第8章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)

1、1第第8 8章章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)n分布式控制系統(tǒng)（分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control SystemDistributed Control System，DCSDCS）也稱集散控制系統(tǒng)，是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中）也稱集散控制系統(tǒng)，是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中管理和分散控制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。管理和分散控制的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。n現(xiàn)在現(xiàn)在DCSDCS已在石油、化工、電力、冶金以及智能建已在石油、化工、電力、冶金以及智能建筑等現(xiàn)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。筑等現(xiàn)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。8.1 分布式控制系統(tǒng)2n8.1.1 DCS的發(fā)展概況：的發(fā)展概況：n DC

2、SDCS自自19751975年問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)歷了近四十年的發(fā)展，年問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)歷了近四十年的發(fā)展，其可靠性、實(shí)用性得到不斷提高，功能日益增強(qiáng)，如其可靠性、實(shí)用性得到不斷提高，功能日益增強(qiáng)，如控制器的處理能力、網(wǎng)絡(luò)通信能力、控制算法、畫(huà)面控制器的處理能力、網(wǎng)絡(luò)通信能力、控制算法、畫(huà)面顯示及綜合管理能力等技術(shù)的發(fā)展非常迅速。自顯示及綜合管理能力等技術(shù)的發(fā)展非常迅速。自DCSDCS誕生至今，其發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段，目前新一代誕生至今，其發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)階段，目前新一代DCSDCS即即FCSFCS正逐漸取代原有的正逐漸取代原有的DCSDCS，開(kāi)始在控制領(lǐng)域日，開(kāi)始在控制領(lǐng)域日益占據(jù)主導(dǎo)位置。益占據(jù)主

3、導(dǎo)位置。3n第一代第一代DCSDCS（初創(chuàng)期）（初創(chuàng)期）n誕生于誕生于19751975一一19801980年間。年間。n注重控制功能的實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)控制站注重控制功能的實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)控制站。n系統(tǒng)的直接控制功能比較成熟可靠，而系統(tǒng)的人機(jī)系統(tǒng)的直接控制功能比較成熟可靠，而系統(tǒng)的人機(jī)界面功能則相對(duì)較弱界面功能則相對(duì)較弱。n在實(shí)際運(yùn)行中，采用在實(shí)際運(yùn)行中，采用CRTCRT操作站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工況的監(jiān)視。操作站進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工況的監(jiān)視。n功能上更接近儀表控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是分散控制，功能上更接近儀表控制系統(tǒng)，其特點(diǎn)是分散控制，集中監(jiān)視。集中監(jiān)視。4n第一代第一代DCSDCS是由過(guò)程控制單元、數(shù)據(jù)采集單元

4、、是由過(guò)程控制單元、數(shù)據(jù)采集單元、CRTCRT操作站、上位管理計(jì)算機(jī)及連接各個(gè)單元和計(jì)操作站、上位管理計(jì)算機(jī)及連接各個(gè)單元和計(jì)算機(jī)的高速數(shù)據(jù)通道五部分組成，這也奠定了算機(jī)的高速數(shù)據(jù)通道五部分組成，這也奠定了DCSDCS的基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。第一代的基礎(chǔ)體系結(jié)構(gòu)。第一代DCSDCS的典型結(jié)構(gòu)如圖的典型結(jié)構(gòu)如圖8-18-1所示所示。5 第一代第一代DCSDCS中，各個(gè)廠家的系統(tǒng)均由專有產(chǎn)品構(gòu)成，包括中，各個(gè)廠家的系統(tǒng)均由專有產(chǎn)品構(gòu)成，包括高速數(shù)據(jù)通道、現(xiàn)場(chǎng)控制站、人機(jī)界面工作站以及各類功能高速數(shù)據(jù)通道、現(xiàn)場(chǎng)控制站、人機(jī)界面工作站以及各類功能性的工作站等，還沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是相對(duì)于儀性的工作站等

5、，還沒(méi)有形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是相對(duì)于儀表控制系統(tǒng)和直接數(shù)字控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在對(duì)復(fù)雜回路的控制表控制系統(tǒng)和直接數(shù)字控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在對(duì)復(fù)雜回路的控制方面、整體的協(xié)調(diào)優(yōu)化以及系統(tǒng)的可靠性和靈活性方面都有方面、整體的協(xié)調(diào)優(yōu)化以及系統(tǒng)的可靠性和靈活性方面都有著巨大的進(jìn)步，所以一經(jīng)推出就顯示了強(qiáng)大的生命力，得到著巨大的進(jìn)步，所以一經(jīng)推出就顯示了強(qiáng)大的生命力，得到了迅速的發(fā)展了迅速的發(fā)展。 這一時(shí)期典型的這一時(shí)期典型的DCSDCS系統(tǒng)有系統(tǒng)有Honeywell Honeywell 的的TDCTDC20002000系統(tǒng)，系統(tǒng)，F(xiàn)oxboroFoxboro公司公司 的的Spectrum Spectrum 系統(tǒng)，

6、系統(tǒng)，Yokogawa (Yokogawa (橫河橫河) )公司的公司的ECNTUM ECNTUM 系統(tǒng)，系統(tǒng)，Bailey Bailey 公司的公司的NetworkNetwork90 90 系統(tǒng)以及系統(tǒng)以及Siemens Siemens 公司的公司的Teleperm MTeleperm M系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。6n 第二代第二代DCSDCS（成熟期）（成熟期） 1980 198019851985年這一階段是年這一階段是DCSDCS的成熟期。這期間隨的成熟期。這期間隨著各種高新技術(shù)，特別是信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)著各種高新技術(shù)，特別是信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展、硬件和軟件技術(shù)的不斷更新，技術(shù)的飛

7、速發(fā)展、硬件和軟件技術(shù)的不斷更新，這個(gè)時(shí)期的這個(gè)時(shí)期的DCSDCS在功能上逐步走向完善，第二代在功能上逐步走向完善，第二代DCSDCS基本結(jié)構(gòu)如圖基本結(jié)構(gòu)如圖8-28-2所示。所示。7 第二代第二代DCSDCS的現(xiàn)場(chǎng)控制站性能和功能比第一代的現(xiàn)場(chǎng)控制站性能和功能比第一代DCSDCS的過(guò)程控的過(guò)程控制單元有了很大的提高和擴(kuò)展。制單元有了很大的提高和擴(kuò)展。n不僅有連續(xù)控制功能，可以組成多個(gè)控制回路，而且有邏輯控制、順序控制等功能，可以實(shí)現(xiàn)一些優(yōu)化控制和生產(chǎn)管理功能。n計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度和數(shù)據(jù)采集速度加快，進(jìn)一步提高了控制水平。n第二代DCS的工程師站既可離線組態(tài)，也可以在線組態(tài)。監(jiān)控計(jì)算機(jī)站作為現(xiàn)場(chǎng)控

8、制站的上位機(jī)，除了進(jìn)行各現(xiàn)場(chǎng)控制站之間的協(xié)調(diào)之外，還可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制站無(wú)法完成的復(fù)雜控制算法，提高了系統(tǒng)控制性能。 8 第二代第二代DCSDCS系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是引入了局域網(wǎng)系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是引入了局域網(wǎng)(LAN)(LAN)作為系統(tǒng)骨作為系統(tǒng)骨干，按照節(jié)點(diǎn)的概念組織過(guò)程控制站、中央控制站、系統(tǒng)管理干，按照節(jié)點(diǎn)的概念組織過(guò)程控制站、中央控制站、系統(tǒng)管理站以及網(wǎng)關(guān)，這使得系統(tǒng)的規(guī)模、容量進(jìn)一步增加，系統(tǒng)的擴(kuò)站以及網(wǎng)關(guān)，這使得系統(tǒng)的規(guī)模、容量進(jìn)一步增加，系統(tǒng)的擴(kuò)展也有了更大的余地，也更為方便。第二代展也有了更大的余地，也更為方便。第二代DCSDCS采用局域網(wǎng)完成采用局域網(wǎng)完成通信功能，由于局域網(wǎng)傳輸速率高

9、并且有豐富的網(wǎng)絡(luò)軟件，從通信功能，由于局域網(wǎng)傳輸速率高并且有豐富的網(wǎng)絡(luò)軟件，從而提高了而提高了DCSDCS的整體性能，擴(kuò)展了集中管理的功能。但是第二代的整體性能，擴(kuò)展了集中管理的功能。但是第二代DCSDCS在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面仍然沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這一時(shí)期，主要代表在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面仍然沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。這一時(shí)期，主要代表產(chǎn)品有產(chǎn)品有HoneywellHoneywell公司的公司的TDCTDC一一30003000系統(tǒng)，系統(tǒng)，westinghousewestinghouse公司的公司的wDpFwDpF系統(tǒng)，系統(tǒng)，YokogawaYokogawa公司的公司的CENTUM-XLCENTUM-XL系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。9

10、第三代第三代DCSDCS（擴(kuò)展期）（擴(kuò)展期）n 第三代第三代DCSDCS是以是以19871987年年FoxboroFoxboro公司推出的以公司推出的以I/A seriesI/A series系統(tǒng)為代表，該系統(tǒng)采用了系統(tǒng)為代表，該系統(tǒng)采用了ISOISO標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)MAPMAP（制造自動(dòng)化規(guī)約（制造自動(dòng)化規(guī)約）網(wǎng)絡(luò)。擴(kuò)展期）網(wǎng)絡(luò)。擴(kuò)展期DCSDCS系統(tǒng)的典型代表還有系統(tǒng)的典型代表還有HonywellHonywell公司的公司的TDCTDC3000UCN3000UCN，YokogawaYokogawa公司的公司的CENTUMCENTUMXL XL 和和/1xl/1xl， Bailey Bailey 公

11、司的公司的INFIINFI90 90 系統(tǒng)，系統(tǒng)，Westing House Westing House 的的WDPF WDPF IIII系統(tǒng)等。系統(tǒng)等。n 第一、二代第一、二代DCSDCS基本上為封閉系統(tǒng)，不同系統(tǒng)之間無(wú)法基本上為封閉系統(tǒng)，不同系統(tǒng)之間無(wú)法互連。第三代互連。第三代DCSDCS局域網(wǎng)遵循開(kāi)放系統(tǒng)互連局域網(wǎng)遵循開(kāi)放系統(tǒng)互連(OSI)(OSI)參考模型參考模型的的7 7層通信協(xié)議，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，向上可以與生產(chǎn)管理網(wǎng)層通信協(xié)議，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，向上可以與生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)互連，生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)再通過(guò)生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)互連；向下絡(luò)互連，生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)再通過(guò)生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)互連；向下支持現(xiàn)場(chǎng)總線，即現(xiàn)場(chǎng)總線

12、儀表可與現(xiàn)場(chǎng)控制站或輸入輸支持現(xiàn)場(chǎng)總線，即現(xiàn)場(chǎng)總線儀表可與現(xiàn)場(chǎng)控制站或輸入輸出總線互連。出總線互連。10 第三代第三代DCSDCS在功能上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步擴(kuò)展，增加了上層網(wǎng)絡(luò)在功能上實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步擴(kuò)展，增加了上層網(wǎng)絡(luò)，將生產(chǎn)的管理功能納入到系統(tǒng)中。在網(wǎng)絡(luò)方面，各個(gè)廠，將生產(chǎn)的管理功能納入到系統(tǒng)中。在網(wǎng)絡(luò)方面，各個(gè)廠家已經(jīng)普遍采用了標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，如各種實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)和家已經(jīng)普遍采用了標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，如各種實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)等。并且在組態(tài)方面多數(shù)以太網(wǎng)等。并且在組態(tài)方面多數(shù)DCSDCS廠家實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，廠家實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，采用采用IEC61131IEC61131一一3 3所定義的五種組態(tài)語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)。可以說(shuō)，所

13、定義的五種組態(tài)語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)?？梢哉f(shuō)，無(wú)論是在硬件還是軟件上，都采用了一系列高新技術(shù)，幾無(wú)論是在硬件還是軟件上，都采用了一系列高新技術(shù)，幾乎與乎與“4C4C”技術(shù)的發(fā)展同步，使技術(shù)的發(fā)展同步，使DCSDCS得到更高層次的發(fā)展得到更高層次的發(fā)展。新一代。新一代DCSDCS采用微型無(wú)引線元件和軟印刷板電路，表面采用微型無(wú)引線元件和軟印刷板電路，表面貼裝技術(shù)等新工藝，體積小，可靠性高；軟件上，還能使貼裝技術(shù)等新工藝，體積小，可靠性高；軟件上，還能使用用C C，F(xiàn)ORTRANFORTRAN，PASCALPASCAL，BASIC BASIC 等高級(jí)語(yǔ)言作為編程工具等高級(jí)語(yǔ)言作為編程工具。11第第四代四代DCS

14、DCSn DCS DCS發(fā)展到第三代，盡管采用了一系列新技術(shù)，但是生產(chǎn)現(xiàn)發(fā)展到第三代，盡管采用了一系列新技術(shù)，但是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)仍然沒(méi)有擺脫沿用了幾十年的常規(guī)模擬儀表。場(chǎng)級(jí)仍然沒(méi)有擺脫沿用了幾十年的常規(guī)模擬儀表。DCSDCS從輸入從輸入輸出單元以上各層均采用計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)，惟有生產(chǎn)輸出單元以上各層均采用計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)，惟有生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)層的常規(guī)模擬儀表仍然是一對(duì)一模擬信號(hào)現(xiàn)場(chǎng)層的常規(guī)模擬儀表仍然是一對(duì)一模擬信號(hào)(4mA20mA (4mA20mA DC)DC)傳輸，多臺(tái)模擬儀表集中連接于輸入輸出單元。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)傳輸，多臺(tái)模擬儀表集中連接于輸入輸出單元。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)層的模擬儀表與層的模擬儀表與DCSD

15、CS各層形成極大的反差和不協(xié)調(diào)，并制約了各層形成極大的反差和不協(xié)調(diào)，并制約了DCSDCS的發(fā)展。的發(fā)展。n 因此，人們要變革現(xiàn)場(chǎng)模擬儀表改為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表，并用因此，人們要變革現(xiàn)場(chǎng)模擬儀表改為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表，并用現(xiàn)場(chǎng)總線互連。由此帶來(lái)現(xiàn)場(chǎng)總線互連。由此帶來(lái)DCSDCS控制站的變革。即將控制站內(nèi)的控制站的變革。即將控制站內(nèi)的軟功能模塊分散地分布在各臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表中，并可統(tǒng)一組軟功能模塊分散地分布在各臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表中，并可統(tǒng)一組態(tài)構(gòu)成控制回路，實(shí)現(xiàn)徹底的分散控制，也就是說(shuō)，由多臺(tái)態(tài)構(gòu)成控制回路，實(shí)現(xiàn)徹底的分散控制，也就是說(shuō)，由多臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)成虛擬控制站。新一代現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)成虛

16、擬控制站。新一代DCSDCS技術(shù)變技術(shù)變革的核心是現(xiàn)場(chǎng)總線。革的核心是現(xiàn)場(chǎng)總線。12 20 20世紀(jì)世紀(jì)9090年代現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)有了重大突破，公布了現(xiàn)場(chǎng)總年代現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)有了重大突破，公布了現(xiàn)場(chǎng)總線的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并生產(chǎn)出現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字儀表。線的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并生產(chǎn)出現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字儀表。 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展標(biāo)志著新一代現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展標(biāo)志著新一代DCSDCS的產(chǎn)生，稱的產(chǎn)生，稱為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)為現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)(FCS)。FCSFCS革新了革新了DCSDCS的現(xiàn)場(chǎng)控制站和的現(xiàn)場(chǎng)控制站和現(xiàn)場(chǎng)模擬儀表，用現(xiàn)場(chǎng)總線將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表互連在一起，構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)模擬儀表，用現(xiàn)場(chǎng)總線將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表互連在

17、一起，構(gòu)成控制回路，形成現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)。即成控制回路，形成現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)。即FCSFCS用現(xiàn)場(chǎng)控制器取代了用現(xiàn)場(chǎng)控制器取代了DCSDCS的現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)，操作監(jiān)控級(jí)及其以上各級(jí)仍然同的現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)，操作監(jiān)控級(jí)及其以上各級(jí)仍然同DCSDCS。 第四代第四代DCSDCS系統(tǒng)的主要技術(shù)特征有：系統(tǒng)的主要技術(shù)特征有： DCS DCS充分體現(xiàn)了信息化和集成化，信息化和集成化基本描充分體現(xiàn)了信息化和集成化，信息化和集成化基本描述了當(dāng)今述了當(dāng)今DCSDCS系統(tǒng)正在發(fā)生的變化；系統(tǒng)正在發(fā)生的變化；DCSDCS變成真正的混合控制變成真正的混合控制系統(tǒng)，過(guò)去系統(tǒng)，過(guò)去DCSDCS和和PLCPLC主要通過(guò)被控對(duì)象的特點(diǎn)（過(guò)程控制

18、和主要通過(guò)被控對(duì)象的特點(diǎn)（過(guò)程控制和邏輯控制）來(lái)進(jìn)行劃分，但是，新的邏輯控制）來(lái)進(jìn)行劃分，但是，新的DCSDCS己經(jīng)將這種劃分模己經(jīng)將這種劃分模糊化了，幾乎所有的第四代糊化了，幾乎所有的第四代DCSDCS都包含有過(guò)程控制、邏輯控都包含有過(guò)程控制、邏輯控制和批處理控制，實(shí)現(xiàn)了混合控制；新的制和批處理控制，實(shí)現(xiàn)了混合控制；新的DCSDCS系統(tǒng)幾乎全部系統(tǒng)幾乎全部采用采用IEC61131IEC61131一一3 3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行組態(tài)軟件設(shè)計(jì)。138.1.2 DCS的體系結(jié)構(gòu)n 自自19751975年年DCSDCS誕生以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、屏誕生以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、通信、屏幕

19、顯示和控制技術(shù)的發(fā)展，幕顯示和控制技術(shù)的發(fā)展，DCSDCS也得到不斷發(fā)展和更新也得到不斷發(fā)展和更新。盡管不同廠家的。盡管不同廠家的DCSDCS產(chǎn)品在硬件的互換性、軟件的兼產(chǎn)品在硬件的互換性、軟件的兼容性以及操作的一致性上很難達(dá)到統(tǒng)一，但在系統(tǒng)基本容性以及操作的一致性上很難達(dá)到統(tǒng)一，但在系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)方面卻具有相同或相似的結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)方面卻具有相同或相似的結(jié)構(gòu)體系。n DCS DCS按功能分層的層次結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了其分散控制和集按功能分層的層次結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)了其分散控制和集中管理的設(shè)計(jì)思想。典型中管理的設(shè)計(jì)思想。典型DCSDCS系統(tǒng)如圖系統(tǒng)如圖8-38-3所示所示1415 由分散控制功能的現(xiàn)場(chǎng)控制站

20、（由分散控制功能的現(xiàn)場(chǎng)控制站（Field Control StationField Control Station）、進(jìn)行集中監(jiān)視和操作的操作站（）、進(jìn)行集中監(jiān)視和操作的操作站（Operator StationOperator Station）、）、綜合信息管理（綜合信息管理（MISMIS）計(jì)算機(jī)以及高速信息通信總線組成。）計(jì)算機(jī)以及高速信息通信總線組成。從下至上依次分為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)、操作監(jiān)控級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)和從下至上依次分為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)、操作監(jiān)控級(jí)、生產(chǎn)管理級(jí)和工廠決策管理級(jí)。工廠決策管理級(jí)。n 現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)是DCS的基礎(chǔ)，其主要設(shè)備是現(xiàn)場(chǎng)控制站。n 操作監(jiān)控級(jí)主要由操作員站、工程師站、監(jiān)控計(jì)算機(jī)和

21、 計(jì)算機(jī)網(wǎng)關(guān)組成。n 生產(chǎn)管理級(jí)，管理計(jì)算機(jī)根據(jù)工廠產(chǎn)品各部件的特點(diǎn)，協(xié)調(diào)各單元級(jí)的參數(shù)設(shè)定，進(jìn)行總體協(xié)調(diào)和科學(xué)管理，使整個(gè)工廠的生產(chǎn)始終處于最佳狀態(tài)。n 決策管理級(jí)，其主要設(shè)備是中央計(jì)算機(jī)，該層處于公司級(jí)。通過(guò)收集各部門的信息，進(jìn)行綜合分析，及時(shí)作出決策，協(xié)助各級(jí)管理人員指揮調(diào)度，使公司各部門處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。16n8.1.3 DCS的現(xiàn)場(chǎng)控制站 現(xiàn)場(chǎng)控制站一般安裝在靠近生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的位置，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制站一般安裝在靠近生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的采集與實(shí)時(shí)控制，即對(duì)過(guò)程輸入和輸對(duì)生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)的采集與實(shí)時(shí)控制，即對(duì)過(guò)程輸入和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和處理，更新數(shù)據(jù)庫(kù)；根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)按出數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和

22、處理，更新數(shù)據(jù)庫(kù)；根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)按照一定的控制邏輯，形成相應(yīng)的控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)照一定的控制邏輯，形成相應(yīng)的控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)控制。同時(shí)將相關(guān)的信息上傳給操作站，并過(guò)程的實(shí)時(shí)控制。同時(shí)將相關(guān)的信息上傳給操作站，并接受操作站的控制指令。系統(tǒng)通過(guò)通信總線實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控接受操作站的控制指令。系統(tǒng)通過(guò)通信總線實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制站之間的數(shù)據(jù)交換?，F(xiàn)場(chǎng)控制站的基本組成如圖制站之間的數(shù)據(jù)交換?，F(xiàn)場(chǎng)控制站的基本組成如圖8-48-4所示。所示。17 181. 1. 現(xiàn)場(chǎng)控制站的硬件現(xiàn)場(chǎng)控制站的硬件 現(xiàn)場(chǎng)控制站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制的核心是控制計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與控制的核心是控制計(jì)算機(jī)。DCSDCS一般

23、一般把系統(tǒng)啟動(dòng)、自檢、基本把系統(tǒng)啟動(dòng)、自檢、基本I/OI/O驅(qū)動(dòng)、各種控制與檢測(cè)功能模塊驅(qū)動(dòng)、各種控制與檢測(cè)功能模塊( (子子程序程序) )、固定參數(shù)和系統(tǒng)通信、管理模塊等程序固化在只讀存儲(chǔ)器、固定參數(shù)和系統(tǒng)通信、管理模塊等程序固化在只讀存儲(chǔ)器(ROM)(ROM)中。有的中。有的DCSDCS系統(tǒng)還將用戶組態(tài)的應(yīng)用程序也固化在系統(tǒng)還將用戶組態(tài)的應(yīng)用程序也固化在ROMROM中，中，只要一通電，控制站就可以正常運(yùn)行，使用方便、可靠。系統(tǒng)程只要一通電，控制站就可以正常運(yùn)行，使用方便、可靠。系統(tǒng)程序由序由DCSDCS制造廠家固化在系統(tǒng)制造廠家固化在系統(tǒng)ROMROM中，用戶無(wú)法更改。中，用戶無(wú)法更改。 與

24、單回路控制儀表相比，控制站除了反饋控制功能、運(yùn)算功能與單回路控制儀表相比，控制站除了反饋控制功能、運(yùn)算功能、報(bào)警功能與通信功能更加豐富外，最重要的特點(diǎn)是順序控制功、報(bào)警功能與通信功能更加豐富外，最重要的特點(diǎn)是順序控制功能大大增強(qiáng)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)的順序控制，除了能按照常規(guī)的開(kāi)關(guān)能大大增強(qiáng)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站內(nèi)的順序控制，除了能按照常規(guī)的開(kāi)關(guān)條件切換外，還包括各種定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，及豐富的算術(shù)運(yùn)算式條件切換外，還包括各種定時(shí)器、計(jì)數(shù)器，及豐富的算術(shù)運(yùn)算式、邏輯關(guān)系運(yùn)算式功能，能自動(dòng)監(jiān)視連續(xù)量的變化。、邏輯關(guān)系運(yùn)算式功能，能自動(dòng)監(jiān)視連續(xù)量的變化。DCSDCS將一些常將一些常用的功能子程序組成標(biāo)準(zhǔn)的功能模塊，如：

25、用的功能子程序組成標(biāo)準(zhǔn)的功能模塊，如：PIDPID模塊、串級(jí)控制模模塊、串級(jí)控制模塊、解藕控制模塊等，通過(guò)組態(tài)軟件方便調(diào)用。塊、解藕控制模塊等，通過(guò)組態(tài)軟件方便調(diào)用。192. 2. 現(xiàn)場(chǎng)控制站的冗余結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)控制站的冗余結(jié)構(gòu) 為了避免現(xiàn)場(chǎng)控制站發(fā)生故障時(shí)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程造成較大的為了避免現(xiàn)場(chǎng)控制站發(fā)生故障時(shí)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程造成較大的影響，影響，DCSDCS系統(tǒng)采取了將危險(xiǎn)分散的預(yù)防措施。通過(guò)適當(dāng)?shù)叵拗葡到y(tǒng)采取了將危險(xiǎn)分散的預(yù)防措施。通過(guò)適當(dāng)?shù)叵拗聘骺刂普净芈返臄?shù)目，將控制站發(fā)生故障的影響限制在有限范各控制站回路的數(shù)目，將控制站發(fā)生故障的影響限制在有限范圍內(nèi)。此外，在可靠性要求較高的地方，對(duì)系統(tǒng)的通信

26、網(wǎng)絡(luò)、圍內(nèi)。此外，在可靠性要求較高的地方，對(duì)系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)、控制模塊、電源等重要設(shè)備進(jìn)行冗余備份，采用雙重冗余備用控制模塊、電源等重要設(shè)備進(jìn)行冗余備份，采用雙重冗余備用措施確保系統(tǒng)的可靠性。如果當(dāng)前工作設(shè)備發(fā)生故障，處于熱措施確保系統(tǒng)的可靠性。如果當(dāng)前工作設(shè)備發(fā)生故障，處于熱備份狀態(tài)的備用裝置立即無(wú)間斷、平滑地投入運(yùn)行。冗余方式備份狀態(tài)的備用裝置立即無(wú)間斷、平滑地投入運(yùn)行。冗余方式可以采用在線并聯(lián)方式，也可以采用離線熱備份方式?？梢圆捎迷诰€并聯(lián)方式，也可以采用離線熱備份方式。20n 常見(jiàn)的冗余設(shè)計(jì)有：常見(jiàn)的冗余設(shè)計(jì)有： (1) (1) 電源冗余。電源冗余。 (2) (2) 主機(jī)冗余。主機(jī)冗余。

27、 (3) (3) 網(wǎng)絡(luò)接口冗余。網(wǎng)絡(luò)接口冗余。 (4) I/O(4) I/O模塊冗余。模塊冗余。n 為了縮短故障修復(fù)時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)控制單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分為了縮短故障修復(fù)時(shí)間，現(xiàn)場(chǎng)控制單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分考慮了系統(tǒng)的可維護(hù)性?；槿哂嗟牟考捎猛耆恢碌目紤]了系統(tǒng)的可維護(hù)性?；槿哂嗟牟考捎猛耆恢碌臉?biāo)準(zhǔn)插件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)自檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的故障模塊可在模塊面板標(biāo)準(zhǔn)插件結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)自檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的故障模塊可在模塊面板上顯示標(biāo)志出來(lái)。維護(hù)人員在系統(tǒng)運(yùn)行中將故障模塊拉出上顯示標(biāo)志出來(lái)。維護(hù)人員在系統(tǒng)運(yùn)行中將故障模塊拉出，插入備份塊就可以完成故障硬件的替換、維修工作。，插入備份塊就可以完成故障硬件的替換、維修工作。218.

28、1.4 DCS的操作站 DCSDCS操作站的主要功能有：組建和維護(hù)系統(tǒng)的工程功能；以監(jiān)操作站的主要功能有：組建和維護(hù)系統(tǒng)的工程功能；以監(jiān)視、運(yùn)行、記錄為主的操作功能；現(xiàn)場(chǎng)控制站與上位計(jì)算機(jī)交換視、運(yùn)行、記錄為主的操作功能；現(xiàn)場(chǎng)控制站與上位計(jì)算機(jī)交換信息的通信功能以及運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理功能。其中，信息的通信功能以及運(yùn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理功能。其中，DCSDCS的工的工程功能通過(guò)工程師站實(shí)現(xiàn)，操作功能由操作員站實(shí)現(xiàn)。工程師站程功能通過(guò)工程師站實(shí)現(xiàn)，操作功能由操作員站實(shí)現(xiàn)。工程師站與操作員站共同組成與操作員站共同組成DCSDCS操作站。在規(guī)模較小的操作站。在規(guī)模較小的DCSDCS和早期的和早期的DCSD

29、CS系統(tǒng)中，由中央計(jì)算機(jī)同時(shí)承擔(dān)工程師站和操作員站的職能，通系統(tǒng)中，由中央計(jì)算機(jī)同時(shí)承擔(dān)工程師站和操作員站的職能，通過(guò)設(shè)置工程師密碼賦予工程師進(jìn)行系統(tǒng)組建、維護(hù)和系統(tǒng)管理功過(guò)設(shè)置工程師密碼賦予工程師進(jìn)行系統(tǒng)組建、維護(hù)和系統(tǒng)管理功能的工程功能。而現(xiàn)在的能的工程功能。而現(xiàn)在的DCSDCS控制系統(tǒng)工程師站和操作員站一般控制系統(tǒng)工程師站和操作員站一般是分開(kāi)的，也有工程師站下附帶一個(gè)操作員站的系統(tǒng)。是分開(kāi)的，也有工程師站下附帶一個(gè)操作員站的系統(tǒng)。221. 1. 操作員站操作員站 操作員站的基本功能是操作、監(jiān)視和管理。操作員站的基本功能是操作、監(jiān)視和管理。 操作員站的軟件，除了系統(tǒng)軟件外，其應(yīng)用軟件的用戶

30、表操作員站的軟件，除了系統(tǒng)軟件外，其應(yīng)用軟件的用戶表現(xiàn)形式首先是為用戶提供豐富多彩、圖文并茂、形象直觀的現(xiàn)形式首先是為用戶提供豐富多彩、圖文并茂、形象直觀的動(dòng)態(tài)畫(huà)面；其次是存儲(chǔ)各類數(shù)據(jù)和信息，方便用戶進(jìn)行分類動(dòng)態(tài)畫(huà)面；其次是存儲(chǔ)各類數(shù)據(jù)和信息，方便用戶進(jìn)行分類查找或打印工作。查找或打印工作。 操作員站的操作安全性非常重要，一般有鍵盤鎖、密碼、操作員站的操作安全性非常重要，一般有鍵盤鎖、密碼、操作分區(qū)三種安全措施。操作分區(qū)三種安全措施。 操作密碼相當(dāng)于軟鎖，類似于上述鍵盤鎖的三個(gè)位置。在操作密碼相當(dāng)于軟鎖，類似于上述鍵盤鎖的三個(gè)位置。在系統(tǒng)組態(tài)時(shí)為監(jiān)控員、工程師設(shè)置密碼，操作員無(wú)密碼，這系統(tǒng)組態(tài)

31、時(shí)為監(jiān)控員、工程師設(shè)置密碼，操作員無(wú)密碼，這樣也就規(guī)定了二者的操作權(quán)限。樣也就規(guī)定了二者的操作權(quán)限。232. 2. 工程師站工程師站DCSDCS工程師站的主要功能有：工程師站的主要功能有：(1) (1) 系統(tǒng)組態(tài)。系統(tǒng)組態(tài)就是組建和變更操作員站和現(xiàn)場(chǎng)控系統(tǒng)組態(tài)。系統(tǒng)組態(tài)就是組建和變更操作員站和現(xiàn)場(chǎng)控制站的功能。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝流程的分析，進(jìn)行設(shè)備統(tǒng)計(jì)和制站的功能。通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝流程的分析，進(jìn)行設(shè)備統(tǒng)計(jì)和I/OI/O端口的統(tǒng)計(jì)，利用與該端口的統(tǒng)計(jì)，利用與該DCSDCS系統(tǒng)硬件配套的工程組態(tài)軟件系統(tǒng)硬件配套的工程組態(tài)軟件進(jìn)行組態(tài)，組態(tài)內(nèi)容包括操作站功能組態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)控制站功能進(jìn)行組態(tài)，組態(tài)內(nèi)容包括操作站

32、功能組態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)控制站功能組態(tài)、和用戶自定義功能組態(tài)等。組態(tài)、和用戶自定義功能組態(tài)等。(2) (2) 系統(tǒng)測(cè)試。主要功能是測(cè)試系統(tǒng)的邏輯算法是否正確、系統(tǒng)測(cè)試。主要功能是測(cè)試系統(tǒng)的邏輯算法是否正確、測(cè)試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信是否正常，測(cè)試系統(tǒng)外部設(shè)備連接是否測(cè)試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信是否正常，測(cè)試系統(tǒng)外部設(shè)備連接是否正常。正常。(3) (3) 系統(tǒng)維護(hù)。對(duì)系統(tǒng)定期檢查或更改、生成組態(tài)文件存儲(chǔ)系統(tǒng)維護(hù)。對(duì)系統(tǒng)定期檢查或更改、生成組態(tài)文件存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)恢復(fù)等。、數(shù)據(jù)恢復(fù)等。(4) (4) 系統(tǒng)管理。主要是對(duì)系統(tǒng)文件的管理，如將組態(tài)文件加系統(tǒng)管理。主要是對(duì)系統(tǒng)文件的管理，如將組態(tài)文件加密，備分；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的文件存儲(chǔ)、

33、轉(zhuǎn)存、歸檔管理等密，備分；對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的文件存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)存、歸檔管理等。248.1.5 DCS的組態(tài) DCSDCS系統(tǒng)的組態(tài)包括硬件組態(tài)和軟件組態(tài)。系統(tǒng)的組態(tài)包括硬件組態(tài)和軟件組態(tài)。1. 1. 系統(tǒng)的硬件組態(tài)系統(tǒng)的硬件組態(tài) 硬件組態(tài)是針對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行組態(tài)，它是硬件組態(tài)是針對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行組態(tài)，它是整個(gè)組態(tài)的第一步。硬件組態(tài)是根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模及控制要求整個(gè)組態(tài)的第一步。硬件組態(tài)是根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模及控制要求進(jìn)行硬件的選擇，主要包括通信系統(tǒng)的選擇、人機(jī)接口的選進(jìn)行硬件的選擇，主要包括通信系統(tǒng)的選擇、人機(jī)接口的選擇、過(guò)程接口的選擇、集散控制系統(tǒng)與擇、過(guò)程接口的選擇、集散控制系統(tǒng)與P

34、LCPLC及上位機(jī)的通信及上位機(jī)的通信接口選擇、電源系統(tǒng)的選擇、上位機(jī)與可編程邏輯控制器的接口選擇、電源系統(tǒng)的選擇、上位機(jī)與可編程邏輯控制器的選擇、集散控制系統(tǒng)控制單元的選擇等等。集散控制系統(tǒng)在選擇、集散控制系統(tǒng)控制單元的選擇等等。集散控制系統(tǒng)在進(jìn)行硬件組態(tài)時(shí)，應(yīng)綜合考慮各方面的因素。在滿足控制系進(jìn)行硬件組態(tài)時(shí)，應(yīng)綜合考慮各方面的因素。在滿足控制系統(tǒng)性能要求的前提下，選擇性能價(jià)格比最佳的配置；其次應(yīng)統(tǒng)性能要求的前提下，選擇性能價(jià)格比最佳的配置；其次應(yīng)考慮考慮DCSDCS未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，包括監(jiān)控一體化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，包括監(jiān)控一體化的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，方便系統(tǒng)以后的更新升級(jí)；另外，還應(yīng)考

35、慮到操作人員的，方便系統(tǒng)以后的更新升級(jí)；另外，還應(yīng)考慮到操作人員的易操作性、系統(tǒng)的易維護(hù)性等相關(guān)方面的情況。易操作性、系統(tǒng)的易維護(hù)性等相關(guān)方面的情況。252. DCS2. DCS系統(tǒng)的應(yīng)用軟件組態(tài)系統(tǒng)的應(yīng)用軟件組態(tài) 軟件組態(tài)是對(duì)各個(gè)部件的特性、標(biāo)識(shí)、符號(hào)以及所安裝的軟件組態(tài)是對(duì)各個(gè)部件的特性、標(biāo)識(shí)、符號(hào)以及所安裝的有關(guān)軟件系統(tǒng)進(jìn)行描述，建立數(shù)據(jù)連接關(guān)系。也就是在系統(tǒng)有關(guān)軟件系統(tǒng)進(jìn)行描述，建立數(shù)據(jù)連接關(guān)系。也就是在系統(tǒng)硬件和軟件的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)提供的功能塊用軟件組態(tài)的方硬件和軟件的基礎(chǔ)上，將系統(tǒng)提供的功能塊用軟件組態(tài)的方式連接起來(lái)。式連接起來(lái)。軟件組態(tài)的常用方式有：軟件組態(tài)的常用方式有：（1 1

36、）直接在）直接在DCSDCS系統(tǒng)上通過(guò)工程師站組態(tài)。系統(tǒng)上通過(guò)工程師站組態(tài)。（2 2）通過(guò)填寫(xiě)組態(tài)表格進(jìn)行組態(tài)工作。在一般工程中，由于受工）通過(guò)填寫(xiě)組態(tài)表格進(jìn)行組態(tài)工作。在一般工程中，由于受工廠調(diào)試時(shí)間和施工現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，用戶并不能通過(guò)工程師站直廠調(diào)試時(shí)間和施工現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，用戶并不能通過(guò)工程師站直接進(jìn)行組態(tài)。為此，接進(jìn)行組態(tài)。為此，DCSDCS廠家為用戶提供了針對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)表，用廠家為用戶提供了針對(duì)系統(tǒng)的組態(tài)表，用戶可以通過(guò)填寫(xiě)表格來(lái)進(jìn)行組態(tài)準(zhǔn)備工作戶可以通過(guò)填寫(xiě)表格來(lái)進(jìn)行組態(tài)準(zhǔn)備工作。（3 3）利用）利用PCPC機(jī)進(jìn)行組態(tài)。有些生產(chǎn)廠商允許用戶利用機(jī)進(jìn)行組態(tài)。有些生產(chǎn)廠商允許用戶利用P

37、CPC機(jī)進(jìn)行組機(jī)進(jìn)行組態(tài)。這些生產(chǎn)廠為用戶提供一套軟件和轉(zhuǎn)換設(shè)備，用戶可以在態(tài)。這些生產(chǎn)廠為用戶提供一套軟件和轉(zhuǎn)換設(shè)備，用戶可以在PCPC機(jī)上模擬操作站進(jìn)行軟件組態(tài)，并將組態(tài)結(jié)果轉(zhuǎn)化成機(jī)上模擬操作站進(jìn)行軟件組態(tài)，并將組態(tài)結(jié)果轉(zhuǎn)化成DCSDCS可以接受可以接受的編碼。與填寫(xiě)表格相比，使用的編碼。與填寫(xiě)表格相比，使用PCPC機(jī)可以縮短鍵入過(guò)程，節(jié)約工機(jī)可以縮短鍵入過(guò)程，節(jié)約工廠調(diào)試時(shí)間。廠調(diào)試時(shí)間。26應(yīng)用軟件的組態(tài)包括以下幾個(gè)部分：應(yīng)用軟件的組態(tài)包括以下幾個(gè)部分：（1 1）網(wǎng)絡(luò)組態(tài)文件（）網(wǎng)絡(luò)組態(tài)文件（NCFNCF）組態(tài)）組態(tài)NCFNCF組態(tài)就是對(duì)系統(tǒng)操作環(huán)境和操作特性的定義，它包括單組態(tài)就是對(duì)

38、系統(tǒng)操作環(huán)境和操作特性的定義，它包括單元名稱組態(tài)、區(qū)域名稱組態(tài)、操作站名稱組態(tài)、元名稱組態(tài)、區(qū)域名稱組態(tài)、操作站名稱組態(tài)、LCNLCN節(jié)點(diǎn)組節(jié)點(diǎn)組態(tài)、系統(tǒng)參數(shù)組態(tài)和卷目組態(tài)。態(tài)、系統(tǒng)參數(shù)組態(tài)和卷目組態(tài)。（2 2）數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)）數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)就是將工藝過(guò)程數(shù)據(jù)點(diǎn)及系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)就是將工藝過(guò)程數(shù)據(jù)點(diǎn)及系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行參數(shù)組態(tài)，其內(nèi)容隨系統(tǒng)構(gòu)成和工藝過(guò)程以及控制要求的不同數(shù)組態(tài)，其內(nèi)容隨系統(tǒng)構(gòu)成和工藝過(guò)程以及控制要求的不同而不同。它一般包括：而不同。它一般包括：HGHG數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)、邏輯塊組態(tài)、應(yīng)用模數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)、邏輯塊組態(tài)、應(yīng)用模塊數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)、計(jì)算機(jī)模塊數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)、數(shù)據(jù)點(diǎn)分配及塊

39、數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)、計(jì)算機(jī)模塊數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)、數(shù)據(jù)點(diǎn)分配及PMPM組組態(tài)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)。態(tài)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)點(diǎn)組態(tài)。（3 3）用戶畫(huà)面、格式報(bào)表和鍵定義組態(tài)）用戶畫(huà)面、格式報(bào)表和鍵定義組態(tài)根據(jù)用戶要求，采用圖形生成器（編輯器）設(shè)計(jì)顯示畫(huà)面、根據(jù)用戶要求，采用圖形生成器（編輯器）設(shè)計(jì)顯示畫(huà)面、表格及報(bào)表，并對(duì)鍵盤功能進(jìn)行定義。它一般包括工藝流程表格及報(bào)表，并對(duì)鍵盤功能進(jìn)行定義。它一般包括工藝流程、控制畫(huà)面、報(bào)警提示畫(huà)面、過(guò)程趨勢(shì)曲線畫(huà)面、提示信息、控制畫(huà)面、報(bào)警提示畫(huà)面、過(guò)程趨勢(shì)曲線畫(huà)面、提示信息畫(huà)面、記錄與表格畫(huà)面、生產(chǎn)和統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。畫(huà)面、記錄與表格畫(huà)面、生產(chǎn)和統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。27（4 4）區(qū)域數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組

40、組態(tài)）區(qū)域數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組組態(tài)一般一般DCSDCS數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)軟件提供完整的建立數(shù)據(jù)庫(kù)功能。數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)軟件提供完整的建立數(shù)據(jù)庫(kù)功能。數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)包括兩個(gè)部分：數(shù)據(jù)原始記錄輸入或修改；數(shù)據(jù)庫(kù)下庫(kù)組態(tài)包括兩個(gè)部分：數(shù)據(jù)原始記錄輸入或修改；數(shù)據(jù)庫(kù)下裝文件的生成。通過(guò)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)，可以指定哪些點(diǎn)的哪裝文件的生成。通過(guò)歷史數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)，可以指定哪些點(diǎn)的哪些參數(shù)需要保存歷史數(shù)據(jù)，以及歷史數(shù)據(jù)的記錄精度和保存些參數(shù)需要保存歷史數(shù)據(jù)，以及歷史數(shù)據(jù)的記錄精度和保存的時(shí)間等信息。的時(shí)間等信息。（5 5）控制算法組態(tài)）控制算法組態(tài)控制算法是指對(duì)集散控制系統(tǒng)中的控制器的功能塊的連接組控制算法是指對(duì)集散控制系統(tǒng)中的

41、控制器的功能塊的連接組合，是面向控制過(guò)程的?？刂扑惴ńM態(tài)的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)合，是面向控制過(guò)程的?？刂扑惴ńM態(tài)的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)“軟連軟連接接”?？刂扑惴ńM態(tài)一般采用兩種方式：功能框表填充法和。控制算法組態(tài)一般采用兩種方式：功能框表填充法和高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編程。高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編程。 框表填充法一般采用菜單提示問(wèn)題填空，功能框表填充連框表填充法一般采用菜單提示問(wèn)題填空，功能框表填充連接等非過(guò)程方式將組態(tài)信息裝入控制器。該方法是集散控制接等非過(guò)程方式將組態(tài)信息裝入控制器。該方法是集散控制系統(tǒng)中最常用的方法，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單明了，易懂易學(xué)。系統(tǒng)中最常用的方法，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單明了，易懂易學(xué)。28 采用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言時(shí)

42、，集散控制系統(tǒng)采用的高級(jí)語(yǔ)采用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言時(shí)，集散控制系統(tǒng)采用的高級(jí)語(yǔ)言一般有言一般有BASICBASIC、FORTRANFORTRAN、C C、梯形邏輯控制語(yǔ)言和一些專、梯形邏輯控制語(yǔ)言和一些專用控制語(yǔ)言。這些高級(jí)語(yǔ)言通過(guò)提供一些特殊專門語(yǔ)句來(lái)完用控制語(yǔ)言。這些高級(jí)語(yǔ)言通過(guò)提供一些特殊專門語(yǔ)句來(lái)完成控制器中各軟件模塊的連接。這種組態(tài)方式方便靈活，易成控制器中各軟件模塊的連接。這種組態(tài)方式方便靈活，易于實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的控制算法，但要求用戶具有一定的編程能于實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的控制算法，但要求用戶具有一定的編程能力。力。（6 6）特殊控制功能程序的編制）特殊控制功能程序的編制 有時(shí)為了完成某些特殊功

43、能，須采用高級(jí)語(yǔ)言，如有時(shí)為了完成某些特殊功能，須采用高級(jí)語(yǔ)言，如BASICBASIC、FORTRANFORTRAN、C C或?qū)Ｓ每刂普Z(yǔ)言編制所需的程序。該命令由命或?qū)Ｓ每刂普Z(yǔ)言編制所需的程序。該命令由命令處理菜單下的字處理軟件完成。令處理菜單下的字處理軟件完成。 總之，不同散控制系統(tǒng)都有自己的組態(tài)方式，且都有一定總之，不同散控制系統(tǒng)都有自己的組態(tài)方式，且都有一定的特點(diǎn)。具體組態(tài)方式需要根據(jù)使用時(shí)的具體情況來(lái)確定。的特點(diǎn)。具體組態(tài)方式需要根據(jù)使用時(shí)的具體情況來(lái)確定。298.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)n 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(fieldbus contro1 system (fieldbu

44、s contro1 system ，F(xiàn)CS)FCS)是一種以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的分布式網(wǎng)絡(luò)自是一種以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的分布式網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)，它既是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也是現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)化系統(tǒng)，它既是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也是現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。自動(dòng)化系統(tǒng)。n現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線(field bus)(field bus)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)(FCS)的產(chǎn)生，不僅變革了傳統(tǒng)的單一功能的模擬儀表的產(chǎn)生，不僅變革了傳統(tǒng)的單一功能的模擬儀表，將其改為綜合功能的數(shù)字儀表，而且變革了傳，將其改為綜合功能的數(shù)字儀表，而且變革了傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，將輸入、輸出、運(yùn)算和控統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，將輸入、輸出、運(yùn)算和

45、控制功能分散分布到現(xiàn)場(chǎng)總線儀表中，形成了全數(shù)制功能分散分布到現(xiàn)場(chǎng)總線儀表中，形成了全數(shù)字的徹底的分散控制系統(tǒng)。字的徹底的分散控制系統(tǒng)。308.2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線概述 現(xiàn)場(chǎng)總線使傳統(tǒng)的自動(dòng)化儀表和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)總線使傳統(tǒng)的自動(dòng)化儀表和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)和功能、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及安裝、調(diào)試等方面產(chǎn)產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)和功能、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及安裝、調(diào)試等方面產(chǎn)生了較大的變革，將傳統(tǒng)的模擬儀表變?yōu)閿?shù)字儀表，并將單生了較大的變革，將傳統(tǒng)的模擬儀表變?yōu)閿?shù)字儀表，并將單一的信號(hào)檢測(cè)功能變?yōu)榧瘷z測(cè)、運(yùn)算、控制和通信于一體的一的信號(hào)檢測(cè)功能變?yōu)榧瘷z測(cè)、運(yùn)算、控制和通信于一體的綜合功能?，F(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生，不

46、僅促使了具有綜合功能的數(shù)綜合功能?，F(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生，不僅促使了具有綜合功能的數(shù)字通信儀表的出現(xiàn)，而且促使了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的產(chǎn)生。字通信儀表的出現(xiàn)，而且促使了現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的產(chǎn)生。31n1 1. .現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)總線的產(chǎn)生 在工業(yè)生產(chǎn)控制中，要實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的在工業(yè)生產(chǎn)控制中，要實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的信息集成，與外界信息交換，在被控現(xiàn)場(chǎng)直接信息集成，與外界信息交換，在被控現(xiàn)場(chǎng)直接構(gòu)成測(cè)量、控制和通信一體化的綜合自動(dòng)化系構(gòu)成測(cè)量、控制和通信一體化的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，就必須設(shè)計(jì)出一種能在工業(yè)被控現(xiàn)場(chǎng)惡劣統(tǒng)，就必須設(shè)計(jì)出一種能在工業(yè)被控現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境下運(yùn)行、性能可靠、造價(jià)低廉的現(xiàn)場(chǎng)通信環(huán)境下運(yùn)行、性能

47、可靠、造價(jià)低廉的現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)就是具有信號(hào)輸入輸出、網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)就是具有信號(hào)輸入輸出、運(yùn)算、控制和通信功能的各種現(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)算、控制和通信功能的各種現(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并在被控現(xiàn)場(chǎng)直接構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)設(shè)備，并在被控現(xiàn)場(chǎng)直接構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與外界的信息交換。現(xiàn)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與外界的信息交換?，F(xiàn)場(chǎng)總線就是在這種背景下產(chǎn)生的。場(chǎng)總線就是在這種背景下產(chǎn)生的。32n七十年代以前，控制系統(tǒng)中采用模擬量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和控制七十年代以前，控制系統(tǒng)中采用模擬量對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和控制信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、傳遞，其精度差、受干擾影響大，因而整信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、傳遞，其精度差、受干擾影響

48、大，因而整個(gè)控制系統(tǒng)的控制效果及系統(tǒng)穩(wěn)定性在控制要求較高時(shí)難個(gè)控制系統(tǒng)的控制效果及系統(tǒng)穩(wěn)定性在控制要求較高時(shí)難以得到保證。以得到保證。n七十年代末，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器技術(shù)七十年代末，隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器技術(shù)得到很大發(fā)展。微處理器功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、通得到很大發(fā)展。微處理器功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、通過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌陔娐酚糜诳刂葡到y(tǒng)，控制效果得到提高，但過(guò)適當(dāng)?shù)慕涌陔娐酚糜诳刂葡到y(tǒng)，控制效果得到提高，但是仍然屬于集中式控制系統(tǒng)。是仍然屬于集中式控制系統(tǒng)。n隨著過(guò)程控制技術(shù)、自動(dòng)化儀表技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的隨著過(guò)程控制技術(shù)、自動(dòng)化儀表技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展

49、，新的控制系統(tǒng)（如集散控制系統(tǒng)）無(wú)論在結(jié)成熟和發(fā)展，新的控制系統(tǒng)（如集散控制系統(tǒng)）無(wú)論在結(jié)構(gòu)上還是在性能上都發(fā)生了巨大的飛躍，其基礎(chǔ)就是現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)上還是在性能上都發(fā)生了巨大的飛躍，其基礎(chǔ)就是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的產(chǎn)生?，F(xiàn)場(chǎng)總線是連接現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和自動(dòng)化總線技術(shù)的產(chǎn)生。現(xiàn)場(chǎng)總線是連接現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和自動(dòng)化控制設(shè)備的一種雙向串行、數(shù)字式、多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)，也控制設(shè)備的一種雙向串行、數(shù)字式、多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)，也被稱為現(xiàn)場(chǎng)底層設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)。被稱為現(xiàn)場(chǎng)底層設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)。33 19841984年，年，IntelIntel公司提出了一種計(jì)算機(jī)分布式控制總線公司提出了一種計(jì)算機(jī)分布式控制總線- -位總線（位總線（BITBUSB

50、ITBUS）。 19851985年由年由HoneywellHoneywell和和BaileyBailey等大公司發(fā)起，成立了等大公司發(fā)起，成立了WorldFIPWorldFIP，制定了，制定了FIPFIP協(xié)議。協(xié)議。 1987 1987年，由年，由SiemensSiemens，RosemountRosemount，橫河等幾家著名公司，橫河等幾家著名公司牽頭也成立了一個(gè)專門委員會(huì)，采用互操作系統(tǒng)協(xié)議（牽頭也成立了一個(gè)專門委員會(huì)，采用互操作系統(tǒng)協(xié)議（ISPISP）并制定了）并制定了PROFIBUSPROFIBUS協(xié)議。協(xié)議。 后來(lái)美國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)也制定了現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)后來(lái)美國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)也制定了現(xiàn)場(chǎng)

51、總線標(biāo)準(zhǔn)IEC/ISA SP50IEC/ISA SP50。 隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，逐漸形成了兩個(gè)互相競(jìng)爭(zhēng)的隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展，逐漸形成了兩個(gè)互相競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)場(chǎng)總線集團(tuán)：一個(gè)是以現(xiàn)場(chǎng)總線集團(tuán)：一個(gè)是以SiemensSiemens、Rosemount,Rosemount,橫河為首的橫河為首的ISPISP集團(tuán)；另一個(gè)是由集團(tuán)；另一個(gè)是由HoneywellHoneywell、BaileyBailey等公司牽頭的等公司牽頭的WorldFIPWorldFIP集團(tuán)。集團(tuán)。 1994 1994年，兩大集團(tuán)合并，成立現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)（年，兩大集團(tuán)合并，成立現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)（Fieldbus FoundationF

52、ieldbus Foundation），簡(jiǎn)稱），簡(jiǎn)稱FFFF。342.2.現(xiàn)場(chǎng)總線的定義現(xiàn)場(chǎng)總線的定義 根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)（根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)（Internationla Internationla Electrotechnical Commission, IECElectrotechnical Commission, IEC）標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)）標(biāo)準(zhǔn)和現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)（Fieldbus FoundationFieldbus Foundation，F(xiàn)FFF）的定義，）的定義，現(xiàn)場(chǎng)總線是連接現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)之間的數(shù)字式、串行、多點(diǎn)通訊的數(shù)據(jù)總線設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)之間的數(shù)字式、

53、串行、多點(diǎn)通訊的數(shù)據(jù)總線。一般認(rèn)為，現(xiàn)場(chǎng)總線是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)過(guò)程專用網(wǎng)絡(luò)，。一般認(rèn)為，現(xiàn)場(chǎng)總線是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)過(guò)程專用網(wǎng)絡(luò)，或工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)基層的自動(dòng)化測(cè)控設(shè)備之間傳送信或工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)基層的自動(dòng)化測(cè)控設(shè)備之間傳送信息的共同通路，它把通信線一直延伸到被控現(xiàn)場(chǎng)或被控設(shè)備，息的共同通路，它把通信線一直延伸到被控現(xiàn)場(chǎng)或被控設(shè)備，在被控現(xiàn)場(chǎng)直接構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)與控制系在被控現(xiàn)場(chǎng)直接構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成。目前國(guó)際上有統(tǒng)的集成。目前國(guó)際上有4040多種現(xiàn)場(chǎng)總線，但沒(méi)有任何一種現(xiàn)多種現(xiàn)場(chǎng)總線，但沒(méi)有任何一種現(xiàn)場(chǎng)總線能覆蓋所有的應(yīng)用面。目前應(yīng)

54、用比較多的有基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線能覆蓋所有的應(yīng)用面。目前應(yīng)用比較多的有基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（總線（FFFF）、）、LonWorksLonWorks、ProfibusProfibus、WorldFIPWorldFIP及及CANCAN總線等?？偩€等。35n 現(xiàn)場(chǎng)線的節(jié)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字現(xiàn)場(chǎng)線的節(jié)點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，現(xiàn)場(chǎng)總線數(shù)字儀表除了具有傳統(tǒng)模擬儀表的構(gòu)成外，還有儀表除了具有傳統(tǒng)模擬儀表的構(gòu)成外，還有A/DA/D、D/AD/A、微、微處理器及總線接口。處理器及總線接口。n 現(xiàn)場(chǎng)總線的傳輸介質(zhì)通常采用一般的雙絞線，并可以現(xiàn)場(chǎng)總線的傳輸介質(zhì)通常采用一般的雙絞線，并可以通過(guò)總線供電；也可以選

55、用同軸電纜、光纜或無(wú)線方式，通過(guò)總線供電；也可以選用同軸電纜、光纜或無(wú)線方式，甚至可以借用動(dòng)力電纜甚至可以借用動(dòng)力電纜( (如建筑物中的照明電纜如建筑物中的照明電纜) )。傳輸速。傳輸速率因類型而異，低速為幾十率因類型而異，低速為幾十kbpskbps，中速為幾百，中速為幾百kbpskbps，高速，高速為幾為幾MbpsMbps?，F(xiàn)場(chǎng)總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般有總線形、樹(shù)形或環(huán)?，F(xiàn)場(chǎng)總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般有總線形、樹(shù)形或環(huán)形結(jié)構(gòu)。形結(jié)構(gòu)。n 現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了通信協(xié)議，而且規(guī)定了控制現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了通信協(xié)議，而且規(guī)定了控制協(xié)議；既可以共享現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)協(xié)議；既可以共享現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)( (現(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)

56、備現(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備) )內(nèi)內(nèi)部的數(shù)據(jù)，也可以共享現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的功能塊，以便部的數(shù)據(jù)，也可以共享現(xiàn)場(chǎng)總線節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的功能塊，以便在現(xiàn)場(chǎng)總線組成控制回路?？傊?，現(xiàn)場(chǎng)總線有別于一般的在現(xiàn)場(chǎng)總線組成控制回路?？傊?，現(xiàn)場(chǎng)總線有別于一般的通信總線，它不僅是一種通信技術(shù)，而且是一種控制技術(shù)通信總線，它不僅是一種通信技術(shù)，而且是一種控制技術(shù)。368.2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）的特點(diǎn)n 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCSFCS）是指現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組）是指現(xiàn)場(chǎng)總線和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成的控制系統(tǒng)，它采用現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)把通信延伸到生產(chǎn)現(xiàn)成的控制系統(tǒng)，它采用現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)把通信延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)及設(shè)備，通過(guò)一

57、對(duì)傳輸線互連變送器、執(zhí)行器、服務(wù)器場(chǎng)及設(shè)備，通過(guò)一對(duì)傳輸線互連變送器、執(zhí)行器、服務(wù)器和網(wǎng)橋、輔助設(shè)備、監(jiān)控等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。和網(wǎng)橋、輔助設(shè)備、監(jiān)控等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。 實(shí)現(xiàn)了基于同一實(shí)現(xiàn)了基于同一總線標(biāo)準(zhǔn)的不同品牌產(chǎn)品統(tǒng)一組態(tài)，即實(shí)現(xiàn)了總線標(biāo)準(zhǔn)的不同品牌產(chǎn)品統(tǒng)一組態(tài)，即實(shí)現(xiàn)了 “ “即接即即接即用用”功能。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了功能塊分散化，將功能。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了功能塊分散化，將DCSDCS的的I/OI/O單元和單元和控制站分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，構(gòu)成虛擬控制站?？刂普痉稚⒌浆F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，構(gòu)成虛擬控制站。FCSFCS結(jié)構(gòu)如結(jié)構(gòu)如圖圖8-58-5所示。所示。37 38 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的模擬儀表控制系統(tǒng)、傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系

58、統(tǒng)打破了傳統(tǒng)的模擬儀表控制系統(tǒng)、傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，具有獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，具有獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。主主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1 1）FCSFCS的信號(hào)傳輸?shù)男盘?hào)傳輸“數(shù)字化數(shù)字化”。（2 2）系統(tǒng)的分散性。）系統(tǒng)的分散性。（3 3）產(chǎn)品的互操作性。）產(chǎn)品的互操作性。 （4 4）系統(tǒng)的開(kāi)放性。）系統(tǒng)的開(kāi)放性。（5 5）FCSFCS現(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性?，F(xiàn)場(chǎng)儀表或現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性。（6 6）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。 （7 7）FCSFCS設(shè)備的易維護(hù)性。設(shè)備的易維護(hù)性。（8 8）FCSFCS系統(tǒng)的高可靠性。系

59、統(tǒng)的高可靠性。 總之，現(xiàn)場(chǎng)總線是總之，現(xiàn)場(chǎng)總線是3C3C技術(shù)（計(jì)算機(jī)、通訊、控制）的融合。技術(shù)（計(jì)算機(jī)、通訊、控制）的融合。其技術(shù)特點(diǎn)是：信號(hào)輸出全數(shù)字、控制功能全分散、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)其技術(shù)特點(diǎn)是：信號(hào)輸出全數(shù)字、控制功能全分散、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一全開(kāi)放。新型的全數(shù)字控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，能充分發(fā)揮上層一全開(kāi)放。新型的全數(shù)字控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，能充分發(fā)揮上層系統(tǒng)調(diào)度、優(yōu)化、決策的功能。有利于企業(yè)實(shí)施綜合自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)度、優(yōu)化、決策的功能。有利于企業(yè)實(shí)施綜合自動(dòng)化策略，使企業(yè)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)化。策略，使企業(yè)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)化。398.2.3 幾種常用的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù) FCSFCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是現(xiàn)場(chǎng)總線，目前國(guó)際上存在多種現(xiàn)場(chǎng)

60、總系統(tǒng)的基礎(chǔ)是現(xiàn)場(chǎng)總線，目前國(guó)際上存在多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。自線標(biāo)準(zhǔn)。自2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代以來(lái)，一些現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)發(fā)年代以來(lái)，一些現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟并得到廣泛應(yīng)用。這些現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)各具特點(diǎn)，并展成熟并得到廣泛應(yīng)用。這些現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)各具特點(diǎn)，并形成了自己的產(chǎn)品系列，占有相當(dāng)大的市場(chǎng)份額。下面介形成了自己的產(chǎn)品系列，占有相當(dāng)大的市場(chǎng)份額。下面介紹幾種常用的現(xiàn)場(chǎng)總線。紹幾種常用的現(xiàn)場(chǎng)總線。401 1、基金會(huì)（、基金會(huì)（FFFF）現(xiàn)場(chǎng)總線）現(xiàn)場(chǎng)總線 基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(foundation field bus(foundation field bus，F(xiàn)F)FF)是為適應(yīng)生是為