工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-13 17:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 SE 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)（體系結(jié)構(gòu)） 鏈接設(shè)備：核心 網(wǎng)橋、網(wǎng)關(guān) 時間發(fā)布 鏈路調(diào)度器 100Mbps 主機系統(tǒng) 以太網(wǎng)交換機 高速以太網(wǎng) 組態(tài)、監(jiān)控 現(xiàn)場信息 控制信息 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) ? 變送器／傳感器（輸入設(shè)備） ； ? 執(zhí)行器（輸出設(shè)備） ； ? 控制器 ； ? 監(jiān)控／監(jiān)視計算機； ? 網(wǎng)橋／網(wǎng)關(guān) /中繼器 /集線器 /交換機/路由器（網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備）； ? 其他現(xiàn)場總線設(shè)備（ HMI）。 在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中 ， 總線設(shè)備主要分為 6類： 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點及優(yōu)點 ?現(xiàn)場總線是當今 3C技術(shù) ， 即通信 （ Communication） 、計算機 （ Computer） 、 控制 （ Control） 技術(shù)發(fā)展的結(jié)合點 。 ?現(xiàn)場總線是過程控制技術(shù) 、 自動化儀表技術(shù) 、 計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三大技術(shù)發(fā)展的交匯點 。 ?現(xiàn)場總線是信息技術(shù) 、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展在控制領(lǐng)域的體現(xiàn) 。 ?現(xiàn)場總線是信息技術(shù) 、 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)場的結(jié)果 。 現(xiàn)場總線在技術(shù)上的產(chǎn)生 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點及優(yōu)點 ?現(xiàn)場總線是自動化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點之一 ， 將對傳統(tǒng)的工業(yè)自動化帶來革命 ， 從而開創(chuàng)工業(yè)自動化的新紀元 。 ?現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)必將逐步取代傳統(tǒng)的獨立控制系統(tǒng) 、 集中采集控制系統(tǒng)和集散控制系統(tǒng) DCS（ Distributed Control System） ，成為本世紀自動控制系統(tǒng)的主流 。 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點 與 DCS等傳統(tǒng)的系統(tǒng)相比 ， 現(xiàn)場總線 （ 系統(tǒng) ）有以下特點： ?現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò) —— 特點 1 ?現(xiàn)場總線將 通信線 （ 總線電纜 ） 延伸 到 工業(yè)現(xiàn)場（ 制造或過程區(qū)域 ） ， 或總線電纜就是直接安裝在工業(yè)現(xiàn)場的； ?現(xiàn)場總線 完全適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境 ， 因為它就是為此而設(shè)計的 。 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點 ?數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò) —— 特點 2 ?現(xiàn)場底層 的變送器／傳感器 、 執(zhí)行器 、 控制器之間的信號傳輸均用 數(shù)字信號 ； ?中／上層 的控制器 、 監(jiān)控／監(jiān)視計算機等設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送均用 數(shù)字信號 ； ?各層 設(shè)備之間的信息交換均用 數(shù)字信號 。 傳統(tǒng)的 DCS的通信網(wǎng)絡(luò)介于操作站與控制站之間 ， 而 現(xiàn)場儀表與控制站中的輸入／輸出單元之間采用的是一對一的 模擬信號傳輸 。 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點 ?開放互連網(wǎng)絡(luò) —— 特點 3 ?現(xiàn)場總線標準 、 協(xié)議／規(guī)范是 公開 的 ， 所有制造商都必須遵守； ?現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)是 開放 的 ， 既可實現(xiàn)同層網(wǎng)絡(luò)互連 ， 也可實現(xiàn) 不同層網(wǎng)絡(luò)互連 ， 而不管其制造商是哪一家； ?用戶可 共享網(wǎng)絡(luò)資源 。 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點 ?現(xiàn)場設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò) —— 特點 4 ?用一根通信線直接互連 N個現(xiàn)場設(shè)備 ， 從而構(gòu)成了現(xiàn)場設(shè)備的互連網(wǎng)絡(luò) 。 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點 ?結(jié)構(gòu)與功能高度分散的系統(tǒng) —— 特點 5 ?現(xiàn)場總線的系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 具有 高度分散性 ； ?現(xiàn)場總線的系統(tǒng) 功能 實現(xiàn)了 高度分散 ， 現(xiàn)場設(shè)備由分散的功能模塊構(gòu)成 。 現(xiàn)場總線廢棄了 DCS的控制站及其輸入／輸出單元 ，從根本上改變了 DCS集中與分散相結(jié)合 的集散控制系統(tǒng)體系 ， 通過將控制功能高度分散到現(xiàn)場設(shè)備這一途徑 ， 實現(xiàn)了徹底分散控制 。 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點 ?互操作性與互換性網(wǎng)絡(luò) —— 特點 6 ?互操作性：不同廠商的現(xiàn)場設(shè)備可以 互連 ， 互相之間可以進行 信息交換 并可 統(tǒng)一組態(tài) ； ?互換性：不同廠商的性能類似的現(xiàn)場設(shè)備可以 互相替換 。 現(xiàn)場總線中現(xiàn)場設(shè)備所具有的互操作性與互換性是 DCS無法具備的 。 現(xiàn)場總線的優(yōu)點 現(xiàn)場總線所具有的 現(xiàn)場適應(yīng)性 、 數(shù)字化 、 開放性 、分散性 、 設(shè)備互聯(lián)性 、 互操作性與互換性 等特點決定和派生了其一系列優(yōu)點： ?導(dǎo)線和連接附件大量減少 —— 優(yōu)點 1 ?一根總線電纜直接互接 N臺現(xiàn)場設(shè)備 ， 電纜用量大大減少（ 原來 DCS的幾百根甚至幾千根信號與控制電纜減少到現(xiàn)場總線的一根總線電纜 ） ； ?端子 、 槽盒 、 橋架 、 配線板等 連接附件用量大大減少 。 現(xiàn)場總線的優(yōu)點 ?儀表和輸入／輸出轉(zhuǎn)換器 （ 卡件 ） 大量減少 —— 優(yōu)點 2 ?采用人機界面 、 本身具有顯示功能的現(xiàn)場設(shè)備或監(jiān)視計算機代替顯示儀表 ， 使 儀表的數(shù)量大大減少 ； ?輸入／輸出 轉(zhuǎn)換器 （ 卡件 ） 的數(shù)量大大減少 。 在 DCS中所用的 （ 4~20） mA線路只能獲得一個測量參數(shù) ， 且與控制站中的輸入／輸出單元一對一地直接相連 ， 因此輸入／輸出單元數(shù)量多 。 在現(xiàn)場總線系統(tǒng)中 ， 一臺現(xiàn)場設(shè)備可以測量多個參數(shù) ， 并將它們以所需的數(shù)字信號形式通過總線電纜進行傳送 ， 因此對單獨的輸入／輸出轉(zhuǎn)換器（ 卡件 ） 的需要少 。 現(xiàn)場總線的優(yōu)點 ?設(shè)計 、 安裝和調(diào)試費用大大降低 —— 優(yōu)點 3 ?原來 DCS繁瑣的 原理圖設(shè)計 在現(xiàn)場總線中變得 簡單易行 ； ?安裝 和 校對 的工作 量大大減少 ； ? 可根據(jù)需要將系統(tǒng)分為幾個部分分別調(diào)試 ， 使 調(diào)試工作 變得 靈活方便 ； ?強大的 故障診斷功能 使得調(diào)試工作變得輕松愉快 。 現(xiàn)場總線的優(yōu)點 ?維護開銷大幅度下降 —— 優(yōu)點 4 ?系統(tǒng)的高可靠性使系統(tǒng) 出現(xiàn)故障的機率大大減小 ； ?強大的故障診斷功能使故障的早期發(fā)現(xiàn) 、 定位和排除變得快速而有效 ， 系統(tǒng)正常運行時間更長 ， 維護停工時間大大減少 。 現(xiàn)場總線的優(yōu)點 ?系統(tǒng)可靠性提高 —— 優(yōu)點 5 ?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的 高度分散性 決定了系統(tǒng)的 高可靠性 ； ?現(xiàn)場總線協(xié)議／規(guī)范對通信可靠性方面 （ 通信介質(zhì) 、 報文檢驗 、 報文糾錯 、 重復(fù)地址檢測等 ）的嚴格規(guī)定保證了 通信的高可靠性 。 現(xiàn)場總線的優(yōu)點 ?系統(tǒng)
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