等等。其實(shí)分辨總線和分線最簡單的一點(diǎn)是看控制器接線端子。如果接入為4芯線且線纜數(shù)遠(yuǎn)少于氣體檢測儀變送器數(shù)量，肯定是總線制。如果接入為3芯線且線纜數(shù)量等于氣體檢測儀變送器數(shù)量，則為分線制接線。
二、總線制優(yōu)點(diǎn)：
1、減少由于設(shè)備信號(hào)制不統(tǒng)一而出現(xiàn)的檢修煩瑣問題。
我們現(xiàn)有的很多DCS系統(tǒng)使用的信號(hào)并不是統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，模擬量信號(hào)包括有4-20mA、0-5V的不同的電流、電壓信號(hào)給檢修工作帶來極大的不方便。而采用總線控制系統(tǒng)完全沒有這種不便利的因素存在，在數(shù)據(jù)線上以相同的形式傳送數(shù)據(jù)，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的可靠性。
2、減少安裝工作量，提高工作效率。
總線制很明顯的優(yōu)點(diǎn)是布線量少，布線簡單，費(fèi)用少。四總線制， 兩根信號(hào)線， 兩根電源線， 接線簡單，方便。
3、在一定程度上提高機(jī)組的安全性。
現(xiàn)在的DCS系統(tǒng)有很多情況下出現(xiàn)信號(hào)接地把控制系統(tǒng)的IO卡件燒毀或控制系統(tǒng)的電源短路失電，造成系統(tǒng)在故障狀態(tài)下運(yùn)行，或者出現(xiàn)非計(jì)劃停運(yùn)。這種事故出現(xiàn)后排查起來十分困難，既費(fèi)工又費(fèi)時(shí)。而現(xiàn)場總線的產(chǎn)生，輕而易舉的解決這問題，同時(shí)對(duì)查找出現(xiàn)故障的設(shè)備提供方便。
三、總線制缺點(diǎn)：
1、信息遲滯
數(shù)據(jù)刷新太慢，而且越急越上不來，這是很多操作人員對(duì)總線控制系統(tǒng)詬病的地方。如果布點(diǎn)多，單點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)量大，傳輸信號(hào)延遲時(shí)間就更長，不能很好的有效的，及時(shí)的反應(yīng)現(xiàn)場情況，特別對(duì)與安全類控制儀表來講，有可能造成重大事故。
2、危險(xiǎn)集中
隨著石油化工工業(yè)的迅猛發(fā)展，裝置規(guī)模越來越大型化、連續(xù)化，加之化工過程具有易燃、易爆、高溫、高壓、有毒、有害、有腐蝕的特點(diǎn)，生產(chǎn)控制系統(tǒng)稍有閃失將會(huì)釀成災(zāi)難性事故，造成生產(chǎn)、設(shè)備、人員、環(huán)境等方面不可挽回的重大損失。因此，對(duì)大型石化生產(chǎn)裝置的控制系統(tǒng)而言，其安全性、可靠性是壓倒一切的重要和必要，即使一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障或損壞（任何控制系統(tǒng)不可能不出現(xiàn)故障或損壞）也要保證其受影響的控制點(diǎn)要盡可能的少、受波及的生產(chǎn)面要盡可能的窄。這樣，壞點(diǎn)被切除后生產(chǎn)人員可根據(jù)相關(guān)工藝參數(shù)維持安全生產(chǎn)；維修人員對(duì)個(gè)體壞點(diǎn)的處理就比較寬松、容易，當(dāng)然也就安全。
現(xiàn)場總線制儀表如何設(shè)置的呢？每條通往現(xiàn)場的干線段（Segment）（四總線）拖動(dòng)現(xiàn)場多臺(tái)總線型儀表。四總線干線既是多臺(tái)測量探測器的供電母線，也是上下傳輸信號(hào)的母線，無疑四總線干線帶動(dòng)的是一個(gè)生產(chǎn)區(qū)域或生產(chǎn)單元的多塊氣體探測儀表。這條現(xiàn)場總線干線的任何閃失，都將殃及四總線干線上的全部節(jié)點(diǎn)。對(duì)于連續(xù)化生產(chǎn)的石油化工生產(chǎn)裝置來講，一個(gè)生產(chǎn)區(qū)域或生產(chǎn)單元的多個(gè)測點(diǎn)、多個(gè)氣體探測器突然同時(shí)失控，面對(duì)隆隆的生產(chǎn)裝置將是多么恐怖場面。這就是典型的危險(xiǎn)集中的體現(xiàn)。
盡管在應(yīng)用指南中提醒用戶，雙絞線不能接地、短路、開路是用戶必須“絕對(duì)”遵守的準(zhǔn)則，但變化萬千的生產(chǎn)現(xiàn)場如何能“絕對(duì)”做到？即使做到，總線制的相關(guān)卡件、隔離柵、元器件、端子等就能永遠(yuǎn)不出問題？上述故障實(shí)例就是“危險(xiǎn)集中”的典型范例。
3、供電問題
供電問題也是一直困擾總線制的一個(gè)問題， 對(duì)于現(xiàn)場有防爆要求的場合，要使用DC24V供電， 如果所有儀表采用集中總線供電，在供電總線上產(chǎn)生的壓降將有可能導(dǎo)致未端儀表無法正常工作。 所以總線制產(chǎn)品往往對(duì)供電有特殊說明， 一般一個(gè)直流電源可以帶動(dòng)的機(jī)器要求不超過30路， 降低供電電流， 減低線上壓降；電源要接近現(xiàn)場， 這就要求電源安裝在現(xiàn)場防爆箱里， 這對(duì)電源的散熱是很不利， 會(huì)大大降低電源的壽命， 甚至?xí)l(fā)生危險(xiǎn)事故。
4、費(fèi)用問題
很多人認(rèn)為總線制費(fèi)用低，如果僅僅從部線和施工角度來講， 是節(jié)省了費(fèi)用， 但是如果從整個(gè)項(xiàng)目來看， 總線制無法兼容市面同類型產(chǎn)品（非modbus協(xié)議），只能找原有廠家更換，維護(hù)調(diào)試需要相應(yīng)定制軟件和一些專業(yè)外圍設(shè)備， 費(fèi)用和維護(hù)成本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于分線制。
四、分線制優(yōu)點(diǎn)：
1、同步傳輸數(shù)據(jù)，響應(yīng)及時(shí)
相比于總線制，分線制每個(gè)氣體檢測儀變送器單獨(dú)與控制器通訊，能將現(xiàn)場情況適時(shí)地傳輸給控制部分，使監(jiān)控人員能及時(shí)的，有效的作出判斷，應(yīng)的外圍控制設(shè)備能及時(shí)有效的做出相應(yīng)的控制動(dòng)作， 避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生。
2、危險(xiǎn)分散
同一個(gè)生產(chǎn)區(qū)間或生產(chǎn)單元安裝有多個(gè)探測器， 一旦一個(gè)探測器線路發(fā)生故障，它不會(huì)影響到其他的探測器正常工作，這樣一來對(duì)區(qū)間發(fā)生的泄露仍然可以起到保護(hù)作用。
3、供電沒有限制。
對(duì)于分散式的探測器， 對(duì)于供電沒有總線制那么嚴(yán)格的要求， 比較簡單。
4、替換簡單
對(duì)于分線制氣體檢測儀變送器，后期不同品牌之間可以隨意替換。
五、分線制缺點(diǎn)：
1、布線復(fù)雜
布線量多，工作量大，走線繁雜，安裝施工復(fù)雜， 安裝，材料費(fèi)用高。
2、傳輸信號(hào)種類多，干擾大
傳輸?shù)男盘?hào)有0-5V，4-20mA,脈沖量信號(hào)，電平型或觸點(diǎn)型開關(guān)量信號(hào)，電源阻性電流信號(hào)（大于50mA）等等，信號(hào)相互間干擾不可避免，一定程度上可能會(huì)發(fā)生誤報(bào)，零點(diǎn)漂移等故障現(xiàn)象。
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