現(xiàn)場總線技術(shù)在dcs中應(yīng)用

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1、.現(xiàn)場總線技術(shù)在DCS中的應(yīng)用一、DCS概述現(xiàn)代化工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，使工業(yè)生產(chǎn)過程的控制規(guī)模不斷擴(kuò)大，復(fù)雜程度不斷增加，因而對過程控制和生產(chǎn)管理系統(tǒng)提出了越來越高的要求。信息技術(shù)的發(fā)展也導(dǎo)致了自動化領(lǐng)域的深刻變革，并逐漸形成了，自動化領(lǐng)域的開放系統(tǒng)互聯(lián)通信網(wǎng)絡(luò)，形成了全分布式網(wǎng)絡(luò)集成化自控系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)作為一種多機(jī)系統(tǒng)，即多臺計算機(jī)分別控制不同的對象或設(shè)備，各自構(gòu)成子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)間有通信或網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)關(guān)系，從整體系統(tǒng)上說，在功能上、邏輯上、物理上以及地理位置上都是分散的?？傊?，以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為核心組成的控制系統(tǒng)都是集散控制系統(tǒng)，它是控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和CRT顯示技術(shù)的結(jié)晶，并且已

2、經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為過程工業(yè)自動控制的主流之一。隨著計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展。開放性系統(tǒng)不僅使不同生產(chǎn)廠商的集散控制系統(tǒng)產(chǎn)品互聯(lián)，而且使得它們可以方便地進(jìn)行數(shù)據(jù)交換以及第三方軟件的應(yīng)用。引進(jìn)的集散控制系統(tǒng)以及自主開發(fā)的集散控制系統(tǒng)，應(yīng)用的工業(yè)控制領(lǐng)域已遍及了石油化工、冶金、煉油、建材、紡織、制藥以及電力系統(tǒng)等各行各業(yè)。通過對集散控制系統(tǒng)的學(xué)習(xí)、分析和研究，更好地掌握集散控制系統(tǒng)的組成選擇。集散控制系統(tǒng)（DCS），又稱分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)，是以微處理器為基礎(chǔ)的集中分散型控制系統(tǒng)，以滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和日益復(fù)雜的控制對象的要求為前提，應(yīng)用于生產(chǎn)過程監(jiān)視、控制技術(shù)發(fā)展和計算機(jī)與網(wǎng)

3、絡(luò)技術(shù)的一種新型過程控制系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)的“集”含義是集中管理，“散”含義是分散控制，它們是集散控制系統(tǒng)的主要特征。DCS具有以下特點：(1)高可靠性由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計算機(jī)上實現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用容錯設(shè)計，因此某一臺計算機(jī)出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對需要實現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺計算機(jī)的可靠性也得到提高。(2)開放性...DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計，系統(tǒng)中各臺計算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實現(xiàn)信息傳輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時，可將新增計算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)

4、絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計算機(jī)的工作。(3)靈活性通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。(4)易于維護(hù)功能單一的小型或微型專用計算機(jī)，具有維護(hù)簡單、方便的特點，當(dāng)某一局部或某個計算機(jī)出現(xiàn)故障時，可以在不影響整個系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。(5)協(xié)調(diào)性各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。(6)控制功能齊全控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理

5、控制于一體，可實現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理，如各種優(yōu)化計算、統(tǒng)計報表、故障診斷、顯示報警等。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，DCS可以按照需要與更高性能的計算機(jī)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實現(xiàn)更高級的集中管理功能，如計劃調(diào)度、倉儲管

6、理、能源管理等。新型DCS分層體系結(jié)構(gòu)自上而下分別是：現(xiàn)場控制級、過程控制級、過程操作管理級、全廠優(yōu)化和經(jīng)營管理級。對影這四層結(jié)構(gòu)，分別由四層計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，即現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和管理網(wǎng)絡(luò)，把相應(yīng)的設(shè)備連接在一起。在現(xiàn)場控制級中，典型的現(xiàn)場設(shè)備是各類傳感器、變送器和執(zhí)行器。它們將生產(chǎn)過程中的各種無力能量轉(zhuǎn)換為電信號或者符合現(xiàn)場總線協(xié)議的數(shù)字信號。...按照傳統(tǒng)觀點，現(xiàn)場控制級不屬于集散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系范疇，但隨著現(xiàn)場總線技術(shù)的飛速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)延伸到現(xiàn)場，微處理機(jī)已經(jīng)引入到現(xiàn)場變送器、傳感器和執(zhí)行器，形成數(shù)字智能現(xiàn)場裝置，現(xiàn)場信息已經(jīng)成為整個系統(tǒng)信息中不可缺少的一部分。新型集散控制

7、系統(tǒng)的現(xiàn)場控制級通過現(xiàn)場總線實現(xiàn)對智能現(xiàn)場裝置與控制紫銅的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信，達(dá)到真正的分散控制系統(tǒng)。現(xiàn)場控制級的功能主要表現(xiàn)如下：1、采集現(xiàn)場過程數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、控制和處理。2、直接通過智能現(xiàn)場裝置輸出過程操作命令。3、實現(xiàn)真正的分散控制，形成數(shù)字化控制系統(tǒng)。4、開放式互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，完成與控制級及過程操作管理級的數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享，以及對智能現(xiàn)場裝置的組態(tài)。二、現(xiàn)場總