DCS技术和现场总线技术的结合
DCS技术和现场总线技术的结合
发表时间：2017-11-20T12:09:46.303Z 来源：《电力设备》2017年第20期作者：庞东
[导读] 摘要：本文从现场总线技术与DCS系统的概念入手，分析现场总线技术和DCS系统的特点，再结合两者的在实际中的应用，从中了解到两者之间的内在联系，发现两者在将来的发展是一个统一的整体，DCS系统中必然用到现场总线技术，现场总线技术也将依附与DCS 系统中。
（图木舒克热电有限责任公司 843900）
摘要：本文从现场总线技术与DCS系统的概念入手，分析现场总线技术和DCS系统的特点，再结合两者的在实际中的应用，从中了解到两者之间的内在联系，发现两者在将来的发展是一个统一的整体，DCS系统中必然用到现场总线技术，现场总线技术也将依附与DCS系统中。最后得出DCS系统和现场总线控制系统结合发展的结论。
现场总线的概念
根据国际电工委员会IEC61158标准的定义，现场总线是指应用在制造过程区域现场装置和控制室内自动控制装置之间的包括数字式、多点、串行通信的数据总线，即工业数据总线。是开放式、数字化、多点通信的底层通信网络。以现场总线为技术核心的工业控制系统，称为现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System），它是自20世纪80年代末发展起来的新型网络集成式全分布控制系统。
其中，现场总线系统一般被称为第五代控制系统。第一代控制系统为50年代前的气动信号控制系统PCS，第二代为4~20mA等电动模拟信号控制系统，第三代为数字计算机集中式控制系统，第四代为70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS。
DCS的概念
DCS即所谓分布式控制系统，或称之为集散系统，是相对于集中控制系统而言的一种非常成熟的计算机控制系统，它是集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。1995年国际标准化组织（ISO）定义：DCS系统式一类满足大型工业生产和日益复杂的过程控制要求，从综合自动化角度出发，按功能集散，管理集中的原则构思，具有高度可靠性指标，将微处理技术、数字通讯技术、人机接口技术相结合，用于采集、过程控制和生产管理的综合控制系统。生产发展的需要，电子技术、计算机技术的发展，最早的基于大型机的直接数字控制技术即DDC技术，集中管理，集中控制，这些都促进了DCS技术的发展。
现场总线技术的特点
现场总线技术具有系统的开放性，互可操作性与互用性，现场设备的智能化与功能自治性，系统结构的高度分散性以及对现场环境的适应性等。
其中开放系统是指通信协议的公开，不同厂家的设备之间也可以互联并互相交换信息。一个开放系统可以与任何遵守相同标准的其他设备、系统相连接。这样用户才可以按照自己的需要把来自不同供应厂商的产品自由组合。
除此之外，现场总线技术还具备以下优点：节省硬件数量与投资，节省安装费用，节省维护开销，用户具有高度的系统集成主动权以及提高了系统的准确性与可靠性。
DCS系统的特点
DCS系统虽然形式多样，但是其具备的功能基本上是一样的，包括：输入处理功能、输出处理功能、控制功能、通信功能、人-机接口功能、自诊断功能以及冗余技术。运用分散控制和集中显示、集中操作、集中管理这一基本思想构成的DCS，具有的特点为：控制功能完善、完善的人-机联系和集中监控功能、系统扩展灵活、安全可靠性高、安装调试简单以及具有良好的性能价格比。
DCS和现场总线之间的一些联系
现场总线集成于DCS系统是现阶段控制网络的发展趋势：尽管用户对控制系统的结构改进表示欢迎，但他们并不希望对他们现有的仪表系统做大的改动。目前在现场总线的发展初期，大多数用户更倾向于对他们现有的仪表系统进行逐步的增添和替换；另一方面DCS系统及其仪表的消失或完全被取代，对于费用或人力而言也都是不合理的。现阶段最可行的方案是考虑如何使现场总线与传统的DCS系统尽可能地协同工作，这种集成方案能够得到灵活的系统组态，以适用于更广泛的、富于实用价值的应用。
根据DCS系统网络结构的特点，现场总线与DCS系统的集成方式主要有三种，分别是：
（1）现场总线于DCS系统中I/O总线的集成
其中，DCS系统中的I/O总线也是一种现场总线，现场总线与I/O总线的集成是不同总线协议之间的相互连通。在DCS系统I/O总线上集成现场总线的关键是通过一个现场总线接口卡挂到DCS的I/O总线上，原有的DCS的I/O总线上相对应的数据信息室现场总线当中的数据信息的映射。这种集成方式主要用于DCS系统稳定运行，规模较小的场合。优点是结构简单，缺点是现场总线接口卡限制了集成的规模。（2）现场总线于DCS系统网络层的集成
这种方式是通过接口卡，把现场总线挂到DCS系统的网络层中，可以通过DCS的操作站对现场总线中得控制信息和测量信息进行浏览和修改。这种方式的优点是原来在DCS控制器里的一些控制算法和计算功能可以下放到现场仪表中实现，并且在操作界面上得到相关参数和信息，不需要对控制站进行改动，对原系统影响比较小。
（3）现场总线与DCS系统并行集成
这种方式是一套通过网管与DCS系统实现信息互联的FCS系统，并且FCS系统和DCS系统是完全独立的。
除此之外，如果要把FCS系统与DCS系统完美的结合起来，有两个问题需要解决，其分别是DCS厂家充分开放DCS系统各层的通信协议和统一现场总线的通信协议标准。
传统DCS的分散控制是建立在分散的过程控制装置上的，过程控制装置与现场变送器以及执行器之间是通过模拟信号进行单向传输的，由于模拟量与数字量的转换与各种控制规模的运算都需要在过程控制装置内部完成，使得传输的信息量少，效率低，安装工作量大。随着现场仪表的智能化和数字化，现场总线设备的不断开发，使得DCS的控制功能下移到现场的变送器中成为可能，这样，就缩短了采样周期，提高了控制质量。
相比DCS系统，现场总线传输的信号是双向的，而且传输信息量大，而且操作人员可直接在控制室对现场仪表进行标定、校验和故障诊断等。这样的话，就减少了DCS的安装空间，I/O接口以及附属设备。
由于现场总线控制系统的众多优点，必将推动DCS系统的深刻变革。新一代的DCS都包含了各种形式的现场总线接口，用来支持多种
DCS与现场总线技术复习提纲
仅供参考，如有错误，及时修正 一、填空、名词解释、问答题 1、世界上第一台DCS系统。DCS的设计思想 答:Honeywell的TDC-2000。设计思想:集中管理，分散控制 2、DCS的硬件主要包括哪几种设备？ 答:CPU、电源卡件、数据库转发卡、I/O卡件、通讯电缆、机柜机笼等机械结构等。 3、4C技术 答:Computer, Communication, Control, CRT显示技术 4、模拟量输入模块的技术指标主要包括？ 答: 指标一:1、精度;2、分辨率;3、稳定度;4、温度漂移 指标二:1、输入阻抗;2、电气隔离;3、抗干扰能力;4、采样率; 5、阶跃响应指标; 6、建立时间。 5、DCS的体系结构包括哪几层？在哪里？有什么？各层的基本功能？ 答: 生产现场: 包括各种装置(仪表，变送器等)与控制计算机相连，对系统实施控制检测，接受上层的控制信息，向上层传递采集的数据。 现场控制层: 这一层主要由现场控制站(控制计算机)构成。主要完成控制功能，实现与现场构成闭环回路，向工业现场发出控制指令，向监控层传输采集到的数据。 生产监控层: 这一层主要有监控计算机，操作站，工程师站。实施综合监视过程各站所有信息集中显示操作，控制回路组态和参数修改和优化等功能。 生产管理层: 该层居于中央计算机之上并与办公自动化连接，负责全厂总体协调管理经营管理人事管理等 6、在DCS中应用较多的网络拓扑结构有哪四种？各自的特点？（P140）
7、IEC61131-3软件模型规定DCS/PLC使用哪五种编程语言 答:指令表、结构化文本、梯形图、功能块图、顺序功能图 8、DCS的主控制器的容量 答:主控制器容量指主控制器可以挂接的1/0数量和可装载的程序容量。 9、控制层软件、监督控制软件及组态软件分别安装和运行在DCS的什么硬件设备上？各完成什么功能？ 答:控制层软件: 安装和运行在现场控制站。主要完成各种控制功能包括回路控制，逻辑控制，顺序控制以及这些控制所必须针对现场设备连接的I/O处理。 监控软件: 安装运行于操作员站或工程师站上的软件主要完成操作人员所发出的各个命令的执行，图形与画面的显示，报警信息的显示处理，对现场各类检测数据采集的集中处理。 组态软件: 安装在工程师站中，主要完成系统的控制层软件和监控软件的组态功能。 10、操作站/工程师站的基本功能 答:
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ds及现场总线技术总结_技术工作总结 篇一：DCS和现场总线 DCS技术和现场总线 DCS及现场总线技术是由计算机、信号处理、测量、通信和人机接口等技术综合产生的一门应用技术。 DCS即所谓分布式控制，或称之为集散系统，是相对于集中控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。1995年国际标准化组织（ISO）定义：DCS系统式一类满足大型工业生产和日益复杂的过程控制要求，从综合自动化角度出发，按功能集散，管理集中的原则构思，具有高度可靠性指标，将微处理技术、数字通讯技术、人机接口技术相结合，用于采集、过程控制和生产管理的综合控制系统。 生产发展的需要，电子技术、计算机技术的发展，最早的基于大型机的直接数字控制技术即DDC技术，集中管理，集中控制，这些都促进了DCS技术的发展。DCS具有如下特点：1相同或类似的结构。 2分级递阶结构。 3计算机技术的应用。 4丰富的功能包。 5强有力友好的操作界面。 6高可靠性的技术。 DCS自70年代问世以来，很多公司各自推出了不同设计、风格各异的即使是同一厂家，其早期产品和近期产品也有不少的差异。但是，尽管种种的DCS千差万别，其核心却基本上是
一致的，我们可以简单的将其归纳为“三点一线”式的结构。“一线”是指DCS的骨架计算机网络，“三点”则是指连接在网络上的3个不同类型的节点。这3种不同类型的节点是：面向被控制过程现场的IO控制站；面向操作人员的控制站；面向DCS监督管理人员的工程师站。DCS主要的基本组成部分如下：1DCS的系统网络SNET 用于DCS的计算机网络很多方面的要求不同于通用的计算机网络。它是一个实时网络，也就是说，网络需要根据现场通信的实时性的要求，在确定的时限内完成信息的传送。 2现场IO控制站 现场IO控制站是完成对过程现场IO处理并实现直接数字控制（DDC）的网络节点。 3操作员站 DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（OI-Oeror Iere）或（MMI-M Mie Iere）功能的网络节点，其主要功能就是为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可以通过它及时了解现场的运行状态、各种运行参数的当前值、是否有异常情况发生等。 4工程师站 工程师站是对DCS进行离线的配置、组态工作和在线的系统的监督、控制、维护的网络节点。其主要功能是提供对DCS 进行组态、配置工作的工具软件，并在DCS在线运行实时的监控DCS网络上各个节点的运行情况，使系统工程师站及时调整系统配置及一些系统参数的设定，使DCS随时处在最佳的工作状态之下。 现场总线是指以工厂内的测量和控制机器间的数字通讯为
DCS技术和现场总线技术的结合
DCS技术和现场总线技术的结合 发表时间：2017-11-20T12:09:46.303Z 来源：《电力设备》2017年第20期作者：庞东 [导读] 摘要：本文从现场总线技术与DCS系统的概念入手，分析现场总线技术和DCS系统的特点，再结合两者的在实际中的应用，从中了解到两者之间的内在联系，发现两者在将来的发展是一个统一的整体，DCS系统中必然用到现场总线技术，现场总线技术也将依附与DCS 系统中。 （图木舒克热电有限责任公司 843900） 摘要：本文从现场总线技术与DCS系统的概念入手，分析现场总线技术和DCS系统的特点，再结合两者的在实际中的应用，从中了解到两者之间的内在联系，发现两者在将来的发展是一个统一的整体，DCS系统中必然用到现场总线技术，现场总线技术也将依附与DCS系统中。最后得出DCS系统和现场总线控制系统结合发展的结论。 现场总线的概念 根据国际电工委员会IEC61158标准的定义，现场总线是指应用在制造过程区域现场装置和控制室内自动控制装置之间的包括数字式、多点、串行通信的数据总线，即工业数据总线。是开放式、数字化、多点通信的底层通信网络。以现场总线为技术核心的工业控制系统，称为现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System），它是自20世纪80年代末发展起来的新型网络集成式全分布控制系统。 其中，现场总线系统一般被称为第五代控制系统。第一代控制系统为50年代前的气动信号控制系统PCS，第二代为4~20mA等电动模拟信号控制系统，第三代为数字计算机集中式控制系统，第四代为70年代中期以来的集散式分布控制系统DCS。 DCS的概念 DCS即所谓分布式控制系统，或称之为集散系统，是相对于集中控制系统而言的一种非常成熟的计算机控制系统，它是集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。1995年国际标准化组织（ISO）定义：DCS系统式一类满足大型工业生产和日益复杂的过程控制要求，从综合自动化角度出发，按功能集散，管理集中的原则构思，具有高度可靠性指标，将微处理技术、数字通讯技术、人机接口技术相结合，用于采集、过程控制和生产管理的综合控制系统。生产发展的需要，电子技术、计算机技术的发展，最早的基于大型机的直接数字控制技术即DDC技术，集中管理，集中控制，这些都促进了DCS技术的发展。 现场总线技术的特点 现场总线技术具有系统的开放性，互可操作性与互用性，现场设备的智能化与功能自治性，系统结构的高度分散性以及对现场环境的适应性等。 其中开放系统是指通信协议的公开，不同厂家的设备之间也可以互联并互相交换信息。一个开放系统可以与任何遵守相同标准的其他设备、系统相连接。这样用户才可以按照自己的需要把来自不同供应厂商的产品自由组合。 除此之外，现场总线技术还具备以下优点：节省硬件数量与投资，节省安装费用，节省维护开销，用户具有高度的系统集成主动权以及提高了系统的准确性与可靠性。 DCS系统的特点 DCS系统虽然形式多样，但是其具备的功能基本上是一样的，包括：输入处理功能、输出处理功能、控制功能、通信功能、人-机接口功能、自诊断功能以及冗余技术。运用分散控制和集中显示、集中操作、集中管理这一基本思想构成的DCS，具有的特点为：控制功能完善、完善的人-机联系和集中监控功能、系统扩展灵活、安全可靠性高、安装调试简单以及具有良好的性能价格比。 DCS和现场总线之间的一些联系 现场总线集成于DCS系统是现阶段控制网络的发展趋势：尽管用户对控制系统的结构改进表示欢迎，但他们并不希望对他们现有的仪表系统做大的改动。目前在现场总线的发展初期，大多数用户更倾向于对他们现有的仪表系统进行逐步的增添和替换；另一方面DCS系统及其仪表的消失或完全被取代，对于费用或人力而言也都是不合理的。现阶段最可行的方案是考虑如何使现场总线与传统的DCS系统尽可能地协同工作，这种集成方案能够得到灵活的系统组态，以适用于更广泛的、富于实用价值的应用。 根据DCS系统网络结构的特点，现场总线与DCS系统的集成方式主要有三种，分别是： （1）现场总线于DCS系统中I/O总线的集成 其中，DCS系统中的I/O总线也是一种现场总线，现场总线与I/O总线的集成是不同总线协议之间的相互连通。在DCS系统I/O总线上集成现场总线的关键是通过一个现场总线接口卡挂到DCS的I/O总线上，原有的DCS的I/O总线上相对应的数据信息室现场总线当中的数据信息的映射。这种集成方式主要用于DCS系统稳定运行，规模较小的场合。优点是结构简单，缺点是现场总线接口卡限制了集成的规模。（2）现场总线于DCS系统网络层的集成 这种方式是通过接口卡，把现场总线挂到DCS系统的网络层中，可以通过DCS的操作站对现场总线中得控制信息和测量信息进行浏览和修改。这种方式的优点是原来在DCS控制器里的一些控制算法和计算功能可以下放到现场仪表中实现，并且在操作界面上得到相关参数和信息，不需要对控制站进行改动，对原系统影响比较小。 （3）现场总线与DCS系统并行集成 这种方式是一套通过网管与DCS系统实现信息互联的FCS系统，并且FCS系统和DCS系统是完全独立的。 除此之外，如果要把FCS系统与DCS系统完美的结合起来，有两个问题需要解决，其分别是DCS厂家充分开放DCS系统各层的通信协议和统一现场总线的通信协议标准。 传统DCS的分散控制是建立在分散的过程控制装置上的，过程控制装置与现场变送器以及执行器之间是通过模拟信号进行单向传输的，由于模拟量与数字量的转换与各种控制规模的运算都需要在过程控制装置内部完成，使得传输的信息量少，效率低，安装工作量大。随着现场仪表的智能化和数字化，现场总线设备的不断开发，使得DCS的控制功能下移到现场的变送器中成为可能，这样，就缩短了采样周期，提高了控制质量。 相比DCS系统，现场总线传输的信号是双向的，而且传输信息量大，而且操作人员可直接在控制室对现场仪表进行标定、校验和故障诊断等。这样的话，就减少了DCS的安装空间，I/O接口以及附属设备。 由于现场总线控制系统的众多优点，必将推动DCS系统的深刻变革。新一代的DCS都包含了各种形式的现场总线接口，用来支持多种
dcs及现场总线技术总结
dcs及现场总线技术总结 各位读友大家好，此文档由网络收集而来，欢迎您下载，谢谢 是XX最新发布的《dcs及现场总线技术总结》的详细范文参考文章，感觉很有用处，这里给大家转摘到XX。篇一：DCS技术和现场总线 DCS技术和现场总线 DCS及现场总线技术是由计算机、信号处理、测量控制、网络通信和人机接口等技术综合产生的一门应用技术。 DCS即所谓分布式控制系统，或称之为集散系统，是相对于集中控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。1995年国际标准化组织（ISO）定义：DCS系统式一类满足大型工业生产和日益复杂的过程控制要求，从综合自动化角度出发，按功能集散，管理集中的原则构思，具有高度可靠性指标，
将微处理技术、数字通讯技术、人机接口技术相结合，用于采集、过程控制和生产管理的综合控制系统。 生产发展的需要，电子技术、计算机技术的发展，最早的基于大型机的直接数字控制技术即DDC技术，集中管理，集中控制，这些都促进了DCS技术的发展。DCS具有如下特点： 1.相同或类似的结构。 2.分级递阶结构。 3.计算机技术的应用。 4.丰富的功能软件包。 5.强有力友好的操作界面。 6.高可靠性的技术。 DCS自70年代问世以来，很多公司各自推出了不同设计、风格各异的即使是同一厂家，范文TOP100其早期产品和近期产品也有不少的差异。但是，尽管种种的DCS千差万别，其核心却基本上是一致的，我们可以简单的将其归纳为“三点一线”式的结构。“一线”是指DCS的骨架计算机网络，“三点”则是指
连接在网络上的3个不同类型的节点。这3种不同类型的节点是：面向被控制过程现场的I/O控制站；面向操作人员的控制站；面向DCS监督管理人员的工程师站。DCS主要的基本组成部分如下：的系统网络SNET 用于DCS的计算机网络很多方面的要求不同于通用的计算机网络。它是一个实时网络，也就是说，网络需要根据现场通信的实时性的要求，在确定的时限内完成信息的传送。 2.现场I/O控制站 现场I/O控制站是完成对过程现场I/O处理并实现直接数字控制（DDC）的网络节点。 3.操作员站 DCS的操作员站是处理一切与运行操作有关的人机界面（OI-Operator Interface）或（MMI-Man Machine Interface）功能的网络节点，其主要功能就是为系统的运行操作人员提供人机界面，使操作员可以通过它及时了解现场
DCS与现场总线课程设计(DOC)
课程设计说明书 名称DCS与现场总线技术典型工程应用案例分析 ——DCS在锅炉系统中的应用2012年6月11日至2012年6月15日共1 周 院系电子信息工程系 班级10电气2 姓名 学号 系主任张红兵 教研室主任邓建平 指导教师
目录 第一章绪论 (2) 1.1 DCS与现场总线技术 (2) 1.1.1 集散控制系统（DCS）及其应用 (2) 1.1.2现场总线控制系统（FCS）及其应用 (5) 1.2 典型工程应用案例介绍 (6) 第二章 DCS在锅炉系统中的应用案例分析 (8) 2.1方案的总体设计分析 (8) 2.2案例的系统结构和硬件配置分析 (8) 2.2.1 系统硬件配置 (8) 2.2.2 现场控制站设备配置 (10) 2.3案例的可靠性设计及组态分析 (12) 2.3.1 DCS系统的可靠性原理 (12) 2.3.2 锅炉系统中DCS组态 (13) 2.4案例的抗干扰措施 (13) 2.4.1电源系统的干扰及应采取的措施 (14) 2.4.2电磁干扰及应采取的措施 (14) 2.4.3信号线的传送干扰及应采取的措施 (14) 2.4.4防止静电干扰的措施 (14) 第三章总结 (16) 3.1对上述系统分析 (16) 3.2 心得体会 (16) 参考文献 (17) 附录 (18)
第一章绪论 1.1 DCS与现场总线技术 DCS及现场总线技术是由计算机、信号处理、测量控制、网络通信和人机接口等技术综合产生的一门应用技术。 1.1.1 集散控制系统（DCS）及其应用 集散型控制系统(DCS)的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和现场前端分散控制相统一的新型控制技术。它的出现是工业控制的一个里程碑。工业过程控制的发展逐步从单机监控、直接数字控制发展到集散控制，也必将由集散控制进展到拥有更广阔应用前景的计算机集成制造，近几年的计算机集成制造(CIMS)技术的成就足以证明这一点。 1、集散控制系统 集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。 集散控制系统一般有以下四部分组成： 一、现场控制级 又称数据采集装置，主要是将过程非控变量进行数据采集和预处理，而且对实时数据进一步加工处理，供CRT操作站显示和打印，从而实现开环监视，并将采集到的数据传输到监控计算机。输出装置在有上位机的情况下，能以开关量或者模拟量信号的方式，向终端元件输出计算机控制命令。 二、过程控制级 又称现场控制单元或基本控制器，是DCS系统中的核心部分。生产工艺的调节都是靠
DCS数据通讯与现场总线技术
摘要：针对河北金万泰化肥有限责任公司1#、2#两台75t循环硫化床锅炉所采用macs dcs 分散控制系统分析，讨论dcs数据通讯与现场总线的有效结合，阐述通讯网络组成与架构，剖析profibus-dp总线在实际化工生产领域的应用。 关键词：数据通讯；profibus；现场总线技术；dcs 一、概述 河北金万泰化肥有限责任公司1#、2#两台75t循环硫化床锅炉，均采用了北京和利时系统工程股份有限公司生产的macs dcs分散控制系统。各系统设有现场控制站1台、工程师站兼操作员站1台、服务器兼操作员站2台、通讯站1台。系统投运后我公司的安全生产水平和循环硫化床锅炉的自动化水平有了一个整体的提高。 二、现场总线技术和dcs技术 现场总线（fieldbus）是从20世纪80年代以来逐步发展形成的，广泛应用于过程自动化领域的现场智能设备互连通信网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场和控制设备之间及其与更高控制管理层之间的联系。国际电工委员会（iec）将现场总线定义为：现场总线是连接工业现场的仪表与设置在控制室内控制设备的数字化、串行、双向、多变量、多节点的通信网络。其特点是设计安装方便，易于维护和扩展，可以节约软硬件投资等等，被称为第五代控制系统，成为工业自动化发展的趋势。 三、通信网络组成 北京和利时系统工程股份有限公司生产的macs dcs分散控制系统的网络由上到下分为监控网络、系统网络和控制网络三个层次。监控网络实现工程师站、操作员站、高级计算站与系统服务器的互连，系统网络实现现场控制站与系统服务器的互连，控制网络采用了目前世界上先进的现场总线技术（profibus-dp总线），实现现场控制站与过程i/o单元的通讯。 （一）监控网络为冗余高速以太网链路，使用五类屏蔽双绞线将各个通讯节点连接到中心交换机上。该网络中主要的通讯节点有工程师站、操作员站、现场控制站，采用tcp/ip 通讯协议，不仅可以提供100mb/bps的数据连接，还可以连接到我公司实时数据监控网络，使调度室及公司高管对工艺生产情况实时掌握，并对各种计量仪表的数据全天候不间断进行记录。监控网络各个节点固定分配ip地址进行标识。为实现监控网络的冗余，网中每个节点的主机都配有两块以太网卡，分别连接到130网段和131网段的交换机上。监控网络的前两位ip地址已作了规定，分别为130.0和131.0，工程师站、操作员站ip地址的后两位则可以自行定义。各操作员站和服务站ip地址设置如表所示。 （二）系统网络为冗余高速工业以太网链路，使用五类屏蔽双绞线将各个通讯节点连接到中心交换机上，该网络中主要的通讯节点有服务站，现场控制站，采用hsie通讯协议和tcp/ip通讯协议。 工业以太网具有如下特性： 实时性：确定性实时以太网通讯协议令牌调度算法保证了通讯的实时性。 开放性：兼容tcp/ip通讯协议。 安全性：防止“冲击波”等病毒对现场控制站的影响。 稳定性：单网网络风暴不影响通信，双网网络风暴不影响现场控制站控制。 易维护性：使用标准以太网硬件，降低维护人员培训成本、备品备件成本。 （三）控制网络。控制网络位于现场控制站内部，主控单元和i/o单元都连接在profibus-dp总线上，采用带屏蔽的双绞铜线进行连接，利用现场总线实现各个单元的数据传输，由于工程师站下装现场控制站是通过tcp/ip协议进行，因此现场控制站需要设置ip 地址。现场控制站主控单元ip地址的后两位由程序自动分配，工程师站、操作员站ip地址的后两位则可以自行定义。他们的ip地址设置是通过一个拔码开关来实现的。
现场总线技术及控制系统
现场总线技术及控 制系统
现场总线技术及控制系统 摘要:文章介绍了现场总线的概念,回顾了其产生及发展历程,分析了现场总线控制系统相对于集散控制系统的特点和优点。针对当前流行的几种现场总线,简要介绍了各自的技术特色,指出控制系统的开放互连是发展的必然。 关键词:现场总线,集散控制系统,分布式控制,FCS,DCS,开放式互连系统 一、前言 七十年代以前,控制系统中采用模拟量对传输及控制信号进行转换、传递,其精度差、受干扰信号影响大,因而整个控制系统的控制效果及系统稳定性都很差。七十年代末,随着大规模集成电路的出现,微处理器技术得到很大发展。微处理器功能强、体积小、可靠性高、经过适当的接口电路用于控制系统,控制效果得到提高;可是尽管如此,还是属于集中式控制系统。随着过程控制技术、自动化仪表技术和计算机网络技术的成熟和发展,控制领域又发生了一次技术变革。这次变革使传统的控制系统(如集散控制系统)无论在结构上还是在性能上都发生了巨大的飞跃,这次变革的基础就是现场总线技术的产生。
现场总线是连接现场智能设备和自动化控制设备的双向串行、数字式、多节点通信网络,它也被称为现场底层设备控制网络(INFRANET)。80年代以来,各种现场总线技术开始出现,人们要求对传统的模拟仪表和控制系统变革的呼声也越来越高,从而使现场总线成为一次世界性的技术变革浪潮。美国仪表协会(ISA)于1984年开始制订现场总线标准,在欧洲有德国的PROFIBUS和法国的FIP等,各种现场总线标准陆续形成。其中主要的有:基金会现场总线FF(Foundation Fieldbus)、控制局域网络CAN(Controller Area Network)、局部操作网络LonWorks(Local Operating Network)、过程现场总线PROFIBUS(Process Field Bus)和HART协议(Highway Addressable Remote Transducer)等。可是,总线标准的制定工作并非一帆风顺,由于行业与地域发展等历史原因,加上各公司和企业集团受自身利益的驱使,致使现场总线的国际化标准工作进展缓慢。可是不论如何,制定单一的开放国际现场总线标准是发展的必然。 二、当前流行的几类现场总线 1、基金会现场总线FF 基金会现场总线FF是在过程自动化领域得到广泛支持和具有良好发展前景的一种技术。其前身是以美国Fisher－Rosemount公司为首,联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制定的ISP协议和以Honeywell公司为首,联合欧洲等地150家公司制定的World
现场总线技术与应用做题及答案
8:20:02下午9/12/201915 现场总线技术与应用做题及答案 什么是现场总线？ 答：根据国际电工委员会IEC（International Electrotechnical Commision）标准和现场基金会FF(Fieldbus Foundation)的定义，现场 总线的概念一般为：一种用于智能化现场设备和自动化系统的开放式、数 字化、双向串行、多节点的底层通信总线。 现场总线的本质含义表现在哪些方面？ 答：1．现场通信网络；2．现场设备互联；3．互操作性；4．分散功能块；5．通信线供电；6．开放式互联网络。 现场总线有哪些优点？ 答：1．全数字化；2．全分布；3．双向传输；4．自诊断；5．节省布线及控制室空间；6．多功能仪表；7．开放性；8．互操作性；9．智 能化与自治性 现场总线有哪几种典型类型？它们各有什么特点？ 答：常用的现场总线有5种类型，它们的特点如下表所示。
现场总线系统（FCS）与传统的集散型控制系统（DCS）相比较，有哪些特点？ 答：1．数字式通信方式取代设备级的模拟量（如4~20mA，0~5V等信号）和开关量信号。 2．在车间级与设备级通信的数字化网络。 3．现场总线是工厂自动化过程中现场级通信的一次数字化革命。 4．现场总线使自控系统与设备加入工厂信息网络，成为企业信息网络底
层，使企业信息沟通的覆盖范围一直延伸到生产现场。 5．在CIMS系统中，现场总线是工厂计算机网络到现场级设备的延伸，是支撑现场级与车间级信息集成的技术基础。 现场设备有哪些部分组成？它们的各自作用是什么？ 答：现场设备或现场仪表是指变送器、执行器、服务器和网桥、辅助设备以及监控设备等。这些设备可通过双绞线、同轴电缆、光缆和电源线等传输线 进行互联。 （1）变送器常用的变送器有温度、压力、流量、物位和分析五大类，它既有检测、变换和补偿功能，又有PID控制和运算功能。 （2）执行器常用的执行器有电动和气动两大类。执行器的基本功能是控制信号的驱动和执行，还内含调节阀输出特性补偿、PID控制和 运算功能，另外有阀门特性自动校验和自诊断功能。 （3）服务器和网桥服务器下接H1和H2，上接局域网LAN（Local Area Network）；网桥上接H2，下接H1。 （4）辅助设备辅助设备有H1/气压转换器、H1/电流转换器、电流/H1转换器、安全栅、总线电源、便携式编程器等。 （5）监控设备监控设备主要有工程师站、操作员站和计算机站，工程师站提供现场总线控制系统组态，操作员站实现工艺操作与监视， 计算机站用于优化控制和建模。
现场总线与DCS系统
题目：现场总线技术与DCS系统 Fieldbus technology and Total Distributed Control System 摘要： 本文先从现场总线技术与DCS系统的概念入手，分析了现场总线技术和DCS系统的特点，再详细研究了两者的起源与发展，从中了解到了两者之间的内在联系，发现两者在将来的发展是一个统一的整体，DCS系统中必然用到现场总线技术，现场总线技术也将依附与DCS系统中。最后得出DCS系统向着现场总线控制系统方向发展的结论。 关键字：现场总线，集散控制系统，通信系统，发展，网络结构 Summary: This article start with the concept of fieldbus technology and Total Distributed Control System, analysis characteristics of them, and then, further detailed study of the origin and development of both of them, learned the intrinsic link between the two system,and find that in the future development,they are an overall. DCS is bound to use fieldbus technology, and fieldbus technology will be also attached with the DCS. Finally we can have a conclusion that the DCS toward the direction of the fieldbus control system. Keyword: Fieldbus Control System, Total Distributed Control System, Communication system, development, Network structure