現(xiàn)場總線與dcs系統(tǒng)

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1、題目：現(xiàn)場總線技術(shù)與DCS系統(tǒng)FieldbustechnologyandTotalDistributedControlSystem摘要：本文先從現(xiàn)場總線技術(shù)與DCS系統(tǒng)的概念入手，分析了現(xiàn)場總線技術(shù)和DCS系統(tǒng)的特點，再詳細(xì)研究了兩者的起源與發(fā)展，從中了解到了兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)兩者在將來的發(fā)展是一個統(tǒng)一的整體，DCS系統(tǒng)中必然用到現(xiàn)場總線技術(shù)，現(xiàn)場總線技術(shù)也將依附與DCS系統(tǒng)中。最后得出DCS系統(tǒng)向著現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)方向發(fā)展的結(jié)論。關(guān)鍵字：現(xiàn)場總線，集散控制系統(tǒng)，通信系統(tǒng)，發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Summary:Thisarticlestartwiththeco

2、nceptoffieldbustechnologyandTotalDistributedControlSystem,analysischaracteristicsofthem,andthen,furtherdetailedstudyoftheoriginanddevelopmentofbothofthem,learnedtheintrinsiclinkbetweenthetwosystem,andfindthatinthefuturedevelopment,theyareanoverall.DCSisboundtousefieldbustechnology,

3、andfieldbustechnologywillbealsoattachedwiththeDCS.FinallywecanhaveaconclusionthattheDCStowardthedirectionofthefieldbuscontrolsystem.Keyword:FieldbusControlSystem,TotalDistributedControlSystem,Communicationsystem,development,Networkstructure0引言工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)，并且它是在現(xiàn)代

4、化對工業(yè)生產(chǎn)的要求下提出與發(fā)展起來的。在20世紀(jì)60年代，模擬儀表被人們用微處理器和一些外圍電路構(gòu)成的數(shù)字儀表所取代，這種控制方式被稱為直接數(shù)字控制（DirectDigitalControl--DDC），提高了系統(tǒng)的控制精度和控制的靈活性。20世紀(jì)80年代中后期，控制回路進(jìn)一步增多，簡單的DDC系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足當(dāng)時的管理要求。于是，分層控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。之后由于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，同時生產(chǎn)過程和控制系統(tǒng)也進(jìn)一步復(fù)雜化，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)被應(yīng)用到了控制系統(tǒng)的前置機(jī)之間和上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸中。其中，前置機(jī)與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸更改為采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。同時，上位

5、機(jī)與普通站點，它們完成的邏輯功能不同。此外，上位機(jī)增加了網(wǎng)絡(luò)的配置功能。這樣的控制系統(tǒng)稱為集散控制系統(tǒng)，即DistributedControlSystem—DCS。20世紀(jì)80年代后期，人們對DCS進(jìn)行了改進(jìn)，在DCS的基礎(chǔ)上開始開發(fā)適用于工業(yè)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)結(jié)果，并且實現(xiàn)了傳感器、控制器層的通信，即為現(xiàn)場總線（Field-Bus）。隨著時間的推移，人們對工業(yè)控制系統(tǒng)的要求越來越高，使得國際上許多著名的自動化公司開發(fā)出更為復(fù)雜的多層結(jié)構(gòu)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。其中，工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是工業(yè)企業(yè)網(wǎng)的重要組成部分，也是工業(yè)企業(yè)網(wǎng)中不可或缺的一部分。1關(guān)于現(xiàn)場總線技術(shù)1.1

6、現(xiàn)場總線的概念根據(jù)國際電工委員會IEC61158標(biāo)準(zhǔn)的定義，現(xiàn)場總線是指應(yīng)用在制造過程區(qū)域現(xiàn)場裝置和控制室內(nèi)自動控制裝置之間的包括數(shù)字式、多點、串行通信的數(shù)據(jù)總線，即工業(yè)數(shù)據(jù)總線。是開放式、數(shù)字化、多點通信的底層通信網(wǎng)絡(luò)。以現(xiàn)場總線為技術(shù)核心的工業(yè)控制系統(tǒng)，稱為現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS（FieldbusControlSystem），它是自20世紀(jì)80年代末發(fā)展起來的新型網(wǎng)絡(luò)集成式全分布控制系統(tǒng)。其中，現(xiàn)場總線系統(tǒng)一般被稱為第五代控制系統(tǒng)。第一代控制系統(tǒng)為50年代前的氣動信號控制系統(tǒng)PCS，第二代為4~20mA等電動模擬信號控制系統(tǒng)，第三代為數(shù)字計算機(jī)集中式控制

7、系統(tǒng)，第四代為70年代中期以來的集散式分布控制系統(tǒng)DCS。1.2現(xiàn)場總線技術(shù)現(xiàn)場總線技術(shù)將專用的微處理器置入了傳統(tǒng)的測量控制儀表，使其各自都具有了多多少少的數(shù)字計算和數(shù)字通信能力，成為能獨立承擔(dān)某些控制、通信任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。它們通過普通雙絞線、光纖、同軸電纜等多種途徑進(jìn)行信息傳輸，這樣就能夠形成以多個測量控制儀表、計算機(jī)等作為節(jié)點連接成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)按照規(guī)范和公開的通信協(xié)議，在位于生產(chǎn)現(xiàn)場的多個微機(jī)化自控設(shè)備之間，以及現(xiàn)場儀表與用作管理、監(jiān)控的遠(yuǎn)程計算機(jī)之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息共享，進(jìn)一步構(gòu)成了各種適應(yīng)實際需要的自動控制系統(tǒng)。圖一.現(xiàn)場總線系統(tǒng)如圖一

8、所示，為一簡單的現(xiàn)場總線系統(tǒng)。1.1現(xiàn)場總線的分類典