【正文】 三層結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于： （ 1）更適合于扁平化 的現(xiàn)代企業(yè)結(jié)構(gòu) （ 2）生產(chǎn)成本較低 （ 3）適用范圍廣 計劃（ ERP）系統(tǒng)的 功能和特點 （ MES）的功能和特點 分布式測控網(wǎng)絡(luò)設(shè)計舉例 基于 PLC的 Profibus分布式測控網(wǎng)絡(luò) 基于 PC串行總線的測控網(wǎng)絡(luò) 測控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計舉例 基于 PLC的 Profibus分布式測控網(wǎng)絡(luò) 基于 PC串行總線的測控網(wǎng)絡(luò) RS485總線的測控網(wǎng)絡(luò) ADAM6000模塊的工業(yè)以太網(wǎng)結(jié)構(gòu) 測控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計舉例 習 題 工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)通常有哪 4種拓撲結(jié)構(gòu)？各有什么特點？ 工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)常用的傳輸訪問控制方式有哪 3種？各有什么優(yōu)缺點？ 敘述集散系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場控制站的功能是什么？ 集散系統(tǒng)有那些主要特點？ 現(xiàn)場總線的特點？現(xiàn)場總線與集散控制系統(tǒng)的區(qū)別？ 現(xiàn)場總線的體系結(jié)構(gòu)是什么？ 。 FCS和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的集成 （ 2）控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成框架 1）現(xiàn)場總線與分布控制系統(tǒng)（ DCS） 輸入輸出總線 的集成 DCS FCS 2）現(xiàn)場總線與分布式控制系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò) 的集成 3）現(xiàn)場總線與分布式控制 系統(tǒng) 的集成 DCS FCS 集成自動化系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 所有系統(tǒng)集成都包括系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、物理集成、信息集成、功能集成、經(jīng)營集成和人機集成等方面的內(nèi)容。由而引出系統(tǒng)集成工程，系統(tǒng)集成技術(shù)，系統(tǒng)集成方法或理論，系統(tǒng)集成體系結(jié)構(gòu)或框架以及系統(tǒng)集成商（者）等。 工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議有多種，如 HSE、 ProfiNet、Ether/IP、 Modbus TCP等，它們在本質(zhì)上仍基于以太網(wǎng)技術(shù)（即 ）。 Ether(以太網(wǎng)）是一種傳輸速率為 10Mbps的常用局域網(wǎng)（ LAN）標準。數(shù)據(jù)被分解成輸入、輸出和內(nèi)部變量。用戶為每一個功能塊定義一個名稱，稱為塊標記。利用功能塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、控制和輸出功能。 現(xiàn)場總線訪問子層提供 3類服務(wù)：發(fā)布 /索取，客戶機 /服務(wù)器，報告分發(fā)，這 3類服務(wù)被稱為虛擬通信關(guān)系 VCR。 (Data Link Layer) 這一層由上下兩部分組成：下層部分功能是對傳輸介質(zhì)傳送的信號進行發(fā)送、接收控制；上層部分功能是對數(shù)據(jù)鏈路進行控制，保證數(shù)據(jù)傳送到指定的裝置。 (1) 模擬儀表的缺點 ①一對一結(jié)構(gòu) ②可靠性差 ③失控狀態(tài) ④互換性差 (2) 現(xiàn)場總線的優(yōu)點 ①一對 N結(jié)構(gòu) ②可靠性高 ③可控狀態(tài) ④互換性 ⑤互操作性 ⑥綜合功能 ⑦分散控制 ⑧統(tǒng)一組態(tài) ⑨開放式系統(tǒng) (1) ISA/SP50 (2) PROFIBUS (3) ISP和 ISPF (4) World FIP (5) HART和 HCF (6) FF(現(xiàn)場總線基金會 ) 五種典型的現(xiàn)場總線 1. CAN(控制器局域網(wǎng)絡(luò) ) 2. LONWORKS(局部操作網(wǎng)絡(luò) ) 3. PROFIBUS(過程現(xiàn)場總線 ) 4. HART(可尋址遠程傳感器數(shù)據(jù)通路 ) 5. FF(現(xiàn)場總線基金會 )現(xiàn)場總線 FF現(xiàn)場總線技術(shù) FF現(xiàn)場總線標準共有四層協(xié)議，即 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、應(yīng)用層和用戶層 。 ④ FCS的通信網(wǎng)絡(luò)為開放式互連網(wǎng)絡(luò)，既可同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可與不同層網(wǎng)絡(luò)互連，用戶可極方便地共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫。 ②前面圖示的 FCS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是全分散式，它廢棄了傳統(tǒng)的 DCS的輸入 /輸出單元和控制站，由現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表取而代之，即把 DCS控制站的功能化整為零，分散地分配給現(xiàn)場儀表，從而構(gòu)成虛擬控制站，實現(xiàn)徹底的分散控制。 (3) 互操作性 (4) 分散功能塊（如下圖） (5) 通信線供電 (6) 開放式互連網(wǎng)絡(luò) DCS中的分散功能塊 FCS的變革 (1) 現(xiàn)場總線對自動化領(lǐng)域的變革 用一對通信線連接多臺數(shù)字儀表代替一對信號線只能連接一臺儀表； 用多變量、雙向、數(shù)字通信方式代替單變量、單向、模擬傳輸方式； 用多功能的現(xiàn)場數(shù)字儀表代替單功能的現(xiàn)場模擬儀表； 用分散式的虛擬控制站代替集中式的控制站； 用現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) FCS代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分散控制系統(tǒng)DCS； 變革傳統(tǒng)的信號標準、通信標準和系統(tǒng)標準； 變革傳統(tǒng)的自動化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計方法和安裝調(diào)試方法。 現(xiàn)場總線概述 五種典型的現(xiàn)場總線 FF現(xiàn)場總線技術(shù) 工業(yè)以太網(wǎng) 現(xiàn)場總線概述 現(xiàn)場總線的體系結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在以下六個方面。 現(xiàn)場總線 (Fieldbus)控制系統(tǒng) 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（ Fieldbus Control System，F(xiàn)CS）是隨著控制、計算機、網(wǎng)絡(luò)、通信和信息集成技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的。 3． 分散化和智能化 引入現(xiàn)場總線技術(shù)后 ， 智能 I/O模塊 、 智能儀表均具有獨立運行的能力 。 DCS中將更多地采用商品化的軟件產(chǎn)品 ， 如： （二）新一代開放式集散控制系統(tǒng) （ 1） 組態(tài)軟件 DCS中不可缺少的部分 ， 是 DCS通用性的表現(xiàn) 。 1． 工業(yè) PC機 在 DCS中的應(yīng)用 工業(yè) PC機在 DCS中的應(yīng)用 ， 極大地提高了 DCS的性價比 ， DCS可以采用 PC的成熟技術(shù) ， 把 PC作為操作員站和 I/O控制站 。 3． 功能須進一步分散化 、 智能化 傳統(tǒng)的 DCS在 I/O控制站這一層仍然是一個集中式的結(jié)構(gòu) 。 ③ 財務(wù)管理子系統(tǒng) ④ 人事管理子系統(tǒng) 1． 價格昂貴 ， 技術(shù)滯后 大部分的 DCS廠家都使用自己生產(chǎn)的計算機作為I/O控制站 ， 操作員站和工程師站 ， 這種計算機價格昂貴 ， 通用性差 。 (2) 信息（數(shù)據(jù)） (3) 系統(tǒng) (1) MIS的硬件組成 (2) MIS的軟件組成 ① 市場經(jīng)營管理子系統(tǒng) 市場經(jīng)營管理信息子系統(tǒng)一般由計劃與市場研究、分配、銷售三個部分組成。 MIS由計算機硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫、各種規(guī)程和人共同組成。 (2) 工程師功能 工程師功能主要包括系統(tǒng)的組態(tài)功能、系統(tǒng)的控制功能、系統(tǒng)的維護功能、系統(tǒng)的管理功能等。 (1) 操作員功能 操作員功能主要是指正常運行時的工藝監(jiān)視和運行操作，主要由畫面指示構(gòu)成。 ②無擾動切換操作 (a)PV跟蹤 (PV是測量值 ) (b)閥值跟蹤 (c)工作模式判定 (PLC) DCS的集中操作監(jiān)控級 1. 顯示操作站的構(gòu)成 DCS的集中操作監(jiān)控級主要是顯示操作站。 日本橫河電機推出的 CENTUMXL分散型控制系統(tǒng)。 另外 ， 還引進了 智能變送器和現(xiàn)場總線 （ Field Bus） ， 使網(wǎng)絡(luò)通信覆蓋到現(xiàn)場級 （ 包括傳感器和執(zhí)行器 ） ， 真正實現(xiàn)了系統(tǒng)的自動化和智能化 。 由于在第一代 DCS基礎(chǔ)上加入了 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) ， 使得 DCS的面貌大大改變 ， 實現(xiàn)了全系統(tǒng)的信息綜合管理 。 典型產(chǎn)品還有： 美國貝利 （ Bailey） 公司的 Networ