【正文】 環(huán)型等多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，較大的系統(tǒng)均采用冗余光纖環(huán)網(wǎng)。通信協(xié)議符合 IEEE 。通過電氣交換機(jī)和光纖交換機(jī)連接子網(wǎng)，最多可連接 1000個(gè)站。通信距離可達(dá) (電纜 )/200公里 (光纖 )。三線電纜、工業(yè)用雙絞線和光纜均適宜作為傳輸介質(zhì)。 現(xiàn)場總線 PCS 7系統(tǒng)使用 PROFIBUS DP、 PA和 ASI等現(xiàn)場總線。 PROFIBUS DP 適用于自動(dòng)控制系統(tǒng)和設(shè)備級(jí)分散 I/O 之間通信。 PROFIBUS DP 網(wǎng)絡(luò)包括由 DP 主站、從站和 DP/PA、 DP/ASi等鏈接器。網(wǎng)絡(luò)可采用總線型、星型和樹型等多種結(jié)構(gòu)。 主站 和從站之間采用輪循的通信方式，最多可連接 125個(gè)從站 , 傳輸速率可設(shè)置在 Kbit/s到 。通信介質(zhì)包括光纖和屏蔽兩線電纜。通信距離最遠(yuǎn)可達(dá) (電纜 )/90公里 (光纖 )。 PROFIBUS PA是專為過程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的本質(zhì)安全的傳輸技術(shù)，一根總線上可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)供電和信息傳輸 , 符合 IEC1158 2中規(guī)定的通信規(guī)程，可實(shí)現(xiàn)總線供電和本質(zhì)安全防爆。 PA拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括總線型、星型和樹型。在防爆區(qū)每個(gè)DP/ PA 鏈路最多可連接 15個(gè)現(xiàn)場設(shè)備，非防爆區(qū)最多可達(dá) 31個(gè) , 通信介質(zhì)采用屏蔽兩線電纜實(shí)現(xiàn) 。 通信距離可達(dá) 。 ASI 是直接連接現(xiàn)場傳感器和執(zhí)行器的總線系統(tǒng)。 作為電纜束的替代品 , ASI總線利用無屏蔽兩芯電纜連接現(xiàn)場設(shè)備 。 ASi總線網(wǎng)絡(luò)為單主站系統(tǒng) , 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括總線型 、 星型和樹型 。 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 ASi總線系統(tǒng)可以最多連接 31個(gè)從站 , 每個(gè)從站可最多配置 4路輸入和 4路輸出。經(jīng)擴(kuò)展，系統(tǒng)可連接 62個(gè)從站。通信距離可達(dá) 100米 (無中繼器 )/500米 (有中繼器 )。 系統(tǒng)組態(tài) 包括硬件組態(tài)、控制組態(tài) 和 畫面組態(tài)。 組態(tài)軟件采用“ SIMATIC MANAGER”套件。 硬件組態(tài) 硬件模塊 上跳線 、 開關(guān) 、 量程卡等的設(shè)定，并根據(jù)這些設(shè)定通過 ES 軟件中的 HW Config 對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行初始化定義。 硬件組態(tài) 是一種圖形化的組態(tài)方式，其所有模塊都已作為標(biāo)準(zhǔn)化的軟件嵌入到控制技術(shù)庫中，只需連接到過程流程中進(jìn)行圖形化顯示即可。組態(tài)完成后，下載到相應(yīng)的過程控制站。 控制組態(tài) 第一種為 CFC，主要用來實(shí)現(xiàn)閥門控制、電機(jī)控制和測(cè)量點(diǎn)監(jiān)控等功能。組態(tài)以功能塊為基礎(chǔ)，每個(gè)功能塊都有一個(gè)參數(shù)表，可根據(jù)實(shí)際工藝要求選擇不同的參數(shù)，功能塊在 CFC中的連接直接用鼠標(biāo)器點(diǎn)接。 主要有兩種功能不同的控制實(shí)現(xiàn)方法： 另一種為 SFC，主要實(shí)現(xiàn)順序控制。首先畫出順控的順序圖。可選擇順序、并行分支、交替分支和回路等局部結(jié)構(gòu)。圖中用大小兩種方塊分別表示步驟 (Step) 和轉(zhuǎn)移條件 (Transition)。順控的順序圖一旦建立 ， 只需把步驟中要執(zhí)行的任務(wù)和轉(zhuǎn)移條件中的條件寫入，順控的組態(tài)任務(wù)即得到完成。 PCS7 中還可采用結(jié)構(gòu)化編程語言 (SCL) 編寫功能模塊 , 把過程的數(shù)學(xué)模型和優(yōu)化控制策略編成功能塊 , 供調(diào)用。 這是 PID功能的組態(tài) 實(shí)例 ，該功能是在 CFC中完成的。 串級(jí)控制模塊的組態(tài) 第四節(jié) 集散系統(tǒng)的可靠性 集散系統(tǒng)的可靠性通常包含兩層意思 ： 其一是指系統(tǒng)在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力 ， 其二是指故障發(fā)生后通過維修使系統(tǒng)恢復(fù)工作的能力。 可靠性指標(biāo) 常用概率來定義， 包括： 可靠度、平均故障間隔時(shí)間(MTBF)、平均故障修復(fù)時(shí)間 (MTTR) 以及有效率等。 可靠度 R ( t ) 可靠度 是用概率來表示的零件 、 設(shè)備和系統(tǒng)的可靠程度。其定義是：設(shè)備在規(guī)定的條件下 (指所處的溫度、濕度、氣壓 、 振動(dòng)等環(huán)境條件 、 使用方法及維護(hù)措施等 )和規(guī)定的時(shí)間內(nèi) (指工作期限 )，無故障地發(fā)揮規(guī)定功能的概率。 一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的可靠度與構(gòu)成系統(tǒng)的子系統(tǒng)及其元器件的可靠度有關(guān)，還與系統(tǒng)的構(gòu)成方式有關(guān)。在 串聯(lián)系統(tǒng)中只要有一個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)生故障；而并聯(lián)系統(tǒng) 中除非全部子系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)才出故障。 串聯(lián)系統(tǒng)可靠度 RS = R1 R2 R3 … Rn = ? Ri n i = 0 式中 是各子系統(tǒng)的可靠度。 R1 、 R2 … Rn 式中 是各子系統(tǒng)發(fā)生故障的概率。 并 聯(lián)系統(tǒng)可靠度 RS = 1 (1R1)(1R2) … (1 Rn) = 1 ? (1Ri) n i = 0 (1R1)(1R2) … (1 Rn) 并聯(lián) 子系統(tǒng) 越多，系統(tǒng)可靠性就越高，一般選 n = 2。 平均故障間隔時(shí)間 MTBF 相鄰兩次故障間隔 ti 的平均時(shí)間： MTBF (h) = ? ti n i = 0 n i= 1， 2， 3，… ， n 平均故障修復(fù)時(shí)間 MTTR 設(shè)備或系統(tǒng)經(jīng)過維修 、 恢復(fù)功能并投入運(yùn)行所需要的平均時(shí)間： MTTR (h) = ? ? ti n i = 0 n i= 1， 2， 3，… ， n 式中 ? ti 為每次維修所需時(shí)間。 有效率 A 稱有效度，是指可維修的設(shè)備或系統(tǒng)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)維持其功能的概率，又可看作設(shè)備或系統(tǒng)可能工作的時(shí)間系數(shù)。 A = MTBF MTBF + MTTR 對(duì) 串聯(lián)系統(tǒng) ： A = A1 A2 … An = 對(duì)并 聯(lián)系統(tǒng) ： A = 1 (1A1)(1A2) … (1 An) 式中 是各子系統(tǒng)的有效率。 A1 、 A2 … An 在實(shí)際計(jì)算中，串、并聯(lián)系統(tǒng)的具體劃分應(yīng)根據(jù)集散系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)來定。 系統(tǒng)可靠性是評(píng)估集散系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，通常制造商提供的可靠度數(shù)據(jù)都在 %~%之間?？煽啃灾笜?biāo)具有統(tǒng)計(jì)特性，故在評(píng)估系統(tǒng)可靠性時(shí)可從所采用的提高系統(tǒng)可靠性的措施來分析。除系統(tǒng)制造時(shí)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求外，通?？蓮募訌?qiáng)硬件質(zhì)量管理、采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和自診斷技術(shù)等方面來提高系統(tǒng)的可靠性。 提高系統(tǒng) 可靠性的措施 ? 加強(qiáng)硬件質(zhì)量管理 ? 采用合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ? 采用自診斷技術(shù) ? 系統(tǒng)安全隔離和可靠接地