橘子曼水--盖德问答-化工人互助问答社区

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多晶硅提炼过程中走硅粉用的是什么品牌阀门？ 大家都说下，多晶硅硬度高，大家都说下，你们用的什么牌子球阀，多长时间维修一次查看更多 3个回答 . 5人已关注

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求教：急冷减粘塔的问题？ 因为减粘塔是一个汽提塔。查看更多 11个回答 . 1人已关注

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Dg3.8m碎煤加压气化炉炉蓖结构浅析？ Dg3.8m碎煤加压气化炉炉蓖结构浅析查看更多 1个回答 . 3人已关注

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酸性气体脱除工艺及比较？本文由盖德化工论坛转载自互联网酸性气体脱除酸性气体脱除的主要任务包含两个方面，一方面是脱除原料气中的H2S 及有机硫；另一方面是脱除CO2。脱硫方法有干法脱硫和湿法脱硫两种。干法脱硫一般采用固体脱硫剂脱除少量硫，属精脱硫范畴，有活性炭、改性活性炭和氧化锌等方法。湿法脱硫，一般可分为物理吸收和化学吸收两种，常用物理吸收方法有低温甲醇洗、NHD 工艺等；常用的化学吸收方法有栲胶、ADA、MDEA 工艺等。用于气体脱除CO2技术，根据操作过程的特点和机理，基本上分为化学吸收法、物理吸收法和物理化学吸收法三大类：化学吸收法利用气体中CO2与吸收剂中的活性组份起化学反应生成不稳定化合物，而热再生时不稳定化合物又被分解释放出活性组份和CO2。常用的工艺有MDEA 法、热钾碱法等。化学吸收法常用于CO2分压较低的原料气处理。物理吸收法利用气体中CO2溶解于吸收溶剂，并且在不同分压下有较大溶解度差异这一机理来脱除CO2。吸收溶剂一般为非电解质、有机溶剂或其它溶液。再生采用减压闪蒸及气提。常用的工艺有碳酸丙烯酯法、NHD 法、低温甲醇洗法等。物理吸收法常用于高CO2分压的原料气处理。物理化学吸收法综合利用化学和物理吸收两种方法的机理来脱除CO2。再生除减压闪蒸、气提外，还需热再生才能将酸气彻底释放出来。常用的工艺MDEA法等。物理化学吸收法常用于中等CO2分压的原料气处理，在大型原料气处理也较常使用。采用何种酸性气体脱除技术取决于原料气的性质和合成气的要求。对于煤气化工艺，变换气中CO2含量高，分压高，硫含量一般也较高。采用一般的化学及物理化学吸收法时，溶剂的循环量大，能耗高，因此大多数酸性气体脱除选择物理吸收法。物理吸收法有两种具有代表性工艺即NHD和低温甲醇洗工艺。Selexol 工艺是由ALLIED 化学公司于60 年代开发的，1993 年UOP 公司取得Selexol 技术许可证。Selexol 于80 年代初用于合成气中脱除CO2，以后发展为从气体中选择性脱除酸性气体。国内南京化工研究院于80 年代经过研究，获得了物化性质与Selexol 相似的吸收溶剂组成，称之为NHD（南化设计院的简称）溶剂，1984 年经化工部鉴定，确定为NHD 净化工艺，在1993 年建成第一套以德士古煤气化、NHD 脱硫、脱碳，年产8 万吨合成氨的工业化示范装置，变换气经NHD 脱硫、脱碳后，净化气CO2<0.2%，总硫小于5ppm。目前国内已广泛采用该工艺，该工艺在建最大能力为淮南18 万吨/年合成氨。低温甲醇洗(Rectisol)是二十世纪五十年代初德国林德(LINDE)公司和鲁奇(LURGI)公司联合开发的一种气体净化工艺。第一个低温甲醇洗装置由鲁奇公司于1954 年建在南非SASOL 的合成燃料工厂，目前世界上有一百多套工业化装置，其中中国引进了十多套，低温甲醇洗工艺适合于处理含硫渣油部分氧化、煤气化生成的气体中CO2和硫化物。该工艺为典型物理吸收法，是以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体。由于甲醇的蒸汽压较高，所以低温甲醇洗工艺在低温(-35℃～－55℃)下操作，在低温下CO2与H2S 的溶解度随温度下降而显著地上升，因而所需的溶剂量较少，装置的设备也较小。在－30℃下，H2S 在甲醇中的溶解度为CO2的6.1 倍，因此能选择性脱除H2S。该工艺气体净化度高，可将变换气中CO2 脱至小于20ppm，H2S小于0.1ppm，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。低温甲醇洗工艺技术成熟，在工业上拥有很好的应用业绩，被广泛应用于国内外合成氨、合成甲醇及其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中。在国内以煤、渣油为原料建成的大型合成氨装置中也大都采用这一技术。以下对NHD 工艺和低温甲醇洗工艺技术进行比较、分析如下： ——吸收能力和溶剂循环量比较 NHD 溶液的吸收操作温度－5℃～0℃，而低温甲醇洗的吸收操作温度－20～－60℃，酸性气体在甲醇中的溶解度高于在NHD 溶液中的溶解度，甲醇对CO2的吸收能力是NHD 溶液的四倍多，溶剂循环量约为NHD的25%。吸收能力的差异导致NHD 净化装置溶液输送能耗增加很多。即使NHD 工艺采用能量回收透平这一措施，NHD 工艺溶液输送能耗仍远远高于低温甲醇洗工艺。 ——有效气体损失和净化度比较由于溶剂循环量、气体选择性、操作条件的不同，两种工艺的有效气体损失也不同。低温甲醇洗工艺损失H2大约为总H2量的0.12%，NHD 工艺损失H2大约为总H2量的0.39%。NHD 净化工艺损失H2大于低温甲醇洗工艺。低温甲醇洗工艺有较高的净化能力，净化后气体中CO2<20ppm，H2S<0.1ppm。NHD 工艺净化后气体中CO2<0.2%，H2S<5ppm。因此，在NHD 工艺后还需增加精脱硫装置。 ——再生温度比较 NHD 脱硫时，溶剂再生温度较高，需要用较高温度的再生蒸汽，较大的溶剂循环量使得再生蒸汽消耗量也较大。为了降低再生蒸汽能耗，目前在溶剂再生时，通常向溶剂中加入3～5％的水或水蒸汽，以形成混合蒸汽。即使采取了这一措施，NHD 溶剂再生消耗的蒸汽量仍大大高于低温甲醇洗工艺再生蒸汽的消耗量。 NHD 脱碳系统在相对较高的温度下操作，冷冻系统可以在较高温度下制冷，使冰机的耗电减少。装置中大部分设备及管线采用普通碳钢。 ——溶剂热稳定性及化学稳定性比较 NHD 溶剂的热稳定性及化学稳定性较好，但是由于该溶剂是一种多组份混合物，高温对NHD 溶剂的稳定性是不利的，因此为了降低再生温度，在溶剂再生时也需要加入水或水蒸汽。低温甲醇洗所使用的甲醇溶剂有良好的化学稳定性和热稳定性。在操作温度下长期使用其化学、物理性质无任何变化。 ——溶剂起泡情况比较甲醇和NHD 自身均不起泡，在长期操作中，由于杂质积累等原因，溶剂的起泡情况会有变化。生产实践中NHD 装置出现过起泡，为了阻止起泡，防止溶剂被污染，一般采取的措施是在溶剂中加入消泡剂。甲醇本身就是一种消泡剂，没有起泡现象。 ——溶剂价格及来源从目前市场看，能生产合格的NHD 溶剂厂家不是很多，而甲醇非常普遍。NHD溶剂价格为18000 元/t 左右，而甲醇价格为1800 元/t 左右，NHD 价格为甲醇价格的7～10 倍，价格相差悬殊。由于NHD 价格较贵，NHD 工艺的溶剂初次充装溶液费用高达近千万元，大大高于低温甲醇洗工艺，增加了装置的建设投资。在操作中，虽然NHD 溶剂的蒸汽压比甲醇小，单位时间内溶剂消耗量低于甲醇。但两种溶剂价格的巨大差异却使得NHD 溶剂的消耗费用要高于甲醇。尽管甲醇是一种价廉、易得的溶剂，但对人体具有毒性，给操作和维修带来一定困难，在设计中必需充分考虑甲醇的危害性，保证操作场所安全可靠。 ——溶剂传热、传质性能比较粘度对溶剂的传质、传热、输送等很多方面都会产生影响。NHD 溶剂的粘度较大，在吸收温度－5℃时，由于溶剂粘度大，溶剂与气相间的传质变差，需要增加吸收塔的填料高度以达到吸收效果。较高的粘度不利于传热，在NHD 脱硫系统中，溶液换热器的面积很大，占地较多。甲醇在相同温度下的粘度小于NHD 溶剂，这使得甲醇在低温操作时相对较为容易达到吸收平衡。较低的粘度也有利于溶剂传热，可以更合理地配置换热网络，使装置内能量利用更为有效。 ——工艺技术的成熟可靠性低温甲醇洗工艺可靠，在工业装置中有很多成功的应用业绩，在工艺技术上是有保证的。国内已有多套大型气体净化装置采用低温甲醇洗净化工艺，有的已生产近20 年，在设计、施工、安装、操作等方面均积累了丰富的经验。目前，NHD 净化工艺主要应用于中小合成氨或制合成气装置中，其建成的工业装置，最大为年产18 万吨合成氨装置。还没有更大能力合成氨装置的业绩。 ——影响投资的因素低温甲醇洗以前为国外专利技术，工艺设计在低温下操作，为有效回收能量，降低能耗，该工艺流程较复杂，换热设备较多，投资费用较大，同时低温设备和管道材料要求较高，使得低温甲醇洗的软件费用和硬件费用均较高，但软件费用国内基本都自己解决。 NHD 工艺为国内南化院自行研究和开发的工艺技术，工艺相对较为简单，其操作温度在－5℃～150℃之间，NHD 脱碳采用普通钢材即可满足要求，因此NHD工艺的软件费用和硬件费用均相对较低，这是NHD 工艺的最大优点。由于溶剂循环量很大，所需大型溶剂泵及水力透平国内制造有困难，需要国外进口。 ——两种工艺的操作费和投资比较低温甲醇洗工艺和NHD 工艺操作费用和投资比较见下表。净化工艺方案比较表序号项目单位方案一方案二备注一方案配置低温甲醇洗脱硫脱碳 NHD脱硫脱碳+干法脱硫二运行工况 1 处理变换气/煤气量 Nm3/h 90498 90498 2 变换气/煤气中硫含量 g/Nm3 15 15 3 变换气中CO2 % 38.97 38.97 4 净化操作压力 Mpa 3.5 3.5 5 净化气中总硫 ppm <0.10 <0.10 6 净化气中CO2含量 % 3.69 3.69 三消耗指标 1 循环冷却水 T/h 220 1450 2 锅炉给水 T/h 3.5 3.5 3 电 Kwh/h 820 2350 4 蒸汽 0.6Mpa T/h 10.5 15.0 1.0Mpa T/h 2.3 5 气提用氮气 Nm3/h 8000 14300 6 冷冻量 00C蒸发 GJ/h 7.3 -150C蒸发 GJ/h 6.3 -400C蒸发 GJ/h 10 冷冻量折电 Kwh/h 3099.7 1093.8 冷冻量折冷却水 T/h 631.8 523.6 7 氢损失 Nm3/h 50 185 8 溶剂消耗 Kg/h 28 8.3 四装置投资万元 5750 4800 含一次溶剂费五操作费用元/h 1 冷却水元/h 212.9 493.4 0.25元/T 2 锅炉给水元/h 15.8 15.8 4.5元/T 3 电元/h 979.9 861.0 0.25元/kwh 4 蒸汽元/h 640.0 750.0 50.0元/T 5 原料氢损失元/h 40.0 148.0 0.8元/Nm3 6 溶剂费 54.6 149.4 7 折旧及维修 12% 871.2 727.3 8 合计 2814.4 3144.8 9 差额 330.3 10 投资回收期年 4.9 由以上分析及比较可以看出，从技术先进及操作费用上采用低温甲醇洗工艺明显优于NHD 工艺。对规模大型的和中型的装置，酸性气体脱除一般都采用低温甲醇洗工艺。查看更多 0个回答 . 1人已关注

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关于注册化工工程师专业考试大家各自所在考点人数通报？ 大家好本人在江苏考区南京林业大学考点考试人数35人！请大家跟帖！查看更多 21个回答 . 4人已关注

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请问低压锅炉给水品质如何确定? RT，我部门最近在做一台低压锅炉，饱和蒸汽压力只有1.25MPa，过热蒸汽压力也不会超过3.8MPa。现在业主要求我们提供给水品质要求，我查了下GB/T12145只适用于过热蒸汽压力＞3.8MPa的，那么低于此值的蒸汽给水品质要如何确定？查看更多 1个回答 . 2人已关注

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标准拔制异径三通是否可以采用GB/T150.3-2011的分析法校 ...？对比了下GB 50316《工业金属管道设计规范》里拔制三通的结构，可以认为满足GB/T 150.3-2011第6.6.1条中a～e的要求，g条应该问题也不大，唯有f条存在疑问。拔制三通的外壁圆弧看作圆弧过渡的角焊缝的话，应该也满足要求，只是不知道内壁圆角半径是否满足主管名义壁厚的1/2～1/4。拔制三通该如何校核开孔补强？做一个集气站的汇管，支管要求拔制，不要焊接支管，又要求按压力容器设计。迷茫中。。。。。。查看更多 0个回答 . 3人已关注

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原油储罐清罐的问题！？昨天去现场看到一个原油罐，一万立方的，正在做罐底清理残油和污水，现场比较脏乱，清理进度嘿慢，就是几个人在里面手工的刮啊，扫的，我想问问大家这个阶段有没有比较快的处理方法。先谢谢大家了！查看更多 10个回答 . 2人已关注

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共沸精馏乙醇和水分离，最高可获得塔顶乙醇浓度是多少? 已知乙醇和水的共沸组成0.956:0.044（质量共沸比例一个大气压下），塔顶最高可获得多少浓度的乙醇？模拟过程是怎么样的？求大神帮忙啊？查看更多 9个回答 . 3人已关注

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熔硫（六）过滤机网片（图）？ 过滤机不锈钢网片，与灰黑色的滤渣居然一起脱落，这是什么原因? 硫磺的酸度也不高的查看更多 8个回答 . 4人已关注

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聚氯乙烯工艺学手册？ 《聚氯乙烯工艺学》严福英查看更多 2个回答 . 2人已关注

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石油天然气橇装设备？ 本人从事天然气石油撬装设备的设计，有同仁可以交流也从事HMD磁力泵和米顿罗的计量本的代理，有需要可以留下联系方式。查看更多 8个回答 . 2人已关注

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加热后HBr易从HBr酸溶液中挥发出来吗? < >我反应中有HBr酸溶液，反应温度是75度（内温），但最后我始终得不到我想要的产物，会不会是这个温度使得HBr从溶液中挥发出来？但HBr酸的沸点是126度啊，反应体系中还有甲醇和亚乙基硫脲，做个S-烷基化成盐的反应，所照的方法均有参考文献。文献的产率很高，但我做不对，不知是不是这个原因，请教高手。</P>查看更多 9个回答 . 4人已关注

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注化专业考试感想--致后来人？我是第一年考专业，真心希望也是最后一年，请问，考试时候除了复习教材和化工原理书籍，还需要带些什么资料？那些个规范要不要带进去？查看更多 47个回答 . 5人已关注

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求助虹吸式离心机的发展？ 哪位仁兄有虹吸式离心机的发展的，或者关于虹吸式离心机的资料的，请帮助我一下查看更多 11个回答 . 5人已关注

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压缩机内硫结晶问题？瓦斯气经气柜，由压缩机压缩后进干气脱硫塔，然后并入燃料气管网和火炬，现又将酸性水那边的废气也并进来。最近压缩机内经常硫结晶，严重的时候都是块块成堆，严重影响压缩机运行，求助各位有什么好的方法能减轻压缩机内的硫结晶问题呢？或者是在压缩机前面应该加个什么设备呢？谢谢~查看更多 4个回答 . 1人已关注

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管道防堵塞？干法乙炔生产工艺中，输送渣浆的管道和含废次钠及废碱的管道在生产过程中经常发生堵塞现象，我公司目前采取的办法是：a、设计施工时增大管道的坡度；b、采用蒸汽伴热管道；c、当管道不输送介质时，先用氮气将管道内介质吹出，然后往管道里通蒸汽。不知道各位盖德及同行有没有更好的解决办法？查看更多 3个回答 . 2人已关注

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本厂制冷机？ 1 制冷机：制冷量 4070KW 蒸汽耗量 4900kg/h （满负荷）配电量 8095KW 重量 42t 蒸汽压力 4kg/cm.2 最低冷水出口温度 76 ℃ 冷却水进口 32 ℃ 冷水最高压力 0.8 Mpa 冷却水最高压力 0.8 Mpa 冷水标定流量 500 m3/h 冷却水标定流量 787 m3/h 2 安全参数冷水出口 3 ℃ 蒸汽压力 7kg/cm3 冷却水出口 18 ℃ 稀释浓度 56% 高发溶液温度 160 ℃ 高发压力 960mmHg 熔晶管温度 55 ℃ 自抽压力 100mmHg 冷凝温度 45 ℃ 蒸发温度 2 ℃ 查看更多 7个回答 . 5人已关注

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哪家设计院用GA表示离心泵? 哪家设计院用如下符号表示设备？比如： GA——泵 GB—— 压缩机 FA——罐 DC—— 反应器 EA—— 换热器 EC——空冷查看更多 3个回答 . 1人已关注

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求教：总线和协议是什么关系？现场总线（Fieldbus）是近年来迅速发展起来的一种工业数据总线，它主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。由于现场总线简单、可靠、经济实用等一系列突出的优点，因而受到了许多标准团体和计算机厂商的高度重视。　　现场总线（Fieldbus）是20世纪80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于现场总线技术过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点 :具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。　　一般把现场总线系统称为第五代控制系统，也称作FCS——现场总线控制系统。人们一般把50年代前的气动信号控制系统PCS称作第一代，把4～20mA等电动模拟信号控制系统称为第二代，把数字计算机集中式控制系统称为第三代，而把70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS称作第四代。现场总线控制系统FCS作为新一代控制系统，一方面，突破了DCS系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。、发展历史　　1984年美国Inter公司提出一种计算机分布式控制系统-位总线（BITBUS），它现场总线技术发展概览主要是将低速的面向过程的输入输出通道与高速的计算机总线多（MULTIBUS）分离，形成了现场总线的最初概念。80年代中期，美国Rosemount 公司开发了一种可寻址的远程传感器（HART）通信协议。采用在4～20mA模拟量叠加了一种频率信号，用双绞线实现数字信号传输。HART协议已是现场总线的雏形。1985年由Honeywell和Bailey等大公司发起，成立了World FIP制定了FIP协议。1987年，以Siemens，Rosemount，横河等几家著名公司为首也成立了一个专门委员会互操作系统协议（ISP）并制定了PROFIBUS协议。后来美国仪器仪表学会也制定了现场总线标准IEC/ISA SP50。随着时间的推移，世界逐渐形成了两个针锋相对的互相竞争的现场总线集团：一个是以Siemens、Rosemount,横河为首的ISP集团；另一个是由Honeywell、Bailey等公司牵头的WorldFIP集团。1994年，两大集团宣布合并，融合成现场总线基金会（Fieldbus Foundation）简称FF。对于现场总线的技术发展和制定标准，基金委员会取得以下共识：共同制定遵循IEC/ISA SP50协议标准；商定现场总线技术发展阶段时间表。、技术特点系统的开放性　　开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行互连并实现现场总线技术与传统总线技术成本对比信息交换，现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。互可操作性与互用性　　这里的互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。现场设备的智能化与功能自治性　　它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。系统结构的高度分散性　　由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。对现场环境的适应性　　工作在现场设备前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。技术优点节省硬件数量与投资　　由于现场总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感发展趋势、控制、报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等，也不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控PC机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，由于控制设备的减少，还可减少控制室的占地面积。节省安装费用　　现场总线系统的接线十分简单，由于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料，可节约安装费用60%以上。节省维护开销　　由于现场控制设备具有自诊断与简单故障处理的能力，并通过数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。　　现场总线技术与传统总线技术成本对比用户具有高度的系统集成主动权　　用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择了某一品牌的产品被“框死”了设备的选择范围，不会为系统集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。提高了系统的准确性与可靠性　　由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强:减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单，易于重构等优点。网络拓扑结构　　现场总线的网络拓扑结构有以下四大类：　　环形拓扑结构，星形拓扑结构，总线型拓扑结构，树型拓扑结构典型现场总线简介　　目前国际上有40多种现场总线，但没有任何一种现场总线能覆盖所有的应用面，按其传输数据的大小可分为3类：传感器总线（sensor bus)，属于位传输；设备总线（device bus)，属于字节传输；现场总线，属于数据流传输。基金会现场总线　　基金会现场总线，即Foudation Fieldbus,简称FF，这是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的技术。其前身是以美国Fisher-Rousemount公司为首，联合Foxboro、横河、ABB、西门子Siemens等80家公司制订的ISP协议和以Honeywell公司为首，联合欧洲等地的150家公司制订的WordFIP协议。屈于用户的压力，这两大集团于1994年9月合并，成立了现场总线基金会，致力于开发出国际上统一的现场总线协议。它以ISO/OSI开放系统互连模型为基础，取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次，并在应用层上增加了用户层。　　基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为 3125Kbps,通信距离可达 1900m (可加中继器延长),可支持总线供电，支持本质安全防爆环境。H2的传输速率为 1Mbps和 2 5Mbps两种，其通信距离为750m和500m。物理传输介质可支持比绞线、光缆和无线发射，协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码，每位发送数据的中心位置或是正跳变，或是负跳变。正跳变代表0，负跳变代表1，从而使串行数据位流中具有足够的定位信息，以保持发送双方的时间同步。接收方既可根据跳变的极性来判断数据的“1”、“0”状态，也可根据数据的中心位置精确定位。　　为满足用户需要，Honeywell、Ronan等公司已开发出可完成物理层和部分数据链路层协议的专用芯片，许多仪表公司已开发出符合FF协议的产品，1总线已通过ａ测试和β测试，完成了由 13个不同厂商提供设备而组成的FF现场总线工厂试验系统。2总线标准也已经形成。　　1996年10月，在芝加哥举行的ISA96展览会上，由现场总线基金会组织实施，向世界展示了来自40多家厂商的70多种符合FF协议的产品，并将这些分布在不同楼层展览大厅不同展台上的FF展品，用醒目的橙红色电缆，互连为七段现场总线演示系统，各展台现场设备之间可实地进行现场互操作，展现了基金会现场总线的成就与技术实力。 LonWorks 　　LonWorks是又一具有强劲实力的现场总线技术，它是由美国Ecelon公司推出并由它现场总线技术们与摩托罗拉Motorola、东芝Hitach公司共同倡导，于1990年正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，采用了面向对象的设计方法，通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置，其通讯速率从300bps至15Mbps不等，直接通信距离可达到2700m(78kbps，双绞线),支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质，并开发相应的本安防爆产品，被誉为通用控制网络。　　LonWorks技术所采用的LonTalk协议被封装在称之为Neuron的芯片中并得以实现。集成芯片中有3个8位CPU;一个用于完成开放互连模型中第 1～ 2层的功能，称为媒体访问控制处理器，实现介质访问的控制与处理 ;第二个用于完成第3～6层的功能，称为网络处理器，进行网络变量处理的寻址、处理、背景诊断、函数路径选择、软件计量时、网络管理，并负责网络通信控制、收发数据包等;第三个是应用处理器，执行操作系统服务与用户代码。芯片中还具有存储信息缓冲区，以实现CPU之间的信息传递，并作为网络缓冲区和应用缓冲区。如Motorola公司生产的神经元集成芯片MC143120E2就包含了2KRAM和2KEEPROM。　　LonWoeks技术的不断推广促成了神经元芯片的低成本 (每片价格约 5～9美元)，而芯片的低成本又返过来促进了LonWorks技术的推广应用，形成了良好循环，据Ecelon公司的有关资料，到1996年7月，已生产出 500万片神经元芯片。　　LonWorks公司的技术策略是鼓励各OEM开发商运用LonWorks技术和神经元芯片，开发自己的应用产品，据称目前已有2600多家公司在不同程度上卷入了LonWorks技术:1000多家公司已经推出了LonWorks产品，并进一步组织起LonWark互操作协会，开发推广LonWorks技术与产品。它被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、运输设备、工业过程控制等行业。为了支持LonWorks与其它协议和网络之间的互连与互操作，该公司正在开发各种网关，以便将LonWorks与以太网、FF、Modbus、DeviceNet、Profibus、Serplex等互连为系统。　　另外，在开发智能通信接口、智能传感器方面，LonWorks神经元芯片也具有独特的优势。LonWorks技术已经被美国暖通工程师协会ASRE定为建筑自动化协议BACnet的一个标准。根据刚刚收到的消息，美国消费电子制造商协会已经通过决议，以LonWorks技术为基础制定了EIA-709标准。　　这样，LonWorks已经建立了一套从协议开发、芯片设计、芯片制造、控制模块开发制造、OEM控制产品、最终控制产品、分销、系统集成等一系列完整的开发、制造、推广、应用体系结构，吸引了数万家企业参与到这项工作中来，这对于一种技术的推广、应用有很大的促进作用。 Profibus 　　Profibus是作为德国国家标准DIN 19245和欧洲标准prEN 50170的现场总线。ISO/OSI模型也是它的参考模型。由Profibus -Dp、Profibus -FMS、Profibus-PA组成了Profibus系列。DP型用于分散外设间的高速传输，适合于加工自动化领域的应用。FMS意为现场信息规范，适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等一般自动化，而PA型则是用于过程自动化的总线类型，它遵从IEC1158-2标准。该项技术是由西门子公司为主的十几家德国公司、研究所共同推出的。它采用了OSI模型的物理层、数据链路层，由这两部分形成了其标准第一部分的子集，DP型隐去了3～7层，而增加了直接数据连接拟合作为用户接口，FMS型只隐去第3～6层，采用了应用层，作为标准的第二部分。PA型的标准目前还处于制定过程之中，其传输技术遵从IEC1158-2 （1 ）标准，可实现总线供电与本质安全防爆。　　Porfibus支持主—从系统、纯主站系统、多主多从混合系统等几种传输方式。主站具有对总线的控制权，可主动发送信息。对多主站系统来说，主站之间采用令牌方式传递信息，得到令牌的站点可在一个事先规定的时间内拥有总线控制权，共事先规定好令牌在各主站中循环一周的最长时间。按Profibus的通信规范，令牌在主站之间按地址编号顺序，沿上行方向进行传递。主站在得到控制权时，可以按主—从方式，向从站发送或索取信息，实现点对点通信。主站可采取对所有站点广播（不要求应答）或有选择地向一组站点广播。　　Profibus的传输速率为96～12kbps最大传输距离在12kbps时为1000m，15Mbps时为400m，可用中继器延长至10km。其传输介质可以是双绞线，也可以是光缆，最多可挂接 127个站点。 CAN 　　CAN是控制网络Control Area Network的简称，最早由德国BOSCH公司推出，用于汽车内部测量与执行部件之间的数据通信。其总线规范现已被ISO国际标准组织制订为国际标准，得到了Motorola、Intel、Philips、Siemens、NEC等公司的支持，已广泛应用在离散控制领域。　　CAN协议也是建立在国际标准组织的开放系统互连模型基础上的，不过，其模型结构只有3层，只取OSI底层的物理层、数据链路层和顶上层的应用层。其信号传输介质为双绞线，通信速率最高可达 1Mbps/40m，直接传输距离最远可达 1 0km/kbps,可挂接设备最多可达 110个。　　CAN的信号传输采用短帧结构，每一帧的有效字节数为8个，因而传输时间短，受干扰的概率低。当节点严重错误时，具有自动关闭的功能以切断该节点与总线的联系，使总线上的其它节点及其通信不受影响，具有较强的抗干扰能力。　　CAN支持多主方式工作，网络上任何节点均在任意时刻主动向其它节点发送信息，支持点对点、一点对多点和全局广播方式接收/发送数据。它采用总线仲裁技术，当出现几个节点同时在网络上传输信息时，优先级高的节点可继续传输数据，而优先级低的节点则主动停止发送，从而避免了总线冲突。　　已有多家公司开发生产了符合CAN协议的通信芯片，如Intel公司的 82 52 7，Motorola公司的MC68HC05X4，Philips公司的82 C2 50等。还有插在PC机上的CAN总线接口卡，具有接口简单、编程方便、开发系统价格便宜等优点。 HART 　　HART是Highway Addressable Remote Transduer的缩写。最早由Rosemout公司开发并得到80多家著名仪表公司的支持，于1993年成立了HART通信基金会。这种被称为可寻址远程传感高速通道的开放通信协议，其特点是现有模拟信号传输线上实现数字通信，属于模拟系统向数字系统转变过程中工业过程控制的过渡性产品，因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力，得到了较好的发展。　　HART通信模型由3层组成 :物理层、数据链路层和应用层。物理层采用FSK(Frequency Shift Keying)技术在4～20mA模拟信号上迭加一个频率信号，频率信号采用Bell202国际标准;数据传输速率为1200bps,逻辑0的信号频率为2200Hz，逻辑1的信号传输频率为 1200Hz。　　数据链路层用于按HART通信协议规则建立HART信息格式。其信息构成包括开头码、显示终端与现场设备地址、字节数、现场设备状态与通信状态、数据、奇偶校验等。其数据字节结构为1个起始位，8个数据位，1个奇偶校验位，1个终止位。应用层的作用在于使HART指令付诸实现，即把通信状态转换成相应的信息。它规定了一系列命令;按命令方式工作。它有 3类命令，第一类称为通用命令，这是所有设备理解、执行的命令;第二类称为一般行为命令，它所提供的功能可以在许多现场设备 (尽管不是全部 )中实现，这类命令包括最常用的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令，以便在某些设备中实现特殊功能，这类命既可以在基金会中开放使用，又可以为开发此命令的公司所独有。在一个现场设备中通常可发现同时存在这3类命令。HART支持点对点主从应答方式和多点广播方式。按应答应方式工作时的数据更新速率为2～3次/ｓ,按广播方式工作时的数据更新速率为 3～4次 /ｓ,它还可支持两个通信主设备。总线上可挂设备数多达 15个，每个现场设备可有256个变量，每个信息最大可包含4个变量。最大传输距离3000m，HART采用统一的设备描述语言DDL。现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性，由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典，主设备运用DDL技术，来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口。但由于这种模拟数字混信号制，导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片。HART能利用总线供电，可满足本安防爆要求。 RS-485 　　尽管RS-485不能称为现场总线，但是作为现场总线的鼻祖，还有许多设备继续沿用这种通讯协议。采用RS-485通讯具有设备简单、低成本等优势，仍有一定的生命力。以RS-485为基础的OPTO-22命令集等也在许多系统中得到了广泛的应用。技术展望与发展趋势　　现场总线技术的发展应体现为两个方面：一个是低速现场总线领域的继续发展和完善；另一个是高速现场总线技术的发展。　　目前现场总线产品主要是低速总线产品，应用于运行速率较低的领域，对网络的性能要求不是很高。从应用状况看，无论是FF和Profibus，还是其他一些现场总线，都能较好地实现速率要求较慢的过程控制。因此，在速率要求较低的控制领域，谁都很难统一整个世界市场。而现场总线的关键技术之一是互操作性，实现现场总线技术的统一是所有用户的愿望。今后现场总线技术如何发展、如何统一，是所有生产厂商和用户十分关心的问题。　　高速现场总线主要应用于控制网内的互连，连接控制计算机、PLC等智能程度较高、处理速度快的设备，以及实现低速现场总线网桥间的连接，它是充分实现系统的全分散控制结构所必须的。目前这一领域还比较薄弱。因此，高速现场总线的设计、开发将是竞争十分激烈的领域，这也将是现场总线技术实现统一的重要机会。而选择什么样的网络技术作为高速现场总线的整体框架将是其首要内容。　　发展现场总线技术已成为工业自动化领域广为注的焦点课题，国际上现场总线的研究、开发，使测控系统冲破了长期封闭系统的禁锢，走上开放发展的征程，这对我国现场总线控制系统的发展是个极好的机会，也是一次严峻的挑战。自动化系统的网络化是发展的大趋势，现场总线技术受计算机网络技术的影响是十分深刻的。现在网络技术日新月异，发展十分迅猛，一些具有重大影响的网络新技术必将进一步融合到现场总线技术之中，这些具有发展前景的现场总线技术有；智能仪表与网络设备开发的软硬件技术；组态抗术，包括网络拓扑结构、网络设备、网段互连等；网络管理技术，包括网络管理软件、网络数据操作与传输；人机接口、软件技术；现场总线系统集成技术。　　总体说来，自动化系统与设备将朝着现场总线体系结构的方向前进，这一发展趋势是肯定的。既然是总线，就要向着趋于开放统一的方向发展，成为大家都遵守的标准规范，但由于这一技术所涉及的应用领域十分广泛，几乎覆盖了所有连续、离散工业领域，如过程自动化、制造加工自动化、楼宇自动化、家庭自动化等等。大千世界，众多领域，需求各异，一个现场总线体系下可能不止容纳单一的标准。几大技术均具有自己的特点，已在不同应用领域形成了自己的优势。加上商业利益的驱使，它们都各自正在十分激烈的市场竞争中求得发展。有理由认为:在从现在起的未来10年内，可能出现几大总线标准共存，甚至在一个现场总线系统内，几种总线标准的设备通过路由网关互连实现信息共享的局面。在连续过程自动化领域内，今后10年内，FF基金会现场总线将成为主流发展趋势，LonWorks将成为有力的竞争对手，HART作为过渡性产品也能有一定的市场。这3种技术是从这一领域的工业需求出发，其用户层的各种功能是专业连续过程设计的，而且充分考虑到连续工业的使用环境，如支持总线供电，可满足本质安全防爆要求等。　　另外，FF基金会几乎集中了世界上主要自动化仪表制造商；LonWorks形成了全面的分工合作体系。这些因素对成为这一领域的主流技术是十分关键的。由于HART建立在目前广泛采用的模拟系统之上，它可以充分照顾到现有设备和已有投资的效益，技术上也充分考虑连续过程使用环境的需要。目前它已经占有一定的市场份额，其技术本身还在不断完善与更新，如提高传输速率等。目前国外HART仪表的市场份额还在不断增长，呈上升趋势，但是它毕竟是过渡性产品，其生存周期不会很长。国内则由于很多项目都是新项目，所以对兼容性的考虑较少，而对先进性的考虑较多，相信HART在国内的市场份额不会很大。国内市场与国外市场会有比较大的差异。一方面国外市场上占优势的产品会不断渗透到国内;另一方面，由于国内厂商的规模相对较小，研发能力较差，更多的是依赖技术供应商的支持，比较容易受现场总线技术供应商 (芯片制造商等)对国内的支持和市场推广力度的影响。国内目前仅LonWorks技术有实质性的市场活动，所以大部分国内厂商将首先将接受LonWorks技术。尽管FF号称仪器仪表行业的未来标准，但是由于没有明确的市场策略和在国内的积极的市场活动，市场份额将会受到很大影响。而且事实表明，所有的现场总线基金会(FF)会员在研制符合FF标准的同时，都同时推出采用LonWorks技术的应用，由此可见LonWorks技术的生命力十分顽强。在离散制造加工领域，由于行业应用的特点和历史原因，其主流技术会有一些差别。Profibus和CAN在这一领域具有较强的竞争力。他们已经在这一领域形成了自己的优势。在楼宇自动化、家庭自动化、智能通信产品等方面，LonWorks则具有独特的优势。由于LonWorks技术的特点，在多样化控制系统的应用上将会有较大的发展。　　现场总线技术的兴起，开辟了工厂底层网络的新天地。它将促进企业网络的快速发展，为企业带来新的效益，因而会得到广泛的应用，并推动自动化相关行业的发展。查看更多 1个回答 . 1人已关注

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个人简介：相信谎言的人必将在真理之前毁灭。查看更多

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