[工学]微型计算机控制技术_第六章_本科_压缩.ppt

第6章 集散控制系统和现场总线 第6章 集散控制系统和现场总线 6.1 集散控制系统 6.2 几种典型的DCS简介（了解） 6.3 现场总线技术 6.1 集散控制系统 6.1.1 集散控制系统的发展历程 6.1.2 DCS的体系结构 6.1.3 DCS的软件结构 6.1 集散控制系统 6.1 集散控制系统 DCS经历了三个大的发展阶段，从总的趋势看，体现在以下几方面： （1）系统的功能从底层逐步向高层扩展。 （2）系统的控制功能由单一的回路控制逐步发展到混合控制功能。 （3）由DCS厂家专有的产品改变为开放式的产品。 （4）采用公开标准，使第三方产品更容易集成到系统中来 （5）系统趋同化迫使DCS厂家向与生产工艺结合紧密的高级控制功能发展，以求得与其他同类厂家的差异化。 （6）数字化的发展越来越向现场延伸，这使得现场控制功能和系统体系结构发生了重大变化，将发展成为更加智能化、更加分散化的新一代控制系统。 3代DCS产品的区别，可从DCS的三大部分，即控制站、操作站和通信网络的发展来判断。 6.1.2 DCS的体系结构 什么是组态软件？ 组态(Configuration)就是用应用软件中提供的工具、方法来完成工程中某一具体任务的过程。“组态”的概念是伴随着DCS的应用才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的，开始一般指硬件组态、梯形图组态等，现在组态有了更宽泛的含义。 什么是组态软件？ 组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。一般英文简称为HMI/?SCADA（Human?and?Machine?Interface/? Supervisory?Control?and?Data?Acquisition），中文翻译为：人机界面/监视控制和数据采集软件。大家习惯称之为“组态软件”。 组态软件是一种编程和组态的软件平台，支持多种通讯协议，为用户提供了多种硬件设备支持，如PLC、板卡、智能仪表等；利用组态软件提供的图形、趋势曲线、报警、数据库、报表等功能模块。用户可以不用编程，通过“搭积木”的方式构建自己的系统，特别适合自动化工程人员，不需要编程基础就可以快速为用户构建出界面美观、功能强大的软件系统。 在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如VC?、VB）来实现的。编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。组态软件的出现，解决了这个问题。对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成，而且软件项目的可靠性也大大加强。 6.1.3 DCS的软件结构 6.2 几种典型的DCS简介（了解） 6.2.1 HoneyWell 公司的TDC-3000系统 6.2.2 Foxboro公司的I/A Series系统 6.2.3和利时公司的MACS系统 6.2.3和利时公司的MACS系统 和利时公司第四代DCS系统——MACS系统，结构如图所示。截止到2003年，该系统已经成功地应用于核电、火电、热电、石油化工、建材及冶金等2000多个现场。 6.3 现场总线技术 6.3.2 现场总线的发展趋势 6.3.3 现场总线的特点和优点 DCS的结构 FCS对DCS的变革 6.3.4 现场总线网络模型 6.4 几种典型的现场总线介绍 仪表化的控制界面：可定制为仪表风格的控制操作界面，符合运行人员的操作习惯。 根据国际电工委员会IEC1158定义（后改为IEC61158），现场总线是安装在生产过程区域的现场设备、仪表与控制室内的自动控制装置、系统之间的一种串行、数字式、多点通信的数据总线。或者说，现场总线是应用在生产现场、连接智能现场设备和自动化测量控制系统的数字式、双向传输、多分支结构的网络系统与控制系统，它以单个分散的、数字化、智能化的测量和控制设备作为网络节点，用总线相连接，实现相互交换信息，共同完成自动控制功能。因此，现场总线是面向工厂底层自动化及信息集成的数字化网络技术。 6.3.1 现场总线的产生和发展 现场总线是20世纪80年代中期在国际上发展起来的。要实现整个企业的信息集成和综合自动化，就必须设计出一种能在工业现场环境运行的、性能可靠的、造价低廉的通信系统，形成现场的底层网络，完成现场自动化设备之间的多点数字通信，实现底层设备之间以及生产现场与外界之间的信息交换。 （1）多种总线共存 （2）每种总线各有其应用领域 （3）每种总线各有其国际组织和大企业背景 （4）设备制造商要参加多个总线组织 （5）工业以太网引入工业领域 现场总线的发展现状： （1）全面数字化、网络化的控制系统 （2）网络结