【正文】 強(qiáng)的抗干擾能力，能采用兩線制實(shí)現(xiàn)送電與通信，并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。 (3)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化與功能自治性 它將傳感測(cè)量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中完成，僅靠現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。 圖 66 主要現(xiàn)場(chǎng)總線 支持 TCP/IP規(guī)范的情況 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特點(diǎn) (1)系統(tǒng)的開(kāi)放性 開(kāi)放系統(tǒng)是指通信協(xié)議公開(kāi)，各不同廠家的設(shè)備之間可進(jìn)行互連并實(shí)現(xiàn)信息交換。 DCS向 FCS的演變 圖 65 DCS向現(xiàn)場(chǎng)總線控制 FCS的演變 在傳統(tǒng) PLC系統(tǒng)中，系統(tǒng)軟件 (包括 PLC系統(tǒng)軟件和編程軟件 )與PLC硬件聯(lián)系緊密，技術(shù)上對(duì)外是封閉的。傳統(tǒng) PLC控制系統(tǒng)的 I/O設(shè)備與 PLC I/O模塊連接， PLC通過(guò)模擬量 (4～ 20mA)或開(kāi)關(guān)量 (如 24VDC)控制監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。廉價(jià)的、專(zhuān)用的、具有特殊品質(zhì)的 I/O模塊 (如高防護(hù)等級(jí)、本質(zhì)安全、可接受高壓或大電流信號(hào)等 )將具有廣闊市場(chǎng)。 圖 64 傳統(tǒng) PLC與工業(yè) PC配置方式的比較 PLC的 I/O模塊到現(xiàn)場(chǎng)總線分布式 I/O 在 FCS系統(tǒng)中，插在控制器機(jī)架上的 I/O模塊將被連接到現(xiàn)場(chǎng)總線上的分散式 I/O模塊所取代。 JX300X集散控制系統(tǒng) 圖 62 JX300X集散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 OS— 操作站 ES— 工程師站 CS— 控制站 MFS— 多功能計(jì)算站 BCU— 總線變換單元 CIU— 通信接口單元 PCS— 過(guò)程控制站 ACS— 區(qū)域控制站 LCS— 邏輯控制站 DAS— 數(shù)據(jù)采集站 SBUS— 系統(tǒng) I/O總線 IOU— IO單元 RIOU— 遠(yuǎn)程 IO單元 圖 63 JX300X提供的基本組態(tài)軟件組成示意圖 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)簡(jiǎn)介 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的演變 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特點(diǎn) 現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)化 典型現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的演變 PLC到通用工業(yè) PC PLC的 I/O模塊到現(xiàn)場(chǎng)總線分布式 I/O PLC DCS向 FCS的演變 PLC到通用工業(yè) PC 1)在傳統(tǒng)控制系統(tǒng)中，控制器 (或稱(chēng) CPU、或處理器 )與 I/O模塊及其他功能模塊、機(jī)架為同一系列產(chǎn)品，有一致的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，全廠各生產(chǎn)車(chē)間用 DCS的通信總線相連的較少，所以在第三代DCS中 DCS通信功能的發(fā)展是與全廠管理網(wǎng)絡(luò) (以太網(wǎng) )技術(shù)相融合，逐漸實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)由多重結(jié)構(gòu)向扁平化過(guò)渡。 ?在實(shí)際應(yīng)用中，如石化行業(yè)， DCS一直多用在一個(gè)生產(chǎn)裝置范圍內(nèi)的多機(jī)通信系統(tǒng)中，而且控制站和操作站均集中放置在控制室內(nèi)。第二代 DCS則需解決多個(gè)裝置的 DCS互聯(lián)問(wèn)題。第二代 DCS操作站還具有如下特點(diǎn)：操作站和工程師站 (或稱(chēng)工作站 )分開(kāi)，也有公司將操作站的歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)用硬盤(pán) (歷史模件 )和高級(jí)語(yǔ)言應(yīng)用站 (應(yīng)用模件 )分別獨(dú)立掛在通信網(wǎng)絡(luò)上；操作系統(tǒng)除采用 DOS系統(tǒng)外，有的產(chǎn)品采用 Unix等操作系統(tǒng)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存性能逐漸完善。其中工程師功能中包括系統(tǒng)組態(tài)、系統(tǒng)維護(hù)、系統(tǒng)通用功能。大型 DCS控制站對(duì)中央處理器要求較高，必須為專(zhuān)用的處理器，可用于復(fù)雜控制運(yùn)算、冗余切換、通信等操作。 集散控制系統(tǒng)的組成 1. DCS控制站 2. DCS操作站 集散控制系統(tǒng)的組成 圖 61 集散控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 1. DCS控制站 DCS系統(tǒng)中，控制站繼承了 DDC技術(shù)，它是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)，實(shí)際運(yùn)行中可以在不與操作站及網(wǎng)絡(luò)相連的情況下，完成過(guò)程控制策略，保證生產(chǎn)裝置正常運(yùn)行。 ?20世紀(jì) 70年代中期，過(guò)程工業(yè)發(fā)展很快，但由于設(shè)備大型化、工藝流程連續(xù)性要求高、要控制的工藝參數(shù)增多，而且條件苛刻，要求顯示操作集中等，使已經(jīng)普及的電動(dòng)單元組合儀表不能完全滿足要求。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及應(yīng)用 王平 謝昊飛 蔣建 主編 第 6章 計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概論 第 6章 計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概論 集散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程 集散控制系統(tǒng)的組成 JX300X集散控制系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)簡(jiǎn)介 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的演變 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的特點(diǎn) 現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)化 典型現(xiàn)場(chǎng)總線簡(jiǎn)介 第 6章 計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概論 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介 工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程 IEC 617842標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu) IEC 617842中主要標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 IEC 617841/2與 IEC61158 集散控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程 集散控制系統(tǒng)的組成 JX300X集散控制系統(tǒng) 集散控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程 ?1975年前后，大規(guī)模集成電路由 4位微處理器發(fā)展成 8位，在形成單板機(jī)產(chǎn)品投入工業(yè)應(yīng)用的同時(shí)，自動(dòng)化與儀表行業(yè)在原來(lái)采用中小規(guī)模集成電路而形成的直接數(shù)字控制器 (DDC)的自控和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合陰極射線管 (CRT)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)，開(kāi)發(fā)出了以集中顯示操作、分散控制為特征的集散控制系統(tǒng)，后來(lái)也稱(chēng)為分散型控制系統(tǒng) (DCS)。 1975年至 80年代前期為第一代產(chǎn)品， 80年代中期至 90年代前期為第二代產(chǎn)品， 90年代中期至21世紀(jì)初為第三代產(chǎn)品。由于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)并不普及，人們已習(xí)慣于常規(guī)自動(dòng)化儀表的顯示操作，所以開(kāi)發(fā) DCS強(qiáng)調(diào)用戶可以不懂計(jì)算機(jī)就能使用 DCS。從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，控制站屬于過(guò)程控制專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其中第一代采用 8位微處理器，第二代采用 16位微處理器，第三代采用 32位微處理器。 2. DCS操作站 ?DCS操作站具有操作員功能、工程師功能、通信功能和高級(jí)語(yǔ)言功能。 ?DCS操作站與控制站不同，有著豐富的外圍設(shè)備和人機(jī)界面。 ?在 DCS系統(tǒng)誕生時(shí)，主要需要解決一個(gè)生產(chǎn)裝置中幾個(gè)控制站和一個(gè)或幾個(gè)操作站之間的數(shù)據(jù)通信問(wèn)題。第三代 DCS則需解決一個(gè)工廠的多個(gè)車(chē)間互聯(lián)及與全廠計(jì)算機(jī)管理網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問(wèn)題。電力行業(yè)、冶金行業(yè)、自來(lái)水行業(yè)則將控制站分散放在樓上、樓下、生產(chǎn)線上或分散在各處，與集中放置操作站的控制室總距離一般也多在 1km以?xún)?nèi)。第三代 DCS的通信系統(tǒng)特點(diǎn)是具有開(kāi)放性。 2)基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)中，控制器與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 (I/O模塊、功能模塊及傳感器、變送器、驅(qū)動(dòng)器等 )連接是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線，因此沒(méi)有必要使用與控制器捆綁