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1、第 7章 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 知 識 點 ： 掌 握 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 的 基 本 概 念 及 技 術 特 點 掌 握 基 金 會 現 場 總 線 基 本 概 念 了 解 幾 種 典 型 的 現 場 總 線 了 解 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 的 構 成 了 解 Delta V系 統(tǒng) 的 構 成 及 技 術 特 點 了 解 Delta V現 場 總 線 系 統(tǒng) 設 計 上 需 要 注 意 的 問 題 結 合 實 例 理 解 Delta V現 場 總 線 系 統(tǒng) 在 生 產 裝 置 中的 應 用 技 能 點 ： 能 夠 根 據 配 置 現 場 設 備 計 算 單 根

2、 總 線 電 纜 長 度 結 合 實 例 學 習 Delta V系 統(tǒng) 的 組 態(tài) 結 合 實 例 掌 握 現 場 總 線 回 路 的 測 試 7.1 現 場 總 線 概 述7.1.1 現 場 總 線 的 基 本 概 念現 場 總 線 是 將 自 動 化 系 統(tǒng) 最 底 層 的現 場 控 制 器 和 現 場 智 能 儀 表 設 備 互連 的 實 時 控 制 通 信 網 絡 ?，F 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) （ FCS） 實 現 將 自 動 化系 統(tǒng) 現 場 控 制 裝 置 與 現 場 智 能 儀 表 互 連的 實 時 網 絡 控 制 系 統(tǒng) 。 現場總線的技術特點：現 場 總 線 的 優(yōu) 越

3、性 ：(1)系 統(tǒng) 的 開 放 性 (2)互 可 操 作 性 與 互 用 性 (3)現 場 設 備 的 智 能 化 與 功 能 自 治 性 (4)系 統(tǒng) 結 構 的 高 度 分 散 性 (5)對 現 場 環(huán) 境 的 適 應 性(1)節(jié) 省 硬 件 數 量 與 投 資 (2)節(jié) 省 安 裝 費 用 (3)節(jié) 省 維 護 開 銷 (4) 具 有 高 度 的 系 統(tǒng) 集 成 主 動 權 (5)提 高 了 系 統(tǒng) 的 準 確 性 與 可 靠 性 7.1.2 現 場 總 線 技 術 發(fā) 展 概 況 1.現 場 總 線 的 產 生 2.現 場 總 線 技 術 的 現 狀 3.現 場 總 線 技 術 的 發(fā)

4、 展 趨 勢 7.1.3 幾 種 典 型 的 現 場 總 線1.基 金 會 現 場 總 線2.Profibus 現 場 總 線3.ControlNet 現 場 總 線4.CAN總 線5.DeviceNet 總 線 6.LonWorks 總 線7.HART總 線8.Modbus總 線9.CC-Link總 線 7.2 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 構 成 原 理 圖 7.1 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 體 系 結 構 7.2.1 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 的 硬 件 構 成 1.測 量系 統(tǒng)2.控 制系 統(tǒng) 3.設 備 管理 系 統(tǒng)4.通 信系 統(tǒng) 5.計 算機 服 務6.數據 庫 圖

5、 7.1 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 體 系 結 構 7.2.2 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 的 軟 件 過 程 監(jiān) 控 層(數 據 網 絡 )現 場 控 制 層(控 制 網 絡 )企 業(yè) 管 理 層(數 據 網 絡 ) 7.3 Dleta V現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 簡 介 Delta V系 統(tǒng) 是 Fisher-Rosemount 公 司 依 據 現 場 總線 FF標 準 設 計 出 的 兼 容 現 場 總 線 功 能 的 全 新 控 制 系 統(tǒng) . 它 充 分 發(fā) 揮 眾 多 DCS 的 優(yōu) 勢 ， 如 系 統(tǒng) 的 安 全 性 、 冗 余功 能 、 集 成 的 用 戶 界

6、面 、 信 息 集 成 等 . 克 服 傳 統(tǒng) DCS的 不 足 ， 具 有 規(guī) 模 靈 活 可 變 、 使 用 簡 單 、維 護 方 便 的 特 點 。 7.3.1 系 統(tǒng) 概 述 7.3.2 Delta V系 統(tǒng) 的 構 成 圖 7.4 Delta V系 統(tǒng) 構 成 Delta V系 統(tǒng) 工 作 站(1)Professional Plus工作 站(2)Professional工 作 站 (3)操 作 員 工 作 站 (4)應 用 工 作 站 接 口系 統(tǒng) 軟 件 (1)Delta V Explorer軟 件 (2)Control Studio軟 件 (3)Graphics Studio軟

7、件 7.3.3 Delta V系 統(tǒng) 在 工 業(yè) 生 產 過 程 控 制 中 的 應 用1.系 統(tǒng) 結 構 圖 7.5 系 統(tǒng) 構 成 某 石 化 公 司 年 產 30萬 噸 聚 丙 烯 裝 置 擠 壓 風 送 單 元 采 用Delta V現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 。 系 統(tǒng) 共 使 用 2個 現 場 總 線 網 段 ，采 用 Emerson公 司 的 溫 度 變 送 器 848T來 檢 測 風 機 軸 承 溫 度 ，8臺 風 機 共 64個 溫 度 監(jiān) 控 點 。 聚 丙 烯 裝 置 擠 壓 風 送 單 元 共 有 8臺 風 機 ， 每 臺 風 機 有 8個電 機 繞 組 及 軸 承

8、溫 度 需 要 在 操 作 站 上 顯 示 并 報 警 。 一 旦 某臺 風 機 軸 承 溫 度 超 過 120 ， 聯 鎖 系 統(tǒng) 將 動 作 而 使 某 臺 風機 停 車 。 系 統(tǒng) 的 第 7個 控 制 器 的 第 24卡 設 置 為 H1卡 ， 并 設兩 個 冗 余 網 段 ， 每 個 網 段 配 置 4個 848T， 每 個 848T帶 8個 溫度 點 ， 系 統(tǒng) 的 構 成 如 圖 7.5所 示 。 圖 7.5 系 統(tǒng) 構 成848T是 安 裝 在 現 場 的 基于 基 金 會 現 場 總 線 的 8通道 溫 度 變 送 器 。H1卡 為 現 場 總 線 通 信 卡 ， H1卡 下

9、 帶有 2個 port（ 端 口 ） ， 每 個 端 口 帶 一個 網 段 即 2個 網 段 通 過 冗 余 的 P+F安全 柵 模 塊 （ HD2-FBPS-1500） 與 現 場總 線 儀 表 連 接 。 (1)在 硬 件 方 面 每 個 總 線 網 段 上 FF設 備 數 量 規(guī) 定 每 根 總 線 電 纜 長 度 規(guī) 定 每 個 總 線 網 段 電 源 的 規(guī) 定 FF總 線 電 纜 連 接 的 規(guī) 定 (2)在 軟 件 方 面 要 限 制 一 個 現 場 總 線 網 段 上 的 通 信 量 指 定 這 些 功 能 塊 是 在 現 場 總 線 設 備 中 執(zhí) 行 或 在 DCS 控 制

10、 器 中 執(zhí) 行 2.現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 設 計 時 需 要 注 意 的 問 題 3.組 態(tài) 過 程4.現 場 總 線 回 路 的 測 試 本 章 小 結 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 是 在 計 算 機 網 絡 技 術 、 通 信 技 術 、 微 電 子技 術 飛 速 發(fā) 展 的 基 礎 上 與 自 動 控 制 技 術 相 結 合 的 產 物 。 它 實 際 模 擬 式 儀 表 控 制 系 統(tǒng) 、 集 中 式 數 字 控 制 系 統(tǒng) 、 集 散 控制 系 統(tǒng) 后 的 新 一 代 控 制 系 統(tǒng) 。 本 章 介 紹 了 現 場 總 線 控 制 系 統(tǒng) 的 基 本 概 念 、 技

11、術 特 點 及 現 場 總線 控 制 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 、 現 狀 及 發(fā) 展 趨 勢 . 還 介 紹 了 CAN、 Lonwork、 Hart、 Modbus、 CC-LINK等 幾 種 典 型的 現 場 總 線 ， 重 點 介 紹 了 基 金 會 現 場 總 線 ， 其 前 生 是 以Fisher-Rosemount公 司 為 首 ， 1994年 聯 合 Honeywell公 司 成 立“ 現 場 總 線 基 金 會 （ Fieldbus Foundation） ” 。 該 基 金 會 匯 集 了 世 界 著 名 儀 表 、 自 動 化 設 備 、 DCS制 造 企 業(yè) 、 科 研 機

12、構 和 最 終 用 戶 ， 所 以 具 備 足 以 左 右 該 領 域 自 控 設 備 發(fā) 展方 向 的 能 力 ， 因 此 基 金 會 現 場 總 線 規(guī) 范 具 有 一 定 的 權 威 性 。 思 考 題 與 習 題1.現 場 總 線 的 定 義 是 什 么 ？2.現 場 總 線 有 哪 些 技 術 特 點 ？3.現 場 總 線 與 以 往 的 模 擬 式 控 制 系 統(tǒng) 、 數 字 式 控制 系 統(tǒng) 及 集 散 式 控 制 系 統(tǒng) 相 比 有 哪 些 優(yōu) 越 性 ？4.從 現 場 總 線 的 發(fā) 展 中 了 解 儀 表 控 制 系 統(tǒng) 經 過 哪幾 個 階 段 ？ 體 會 現 場 總 線 技 術 的 實 質 精 髓 是 什么 ？ 5.基 金 會 現 場 總 線 分 為 哪 兩 種 ？ 試 分 析 基 金 會 現 場總 線 技 術 的 通 信 模 型 。6.試 解 釋 通 信 系 統(tǒng) 的 一 些 基 本 術 語 。7.工 業(yè) 通 信 網 絡 有 幾 種 拓 撲 結 構 ？8.簡 述 Delta V系 統(tǒng) 的 構 成 及 技 術 特 點 。 思 考 題 與 習 題