仪表培训计算机过程控制系统SCADADCS剖析.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2012-04-15 三、分散控制系统DCS DCS系统的发展趋势是现场总线技术 DCS系统 的展望 现场总线，即是按装在工业生产过程区域中的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数字式、双向、串行、多点通信的数据总线，而以现场总线为基础的开放式数字控制系统称为“现场控制系统”，即FCS系统。 2012-04-15 四、现场总线技术与现场总线控制系统 4现场总线技术与现场总线控制系统 现场总线的发展 按照现场总线基金会的定义，所谓现场总线就是连接 智能测量与控制设备的全数字式、双向传输、具有多节点 分支结构的通信链路。 1994年，世界两大现场总线组织ISPF和World FIP合 并，成立现场总线基金会，简称FF（Fieldbus 以现场总线为基础的全数字控制系统成为21世纪自 动化控制系统的主流。目前世界发达国家的自动化仪表 公司都以巨大的人力和财力投入，全方位地进行技术研 究和实际应用。由于现场总线是以开放的、独立的、全 数字化的双向多变量通信代替4～20mA的现场仪表，实 现全数字化的控制系统，因此其标准化至关重要。 2012-04-15 四、现场总线技术与现场总线控制系统 1）开放系统互连参考模型 计算机网络体系结构（Network Architecure）是计算 机网络层次结构模型和各层次协议的集合。国际标准化组 织ISO（International Standardization Organization ）和 国际电工委员会IEC（International Electrotechnical Committee）于1978年共同建立联合技术委员会ISO／IEC JTCI，提出一个试图使各种计算机在世界范围内互连成 网的标准框架，为保持相关标准的一致性和兼容性提供共 同的参考，这就是开放系统互连参考模型OSI/RM （Open System Interconnection／Reference Model），也称ISO／ OSI模型，并于1983成为正式国际标准ISO 7498。 2012-04-15 四、现场总线技术与现场总线控制系统 2012-04-15 四、现场总线技术与现场总线控制系统 OSI将整个通信功能按照以下原则： 网中各结点都有相同的层次，相同的层次具有相同的功 能； 同一结点相邻层之间通过接口通信； 每一层使用下层提供的服务，并向上层提供服务； 不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。 划分为七个层次，如下页图所示。 2012-04-15 四、现场总线技术与现场总线控制系统 2012-04-15 四、现场总线技术与现场总线控制系统 OSI参考模型解决了不同计算机之间的通信 完成同样的通信功能 问题。不管差异多大，只要它们具有下列共同之 处： 通信功能可划分相同的层次，同等层提供相同的 功能，实现功能的方法可以不同 同等层遵守公用协议 2012-04-15 四、现场总线技术与现场总线控制系统 2）现场总线通信结构模型 工业生产现场存在大量传感器、执行器，分布范围较 大。由这些节点组成的底层控制网络中，单个节点的信息 量不大，信息传输任务简单，但对实时性、可靠性要求 高。如果按照ISO／OSI参考模型的七层模式，层间操作 与转换复杂，网络接口的造价与时间开销显得过高。为满 足实时性要求，也为了实现工业网络的低成本，现场总线 采用的通信模型大都在ISO／OSI模型的基础上进行了不 同程度的简化。 2012-04-15 四、现场总线技术与现场总线控制系统 一个典型的IEC/ISA现场总线通信结构模型如图所示。 它采用简化的ISO／OIS模型，仅保持了其中的三个典型 层：物理层、数据链路层和应用层，而将省去中间3～6层的 必要功能，通过其它机制并入第七层及第二层。该模型具有 结构简单、执行协议直观、价格低廉等优点，也满足工业现 场应用的性能要求，其流量与差错控制在数据链路层中进 行，因而与OSI模型不完全一致。 2012-04-15 四、现场总线技术与现场总线控制系统 几种主要的现场总线技术 ①基金会现场总线 FF 基金会现场总线FF系统是为适应自动化系统、特别是过 程自动化系统在功能、环境与技术上的需要而专门设计的。 它可以工作在工厂生产的现场环境下，能适应本征安全防爆 的要求，还可通过传输数据的总线为现场设备提供工作电 源。 FF总线标准是开放的，无专利许可要求。通过FF总线， 可将现场设备与其它控制监视设备组成分布式自动化系统。 这些设备应遵循相同的协议规范，在产品开