认识工业控制网络.pptx

工业控制网络技术认识工业控制网络 1.1 工业自动控制系统历史 工业自动控制系统 一、 模拟仪表控制系统（ACS） 从20世纪50年代，模拟仪表和继电器进入工业生产领域。 基地式仪表主要对单闭环系统实现较为简单的控制； 继电器控制电路主要完成逻辑顺序控制。1.1 工业自动控制系统历史 二、直接数字控制系统（DDC） 20世纪60年代，计算机用到工业控制。1.1 工业自动控制系统历史 直接数字控制系统缺点：中心计算机的负担太重，当系统规模扩大时，实时性不能保证，所以系统规模不能很大；模拟信号传输，抗干扰能力差；系统功能集中，危险也集中，相当脆弱。1.1 工业自动控制系统历史 三、集散控制系统（DCS） 20世纪70年代，又名分布式计算机控制系统。 核心：“分散控制，集中管理” 它既不同于分散的模拟仪表控制系统，又不同于集中式直接数字控制系统。 具备通用性、系统组态灵活、控制功能完备、显示操作集中、人机界面友好、运行安全可靠的显著特点。1.1 工业自动控制系统历史 集散控制系统目前被广泛的应用，取得了良好的效果，但是它并未达到完美的程度。从结构上看，在系统的一个局部，或者子系统，基本上还是集中式控制，系统分散得不够彻底，集中式控制系统存在的问题没有从根本上得到解决。现场仍采用模拟信号，电缆较多，成本较高。各公司的DCS各有各的标准，不能实现互联。1.1 工业自动控制系统历史 四、现场总线控制系统（FCS） 20世纪90年代，采用现场总线作为系统的底层控制网络，沟通生产过程现场仪表、控制设备及其与更高控制管理层次之间的联系，相互间可以直接进行数字通信。 1.1 工业自动控制系统历史FCS特点： 1）FCS的信号传输实现了全数字化 2）FCS系统结构是全分散式 3）FCS的现场设备具有互操作性 4）FCS的技术和标准实现了全开放 5）FCS的环境适应性与总线供电1.1 工业自动控制系统历史现场总线的国际标准一直未能统一，真正实现开放性远未达到。将以太网应用于工业自动控制系统的呼声越来越高，也就是使得控制和管理系统中的信息无缝衔接，真正实现“一网到底”。工业以太网 工业以太网，就是指在以太网技术和TCP/IP技术的基础上开发出来的一种新的工业网络，是为了简化网络结构、方便设备互联而提出来的。1.1 工业自动控制系统历史工业以太网的特点 在工业领域中使用以太网会会带来很多好处： 使用以太网要比其他现场总线容易以太网产品的价格比较低廉，使用以太网会降低成本以太网技术发展迅速，其技术之先进、功能之 强大是其他现场总线所无法比拟的信息集成更加方便在工业应用中使用以太网，符合自动化系统的 网络结构扁平化的必然趋势1.2 工业控制网络特点 工业控制网络是3C技术——即计算机、通信和控制（Computer,Communication and Control）发展汇集成的结合点，是信息技术、数字化、智能化网络发展到现场的结果。应用于工业现场网络节点多为专业设备传输测控数据任务满足对控制的实时性要求满足工厂监控要求工业控制网络大体分为三个层面集散控制系统现场总线控制系统工业以太网早期控制网络——集散控制集散控制系统是 20 世纪 70 年代中期发展起来的、以微处理器为基础的、实行集中管理、分散控制的计算机控制系统。由于该系统在发展初期以实行分散控制 为主，因此又称为分散型控制系统或分布式控制系统(Distributed Control System，DCS)，简称为集散系统或DCS。早期控制网络——集散控制早期控制网络——集散控制集散控制系统是控制技术 (Control)、计算机技术 (Computer)、通信技术 (Communication)、阴极射线管(CRT)图形显示技术和网络技术(Network)相结合的产物，是一种操作显示集中、控制功能分散、采用分级分层体系结构、局部网络通信的计算机综合控制系统，其目的在于控制或控制管理一个工业生产过程或工厂。早期控制网络——集散控制集散控制系统自问世以来，发展异常迅速 ,几经更新换代，技术性能日臻完善，并以其技术先进、性能可靠、构成灵活、操作简便和价格合理的特点，赢得了广大用户，巳被广泛应用于石油、化工、电力、冶金和轻工等工业领域。早期控制网络——集散控制1）　集散控制系统产生的背景20 世纪 60 年代初，人们开始将电子计算机用于过程控制，试图利用计算机所具有的能执行复杂运算、处理速度快、集中显示操作、易于通信、易于实现多种控制算法、易于改变控制方案、控制精度高等特点，来克服常规模拟仪表的局限性。一台计算机控制着几十甚至几百个回路，整个生产过程的监视、操作、报警、控制和管理等功能都集中在这台计算机上。一旦计算机的公共部分发生故障时，轻则造成装置或整个工厂停工，重则导致设备的损坏甚至发生火灾、爆炸等恶性