【正文】 ？ ?二線制傳輸方式中，供電電源、負載電阻、變送器是串聯(lián)的，即二根導線同時傳送變送器所需的電源和輸出電流信號；三線制方式中，電源正端和信號輸出的正端，它們共用一個地線，其電流信號是從 I+和 V兩端之間得到的。這里的開放是指對相關標準的一致、公開性，強調對標準的共識與遵從。從根本上改變了現(xiàn)有 DCS集中與分散相結合的集散控制系統(tǒng)體系，簡化了系統(tǒng)結構，提高了可靠性。 2021年 6月 16日 53 ?節(jié)省維護開銷：由于現(xiàn)場控制設備具有自診斷與簡單故障處理的能力，并通過數(shù)字通訊將相關的診斷維護信息送往控制室，用戶可以查詢所有設備的運行，診斷維護信息，以便早期分析故障原因并快速排除。其前身是以美國 FisherRousemount公司為首，聯(lián)合 Foxboro、橫河、 ABB、西門子等 80家公司制訂的 ISP協(xié)議和以 Honeywell公司為首，聯(lián)合歐洲等地的 150家公司制訂的WordFIP協(xié)議。 2021年 6月 16日 58 LonWorks ? LonWorks是又一具有強勁實力的現(xiàn)場總線技術，它是由美國 Ecelon公司推出并由它們與摩托羅拉、東芝公司共同倡導，于 1990年正式公布而形成的。它采用了 OSI模型的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層，由這兩部分形成了其標準第一部分的子集， DP型隱去了 3～ 7層，而增加了直接數(shù)據(jù)連接擬合作為用戶接口， FMS型只隱去第3～ 6層，采用了應用層，作為標準的第二部分。 ? Profibus的傳輸速率為 96～ 12kbps最大傳輸距離在12kbps時為 1000m， 15Mbps時為 400m，可用中繼器延長至 10km。 2021年 6月 16日 62 ( 1 ) 如 何 確 保 通 信 的 實 時 性 與 確 定 性 網(wǎng)絡化的監(jiān)督與控制系統(tǒng)應能及時地 ， 在規(guī)定的時間內傳輸現(xiàn)場過程信息和操作管理信息 。 ? 遞階控制是將整個系統(tǒng)分解為若干個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)由其直接控制器進行控制，整個系統(tǒng)再由協(xié)調器進行總體協(xié)調管理。 2021年 6月 16日 69 軟件設計 ? 網(wǎng)絡軟件的設計與開發(fā)，主要是網(wǎng)絡化操作系統(tǒng)與網(wǎng)絡化文件管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡化數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡化語言等。目前比較成熟的優(yōu)化方法是靜態(tài)優(yōu)化技術，也就是分解與協(xié)調的優(yōu)化方法。 2021年 6月 16日 67 網(wǎng)絡化計算機監(jiān)督與控制系統(tǒng)設計步驟 開始 系統(tǒng)分析與建模 各子系統(tǒng)設計 通信系統(tǒng)設計 總體結構設計 模型簡化分解評價 總體分析評價與協(xié)調 符合要求？ 完成設計轉調 試運行修改 2021年 6月 16日 68 硬件設計含兩個層次 ? 其一是部件設計，部件設計與單計算機應用系統(tǒng)類似，不同點是，在網(wǎng)絡化計算機監(jiān)督與控制系統(tǒng)中各部件必須協(xié)調工作，因此必需有通信功能和可編程功能。 ? 復雜大系統(tǒng)其特點是參數(shù)多、維數(shù)高、多目標、分散性與關聯(lián)性。 ? CAN的信號傳輸采用短幀結構，每一幀的有效字節(jié)數(shù)為 8個，因而傳輸時間短，受干擾的概率低。主站在得到控制權時，可以按主 — 從方式，向從站發(fā)送或索取信息，實現(xiàn)點對點通信。 FMS意為現(xiàn)場信息規(guī)范，適用于紡織、樓宇自動化、可編程控制器、低壓開關等一般自動化，而 PA型則是用于過程自動化的總線類型，它遵從 IEC11582標準。物理傳輸介質可支持雙絞線、光纜和無線發(fā)射，協(xié)議符合 IEC11582標準。 ?此外，由于它的設備標準化和功能模塊化，因而還具有設計簡單，易于重構等優(yōu)點。當需要增加現(xiàn)場控制設備時，無需增設新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，既節(jié)省了投資，也減少了設計、安裝的工作量。 2021年 6月 16日 48 ?現(xiàn)場設備的智能化與功能自治性 ?它將傳感測量、補償計算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設備中完成，僅靠現(xiàn)場設備即可完成自動控制的基本功能，并可隨時診斷設備的運行狀態(tài)。 2021年 6月 16日 45 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的類型 ?我國應用比較廣的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)有： ?以 ProfiBus總線技術和 ASi執(zhí)行器傳感器接口產(chǎn)品組成的控制系統(tǒng)； ?以 ControlNet與 DeviceNet產(chǎn)品組成的控制系統(tǒng)。 雙絞線特性阻抗是 50歐姆左右，相隔 1CM寬的 300歐姆左右，所以負載電阻選擇 50300歐姆比較理想，為了 AD轉換方便，負載電阻上的信號最大量程值一般 510V比較合適，那么權衡所有，負載電阻 250歐姆，電流 20mA，負載壓降 5V比較滿意。 2021年 6月 16日 38 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)－定義 ?現(xiàn)場總線是指安裝在制造或過程區(qū)域的 現(xiàn)場裝置 與控制室內的 自動控制裝置 之間 數(shù)字式、串行、多點通信 的數(shù)據(jù)總線。 工業(yè)電源 為 AT開關電源，平均無故障運行時間達到 250， 000小時。 可視需要選配 I/O模板。目前， IPC已被廣泛應用于通訊、工業(yè)控制現(xiàn)場、路橋收費、醫(yī)療、環(huán)保及人們生活的方方面面。 ?設計思想仍然采用先進的硬件積木化，軟件模塊化的思想 ；不同之處是硬件可以選用不同廠家的產(chǎn)品，軟件中集成了對各廠家生產(chǎn)的硬件模塊的驅動程序，用戶可用硬件組態(tài)的方法選用不同的設備。 2021年 6月 16日 29 （ 3）工程設計及文件設計 （ 2）方案設計 根據(jù)廠方提供的技術資料，結合生產(chǎn)工藝過程實際，確定系統(tǒng)的硬件配置，列出詳細的訂貨清單。 2021年 6月 16日 26 操作站的基本功能 操作站的 基本功能 顯示 報警 系統(tǒng)維護 報告生成 操作 系統(tǒng)組態(tài) 2021年 6月 16日 27 數(shù)據(jù)通信及網(wǎng)絡 ? 在 DCS系統(tǒng)誕生時，主要解決一個生產(chǎn)裝置中幾個控制站和一個或幾個操作站之間的數(shù)據(jù)通信問題；第二代 DCS則解決多個裝置的 DCS互聯(lián)問題；第三代 DCS則解決一個工廠的多個車間互聯(lián)及與全廠計算機管理網(wǎng)絡互聯(lián)的問題，這是總的設計思想。 70年代中期， CRT顯示器技術已成熟，以外部存儲器為特征，第二代DCS操作站還具有如下特點：操作站和工程師站（或稱工作站）分開，也有公司將操作站的歷史數(shù)據(jù)存儲用硬盤（歷史模件）和高級語言應用站（應用模件）分別獨立掛在通信網(wǎng)絡上；操作系統(tǒng)除采用 DOS系統(tǒng)以外，有的產(chǎn)品采用 Unix等操作系統(tǒng)；實時數(shù)據(jù)庫儲存性能逐漸完善；在人機界面方面，逐漸過渡為以 GUI圖形用戶界面為平臺并采用鼠標、組態(tài)時制作流程圖和控制回路圖等方法，采用菜單、窗口、CAD等技術，使人機界面友好