过程控制工程第2版教学课件作者邵裕森过程控制第5章节课件幻灯片.ppt

5 四、典型系统的通信网络 1、TDC3000系统 TDC3000系统有三种通信网络，局部控制网络、万能控制网络和数据告诉通道 局部控制网络、万能控制网络都是局域网，通信特性相同；数据告诉通道用来支持设备间点对点的通信及资源共享。 5 2、CENTUM系统 CENTUM系统有两种通信网络：用于控制级通信的HF总线和用于管理级通信的SV-NET 系统的两个总线可以直接构成两级计算机控制和管理系统，并可通过网桥与其他型号的计算机网络相连。 5 3、现场总线（Fieldbus） 现场总线：集散系统中各个控制器、变送器可以通过公用的传输介质互相传送数据和信息，也可与操作员站的上位计算机交换信息，从而构成了一个通信网络，这个网络设在现场，通常有总线拓扑结构，称为现场总线。 现场总线标准： 5 1、常用的现场总线标准之一是现场总线基金会的FF总线（两个标准：低速通信的H1标准和告诉通信的H2标准） 2、PROFIBUS是德国也是欧洲现场总线标准之一，它分三个部分：现场总线报文规范（FMS ）、分散型外围设备（DP）、过程自动化（PA ） 现场总线FF的通信协议采用四层结构：物理层、数据链锯层、应用层、用户层。 5 第五节 集散系统的工程化设计 1、方案论证 设计的第一步，首先要确定采用集散系统的必要性和可能性，规范系统功能，为选择系统做好准备 2、系统评估与选用 在已知系统功能的基础上，对几家工厂的集散系统的性能作评估，并根据评估结果做出选择 3、工程设计 确定集散系统的选型后，就可以进行具体项目的设计，包括硬件配置、软件设计等，以便进入实施阶段 一、工程化设计的特点 工程化设计的内容和步骤包括 5 1、系统功能 它规定系统要完成什么，它又可以分成 二、集散系统的方案论证 系统的功能规范包含下列内容： 1）信号处理 要列出系统有哪些与现场相连的物理量输入与输出，给出这些信号的名称、类型、数量、 2）显示要求 包括显示器类型、大小、分辨率、色彩种类以及图形画面种类，是否需要灯管及声指标等 3）操作要求 用通用键盘还是专用键盘、键的功能设置等 4）报警要求 明确对越限信号的处理方式，报警优先级的分配以及报警的处理方式 5）回路控制要求 列出需要看那个值的回路及参数指标等 6）打印要求 指需要打印的报表种类、数量、格式和打印方式等 7）通信要求 网内通信容量、速度、接口及网络管理方式等 5 2、可靠性 要确定何处需要亢余配置及具体的配置要求，要求的可 靠性指标 3、可扩充性 要预估系统的发展，给系统留有合适扩充余地 4、环境要求 工业现场的条件如温度--湿度、电源供给、防雷等方 面对系统的限制 三、集散系统评估 系统评估工作人员的组成： 1、实际操作人员 2、生产工艺人员 3、计算机人员 3、仪表人员 4、过程控制人员 6、管理人员 5 系统评估考察内容：技术性能、使用性、可靠性、经济性 1、技术性能评估：指集散系统的功能和技术指标 1）现场控制站的评估 首先考察现场控制站的机构分散性，即每个现场站能控制多少个回路；其次是现场适应性，即标准化程度的高低、配置灵活性的大小对环境条件的适应能力；第三要考察信号处理能力，包括处理精度、抗干扰性、有无隔离措施及输出信号的实时性。 2）操作员的评价 这部分要考察操作员站的自主性、硬配置和其他性能 3）通信系统评价 应包括网络成本、网络结构、网络控制方式、系统通信容量、通信速率及信号编码方式等 4）软件评价 涉及实时多任务操作系统的性能、组态软件的功能是否完备、软件使用是否方便、运行是否可靠等，组态包括参数控制回路的组态、逻辑控制组态、数据库组态和图形组态 5 5 2、使用性能评价：是指系统为用户提供的服务 1）技术成熟程度 注意将技术成熟与技术先进两方面结合起来 2）系统的柔性 指系统规模大小及其组成配置的灵活程度 3）制作厂家能力评价 产品的质量是与制造厂的能力有关 4）售后服务评价 系统投运之后，售后服务的好坏关系到使用寿命的长短 5）可维护性评价 指系统维护的难以程度，自诊断能力强弱，对维护人员提供的培训及需要什么专用设备等 5 3、可靠性评估 集散系统可靠性考察的内容 1）、平均无故障工作时间MTBF和平均修复时间MTTR，MTBF越大，MTTR越小，可靠性越高 2）、容错能力和亢余配置 即当系统局部出现故障时，系统维持正常或降级运行的能力，看重考察这种能力的安排是否满足生产过程的需要 3）、安全性 指系统操作权力的管理是否严格，有无越级操作，分级操作的实现是否方便 4、经济性评价 集散系统的经济性指标通常有两种：投资总金额和投资回收年限 4 5 5 工程设计：是系统设计的最后阶段，它将为系统实时提供完整的文件并以此作