現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)

第一章

趙利強(qiáng)(博士)

辦公室：科技大廈610室自我介紹

二、?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用?〔第1版〕陽憲惠主編，徐用懋魏慶福審清華大學(xué)出版社，1999年參考教材一、?現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及其應(yīng)用?〔第2版〕陽憲惠主編，徐用懋審清華大學(xué)出版社，2021年三、?工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)?王平等編著科學(xué)出版社，2007年?現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)?講義

一、課程學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)，其中實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)〔2學(xué)分〕二、主要內(nèi)容：現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(4學(xué)時(shí))數(shù)據(jù)通信根底(5學(xué)時(shí))控制網(wǎng)絡(luò)根底(4學(xué)時(shí))HART通信協(xié)議(3學(xué)時(shí))工業(yè)以太網(wǎng)(3學(xué)時(shí))EPA工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議(3學(xué)時(shí))現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)驗(yàn)(8學(xué)時(shí))考試(占用2學(xué)時(shí))

課程內(nèi)容安排

一、課程性質(zhì)：專業(yè)選修課(EEE35203E)〔測(cè)控、自動(dòng)化專業(yè)〕二、考核性質(zhì)：考查課三、成績(jī)?cè)u(píng)定方式：平時(shí)20%(作業(yè)、考勤、實(shí)驗(yàn))+考試80%

課程要求及考核方式

一、專業(yè)方向選修課，掌握典型現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的原理、標(biāo)準(zhǔn)；二、了解專業(yè)開展最新技術(shù)，對(duì)工業(yè)過程控制發(fā)展現(xiàn)狀有所了解，熟悉工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)。三、深化專業(yè)背景知識(shí)，提高專業(yè)技能，為今后從事相關(guān)專業(yè)工作打下一定根底；四、強(qiáng)化有關(guān)過程自動(dòng)化專業(yè)概念，進(jìn)一步深入理解專業(yè)知識(shí)，為今后從事相關(guān)領(lǐng)域研究工作做一定程度的知識(shí)鋪墊。

學(xué)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)總線的目的本章思考題現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述一、傳統(tǒng)DCS與FCS在現(xiàn)場(chǎng)布線方面有什么區(qū)別？二、什么是完整的現(xiàn)場(chǎng)總線定義？三、現(xiàn)場(chǎng)總線有哪些特點(diǎn)？四、現(xiàn)場(chǎng)總線有哪些優(yōu)點(diǎn)？五、IEC制定的國際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)主要包括哪些現(xiàn)場(chǎng)總線？一、現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介二、現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)三、以現(xiàn)場(chǎng)總線為根底的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)四、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生背景一、傳統(tǒng)的DCS結(jié)構(gòu)缺欠，需要一種新型系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)；二、智能變送器等智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備開展的必然結(jié)果；三、CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)綜合自動(dòng)化開展的迫切需要。1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)來源

DCS系統(tǒng)技術(shù)智能化儀表設(shè)備技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述測(cè)控系統(tǒng)開展歷程一、基地式氣動(dòng)儀表〔生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)〕二、氣動(dòng)、電動(dòng)系列的單元組合式儀表〔集中控制室〕三、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)危險(xiǎn)集中，可靠性差四、DCS(DistributedControlSystem，集散控制系統(tǒng))顯示、操作、管理集中；控制、負(fù)載、危險(xiǎn)分散；自封閉，“信息孤島〞五、FCS(FieldbusControlSystem，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng))開放，全分布式的控制系統(tǒng)六、工業(yè)以太網(wǎng)控制系統(tǒng)(第六代控制系統(tǒng)，正在開展中)(1).基地式氣動(dòng)儀表氣動(dòng)基地式可調(diào)壓力調(diào)節(jié)儀氣動(dòng)基地式液位調(diào)節(jié)儀現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(2).單元組合式儀表YS170調(diào)節(jié)器控制室現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(2).單元組合式儀表現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(3).集中式數(shù)字控制系統(tǒng)基于工控機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(3).集中式數(shù)字控制系統(tǒng)以微處理器為核心的檢測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(4).集散控制系統(tǒng)PLC可編程邏輯控制器現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(4).集散控制系統(tǒng)基于PLC的過程控制現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述基于DCS的自動(dòng)控制系統(tǒng)(4).集散控制系統(tǒng)(4).集散控制系統(tǒng)HONEYWELLTPS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(4).集散控制系統(tǒng)測(cè)控系統(tǒng)概述FOXBOROI/A系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(4).集散控制系統(tǒng)日本橫河CS3000系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(4).集散控制系統(tǒng)和利時(shí)HOLLiASMACS系列現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述(4).集散控制系統(tǒng)浙大中控JX-300X現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述基于調(diào)節(jié)器的單回路自動(dòng)控制1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述變送器DCS調(diào)節(jié)閥DCS傳統(tǒng)控制方式1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述Upto1900Metersinlength現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式現(xiàn)場(chǎng)智能儀表現(xiàn)場(chǎng)智能控制設(shè)備1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)布線方式1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述混合控制模式〔DCS+FCS〕1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

FCS與DCSFCSDCSI/OCPU...FCS取消了控制站DCS控制依賴控制站1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

FCS與DCS本安情況下：現(xiàn)場(chǎng)總線多塊儀表共用一塊平安柵本安情況下：DCS每塊儀表均配一塊平安柵FCSDCSI/OI.SI.SI.SI.SI.S1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

FCS與DCSFCSDCSI/OCPU...FCS控制在現(xiàn)場(chǎng)中完成DCS控制在控制站中完成FCSDCSAIAOPIDAIAIAOPIDPID1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述FCS與DCSFCSDCSI/OCPU...FCSDCSFCSDCSFCS信息是雙向的DCS信息是單向的1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備1.現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在不同程度上都具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力。這一方面提高了信號(hào)的測(cè)量、控制和傳輸精度，同時(shí)為豐富控制信息的內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程傳送創(chuàng)造了條件。2.借助現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的計(jì)算、通信能力，在現(xiàn)場(chǎng)就可以進(jìn)行多種復(fù)雜的控制計(jì)算，形成真正分散在現(xiàn)場(chǎng)的完整的控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。3.還可借助現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)以及與之有通信連接的其他網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。4.還可提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的如設(shè)備資源、閥門開關(guān)動(dòng)作次數(shù)、故障診斷等信息，便于操作管理人員更好、更深入地了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和自控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)智能總線壓力變送器LD302〔FF協(xié)議〕.電容式壓力傳感器.40:1量程比.0.075%精度

.全系列.0-125Pa到0-40MPa可選-遠(yuǎn)傳法蘭

.主站功能.功能塊:AI,PID,ISS〔輸入選擇模塊〕,INTG〔積分器〕,ARTH〔運(yùn)算模塊〕,CHAR〔信號(hào)特征描繪模塊〕.自診斷功能.全面認(rèn)證:FM認(rèn)證，CE認(rèn)證1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線到氣信號(hào)轉(zhuǎn)換器FP302〔FF協(xié)議〕.輸出氣信號(hào).0.4%精度

.

低氣源消耗.主站功能.功能塊:AO,PID,ISS,ARTH,CHAR

.自診斷功能

.本地?cái)?shù)字顯示.全面平安認(rèn)證:FM，CE1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述CIMS的概念CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem) 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 企業(yè)資源〔人、財(cái)、物、技術(shù)、經(jīng)營管理〕 計(jì)算機(jī)技術(shù)集成 資源優(yōu)化，產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)、低耗、上市快，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述從整個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分析從整體把握復(fù)雜工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)，根據(jù)工廠管理、生產(chǎn)過程控制及功能需求等分層設(shè)計(jì)。按照標(biāo)準(zhǔn)CIMS體系結(jié)構(gòu)可分為5層，即工廠級(jí)、車間級(jí)、單元級(jí)、工作站級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。簡(jiǎn)化的CIMS那么分為3層，即工廠級(jí)、車間級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。在一個(gè)現(xiàn)代化、大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)過程控制中，工業(yè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)同樣分為這三個(gè)層次，與簡(jiǎn)化的網(wǎng)絡(luò)層次相對(duì)應(yīng)。1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述FCSDCSI/OCPU...FCSDCSFCSDCS簡(jiǎn)化的CIMS層次結(jié)構(gòu)1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述CIMS三個(gè)層次之間的相互關(guān)系現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間級(jí)自動(dòng)化信息監(jiān)控及信息集成是實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化管理及CIMS的重要根底。現(xiàn)場(chǎng)級(jí)與車間級(jí)自動(dòng)化監(jiān)控及信息集成主要完成底層設(shè)備單機(jī)控制、連機(jī)控制、通信連網(wǎng)、在線設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)等功能。保證現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備高質(zhì)量完成生產(chǎn)任務(wù)，并將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生及運(yùn)行數(shù)據(jù)信息傳送到工廠管理層，向工廠級(jí)MIS系統(tǒng)〔ManagementInformationSystem，管理信息系統(tǒng)〕數(shù)據(jù)庫提供數(shù)據(jù)。2.同時(shí)接收和執(zhí)行工廠管理層下達(dá)的生產(chǎn)管理及調(diào)度命令。1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備級(jí)、車間級(jí)監(jiān)控和管理信息集成FCSDCSI/OCPU...FCSDCSFCSDCS1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述傳統(tǒng)控制系統(tǒng)主要缺點(diǎn)一、信息集成能力不強(qiáng)二、系統(tǒng)不開放、可集成性差、專業(yè)性不強(qiáng)三、可靠性不易保證四、可維護(hù)性不高1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述由于處于生產(chǎn)過程底層的測(cè)控自動(dòng)化系統(tǒng)采用一對(duì)一連線，用電壓和電流的模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量控制，或采用自封閉式的集散系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間以及系統(tǒng)與外界之間的信息交換，使自動(dòng)化系統(tǒng)成為“信息孤島〞。為解決上述問題，那么需要自動(dòng)控制信息集成，必須設(shè)計(jì)一種能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境運(yùn)行的、性能可靠的、造價(jià)低廉的工廠底層網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備之間的多點(diǎn)數(shù)字通信，實(shí)現(xiàn)底層設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)之間以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與外界的信息交換?，F(xiàn)場(chǎng)總線就是在實(shí)際需求下應(yīng)運(yùn)而生。1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線的定義現(xiàn)場(chǎng)總線是以測(cè)量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以雙絞線等傳輸介質(zhì)作為紐帶，把位于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、具備了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力的測(cè)量控制設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按照公開、標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在多個(gè)測(cè)量控制設(shè)備之間、以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成適應(yīng)各種應(yīng)用需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)。1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

基于現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)基于現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)例如基于現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)的發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、作為傳輸介質(zhì)的現(xiàn)場(chǎng)總線、傳輸報(bào)文、通信協(xié)議等部份組成。這里的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)以總線為連接紐帶的硬軟件結(jié)合體。1.1現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述基于現(xiàn)場(chǎng)總線的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)傳感器級(jí)總線：位級(jí)的數(shù)據(jù)總線ASI(ActuatorSensorInterface)總線設(shè)備級(jí)總線：字節(jié)級(jí)總線用于處理傳感器、行程開關(guān)、繼電器、接觸器和閥門定位器這類工業(yè)設(shè)備;CAN(ControlAreaNetwork)總線現(xiàn)場(chǎng)總線：數(shù)據(jù)塊級(jí)總線用于完成一些過程控制器或現(xiàn)場(chǎng)儀表之間的通信。FF〔FoundationFieldbus)總線1.2現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)式連接是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上最顯著的特征之一。

現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，由于設(shè)備增強(qiáng)了數(shù)字計(jì)算能力，有條件將各種控制計(jì)算功能模塊、輸入輸出功能模塊置入到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之中。借助現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所具備通信能力，直接在現(xiàn)場(chǎng)完成測(cè)量變送儀表與閥門等執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的信息傳送，實(shí)現(xiàn)了徹底分散在現(xiàn)場(chǎng)的全分布式控制。

FCSDCS系統(tǒng)完全分散與半分散的DCS不同，F(xiàn)CS無論是結(jié)構(gòu)上還是控制上均做到了全分散。AIAIAOPIDPIDFCS控制完全分布在現(xiàn)場(chǎng)AIPIDAODCS控制依靠控制站為半分布現(xiàn)場(chǎng)控制室1.2現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)一、系統(tǒng)的開放性二、互可操作性與互用性三、通信的實(shí)時(shí)性與確定性四、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能與功能自治性五、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性1.2現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)一、節(jié)省硬件數(shù)量與投資二、節(jié)省安裝費(fèi)用三、節(jié)省維護(hù)開銷四、用戶具有系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)五、提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性DCSI/OCPU...DCSDCS更少的設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了圖紙由于FCS結(jié)構(gòu)減化，接線簡(jiǎn)單，使圖紙減少簡(jiǎn)化。FCSDCSI/OCPU...FCSDCS簡(jiǎn)化了控制系統(tǒng)的工程實(shí)施由于FCS采取并接方式，使鋪線，接線，對(duì)線，以及安裝橋架，分線盒等工作量得到大量減少，F(xiàn)CS支持遠(yuǎn)程調(diào)校，使安裝更加快捷。可遠(yuǎn)程調(diào)校無法遠(yuǎn)程調(diào)校I/OCPU...FCS減少了導(dǎo)線，端子排，機(jī)柜，分線盒，橋架由于FCS采取并接方式，簡(jiǎn)少了大量導(dǎo)線，短子排以及安裝橋架，分線盒,接線柜等。DCSFCSDCSFCSDCSFCSFCS下裝FCSDCSFCSDCSFCSDCSDCSClassicI/ODigitalBussesFoxboroFCSDCSFCSDCSFCS下裝DCSFCSDCSFCSDCSDCS現(xiàn)場(chǎng)控制機(jī)柜FoxboroFCSDCSFCSDCSFCS下裝DCSFCSDCSFCSDCS256I/OFoxboro〔福克斯波羅〕控制機(jī)柜接線端子FCSDCSFCSDCSFCS下裝FCSDCSFCSDCSFCSDCSDCS256I/OAFTERBEFORE256I/O簡(jiǎn)化了接線FCSDCSFCSDCSFCS下裝DCSFCSDCSFCSDCSDCS系統(tǒng)儀表接線FCSDCSFCSDCSFCS下裝DCSFCSDCSFCSDCS256I/O256I/OBeforeCourtesy:CargillCorporationFCSDCSFCSDCSFCS下裝DCSFCSDCSFCSDCSAfterCourtesy:CargillCorporationI/OCPU...組態(tài)簡(jiǎn)單FCS采用功能塊組態(tài)方式，迅速快捷。AIAOPIDAIAOPIDFCSDCSI/OCPU...FCSDCS可查看的信息大大增加由于FCS是純數(shù)字系統(tǒng),所能觀察到的有用信息相對(duì)于DCS大量增加。PV,SP,量程,變送器特性所受壓力,儀表健康狀況就地顯示…...只有PVI/OCPU...完善的診斷信息FCS不僅能觀察到簡(jiǎn)單的變量值,而且可觀察到大量狀態(tài),這就為準(zhǔn)確判斷故障提供了方便。FCSDCSPV（good&normal,OUTofService,Badinitialization,

sensoralarm……)多達(dá)數(shù)十種只有PVI/OCPU...FCSDCS可在線校驗(yàn)，量程調(diào)整，調(diào)零FCS可以在線對(duì)儀表進(jìn)行校驗(yàn)，量程修改，儀表調(diào)零等工作而不必將表拆下。DCS在校驗(yàn)時(shí)必須將表拆下FCS在校驗(yàn)時(shí)無須將表拆下儀表校驗(yàn)儀表校驗(yàn)I/OCPU...DCS減少了停機(jī)時(shí)間，降低費(fèi)用由于FCS所具備的上述特點(diǎn)，減少了系統(tǒng)由于儀表問題造成的無方案性停車。在線診斷連續(xù)運(yùn)行拆下FCSI/OCPU...系統(tǒng)具有開放性FCS所具備的開放性，不僅可充分利用來源豐富的硬軟件資源，而且使整個(gè)系統(tǒng)的本錢大大降低?；赑C標(biāo)準(zhǔn)的硬件專用硬件基于微軟平臺(tái)的軟件專用軟件FCSDCS1.2現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的劣勢(shì)在現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡(luò)成為各組成部件之間的信息傳遞通過，網(wǎng)絡(luò)成為控制系統(tǒng)不可缺少的組成局部之一。網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲、通信系統(tǒng)的瞬時(shí)錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)包喪失，發(fā)送與到達(dá)次序的不一致等，都會(huì)破壞傳統(tǒng)控制系統(tǒng)原本具有確實(shí)定性，使得控制系統(tǒng)的分析和綜合變得更復(fù)雜，使控制系統(tǒng)的性能受到負(fù)面影響。如何使控制網(wǎng)絡(luò)滿足控制系統(tǒng)對(duì)通信實(shí)時(shí)性、確定性的要求，是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)該關(guān)注的重要問題。1.3以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

典型的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)1.3以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述1.3以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線是自控領(lǐng)域的局域網(wǎng)開放的、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的企業(yè)底層網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)集成式測(cè)量控制系統(tǒng)；總線是構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)的紐帶，網(wǎng)絡(luò)所傳輸?shù)氖菧y(cè)量控制信息。特點(diǎn)：適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境；要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性高，平安性好；多為短幀傳送；通信的傳輸速率相對(duì)較低。1.3以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述1.企業(yè)管理層企業(yè)資源規(guī)劃層ERP(EnterpriseResourcePlanning)2.過程監(jiān)控層制造執(zhí)行層MES(ManufacturingExecutionSystem)3.現(xiàn)場(chǎng)控制層FCS(FieldControlSystem)1.3以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述位于生產(chǎn)控制和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)底層的低帶寬網(wǎng)絡(luò)。可與局域網(wǎng)、Internet、Intranet相連，構(gòu)成開放的網(wǎng)絡(luò)。1.3以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述目前，控制網(wǎng)絡(luò)與上層網(wǎng)絡(luò)的連接方式一般有以下三種：一、采用專用網(wǎng)關(guān)完成不同通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，把控制網(wǎng)段或DCS連接到以太網(wǎng)。現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)段與信息網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)連接1.3以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述二、將現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)卡和以太網(wǎng)卡都置入工業(yè)PC。三、將WEB效勞器直接置入PLC或現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備內(nèi)，借助WEB效勞器或和通用瀏覽工具，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的動(dòng)態(tài)交互。采用PCI卡連接控制網(wǎng)段與上層網(wǎng)絡(luò)1.4現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)始發(fā)于二十世紀(jì)八十年代，但該項(xiàng)技術(shù)的熾熱開展是近年出現(xiàn)的。早期的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與PLC同時(shí)出現(xiàn)的、Culter-Hammer推出的DirectrolGeneralElectric的GeniusI/OPhoenix的Interbus-STURCK的Sensoplex丹麥ProcessData公司83年推出的P-Net德國Siemens公司84年推出的Profibus(ProcessFieldbus的簡(jiǎn)稱)法國Alstom公司87年推出的FIP(FactoryInstrumentationProtocol)等都屬于早期推出且至今仍有較大影響的總線技術(shù)。1.4現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述

歐洲、北美、亞洲的許多國家都投入巨額資金與人力進(jìn)行研究開發(fā)；已經(jīng)形成了各式各樣的企業(yè)、國家、地區(qū)、及國際現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，已出現(xiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線一百多種，其中宣稱為開放型總線的就有40多種。1.4現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線組織現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)〔FieldbusFoundation〕LonMark協(xié)會(huì)Profibus協(xié)會(huì)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)會(huì)IEA〔IndustrialEthernetAssociation〕，工業(yè)自動(dòng)化開放網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟IAONA〔IndustrialAutomationOpenNetworkAlliance〕SocietyofAutomotiveEngineers〔SAE〕制定現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織IEC－國際電工委員會(huì)ISO－國際標(biāo)準(zhǔn)化組織1.4現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述國際電工委員會(huì)IEC極為重視現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)的制定，早于1984年就籌備成立了IEC/TC65/SC65C/WG6工作組，開始起草現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過十五年的努力和曲折斗爭(zhēng),2000年1月4日，IEC終于推出了以下現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn):Type1：IEC61158技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Type2：ControlNet現(xiàn)場(chǎng)總線Type3：Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線Type4：P-Net現(xiàn)場(chǎng)總線Type5：FFHSE〔HighSpeedEthernet〕Type6:SwiftNet現(xiàn)場(chǎng)總線Type7：WorldFIP現(xiàn)場(chǎng)總線Type8：Interbus現(xiàn)場(chǎng)總線1.4現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)概述現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的開展趨勢(shì)一、標(biāo)準(zhǔn)之爭(zhēng)暫告結(jié)束