《現(xiàn)場總線技術現(xiàn)場總線概述學習教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《現(xiàn)場總線技術現(xiàn)場總線概述學習教案（82頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、會計學1第一頁，共82頁。2第1頁/共81頁第二頁，共82頁。3第2頁/共81頁第三頁，共82頁。第3頁/共81頁第四頁，共82頁。第4頁/共81頁第五頁，共82頁。第5頁/共81頁第六頁，共82頁。 DCS系統(tǒng)(xtng)技術第6頁/共81頁第七頁，共82頁。第7頁/共81頁第八頁，共82頁。 測控系統(tǒng)發(fā)展歷程測控系統(tǒng)發(fā)展歷程一、基地式氣動儀表（生產現(xiàn)場）一、基地式氣動儀表（生產現(xiàn)場）二、氣動、電動系列的單元組合式儀表（集中控制室）二、氣動、電動系列的單元組合式儀表（集中控制室）三、直接式數(shù)字控制系統(tǒng)三、直接式數(shù)字控制系統(tǒng) 危險集中，可靠性差危險集中，可靠性差四、四、DCS (Distrib

2、uted Control SystemDCS (Distributed Control System，集散控制系統(tǒng)，集散控制系統(tǒng)) ) 顯示、操作、管理集中；控制、負載顯示、操作、管理集中；控制、負載(fzi)(fzi)、危險分散；自封閉，、危險分散；自封閉，“信息孤島信息孤島”五、五、FCS (Fieldbus Control SystemFCS (Fieldbus Control System，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)) ) 開放，全分布式的控制系統(tǒng)開放，全分布式的控制系統(tǒng)六、工業(yè)以太網控制系統(tǒng)六、工業(yè)以太網控制系統(tǒng) ( (第六代控制系統(tǒng)，正在發(fā)展中第六代控制系統(tǒng)，正在發(fā)展中)

3、)第8頁/共81頁第九頁，共82頁。（1 1）基地式氣動）基地式氣動(q dn)(q dn)儀表控制系儀表控制系統(tǒng)統(tǒng)氣動基地式氣動基地式可調壓力可調壓力(yl)(yl)調節(jié)儀調節(jié)儀氣動基地式氣動基地式液位調節(jié)儀液位調節(jié)儀第9頁/共81頁第十頁，共82頁。（1 1）綜合與集中：基地式儀表把必要的功能部件全集中在一）綜合與集中：基地式儀表把必要的功能部件全集中在一個儀表之內，只需配上調節(jié)閥便可構成個儀表之內，只需配上調節(jié)閥便可構成(guchng)(guchng)一個調一個調節(jié)系統(tǒng)；節(jié)系統(tǒng)；（2 2）基地式儀表系統(tǒng)結構簡單）基地式儀表系統(tǒng)結構簡單(jindn)(jindn)，不需要變送器，不需要變送

4、器，使用維護方便、防爆。由于安裝在現(xiàn)場，因而測量和輸出，使用維護方便、防爆。由于安裝在現(xiàn)場，因而測量和輸出的管線很短?；厥絻x表減少了氣動儀表傳送帶滯后的缺點的管線很短?；厥絻x表減少了氣動儀表傳送帶滯后的缺點，有助于調節(jié)性能的改善；，有助于調節(jié)性能的改善；（3 3）基地式儀表的缺點是功能較簡單，不便于）基地式儀表的缺點是功能較簡單，不便于(biny)(biny)組成復雜的調節(jié)組成復雜的調節(jié)系統(tǒng)，外殼尺寸大，精度稍低。由于不能實現(xiàn)多種參數(shù)的集中顯示與控制系統(tǒng)，外殼尺寸大，精度稍低。由于不能實現(xiàn)多種參數(shù)的集中顯示與控制，也在一定程度上限制了基地式儀表的應用范圍。，也在一定程度上限制了基地式儀表的

5、應用范圍。（1 1）基地式氣動儀表控制系統(tǒng)）基地式氣動儀表控制系統(tǒng) 基地式氣動儀表控制系統(tǒng)特點基地式氣動儀表控制系統(tǒng)特點第10頁/共81頁第十一頁，共82頁。（1 1）基地式氣動儀表控制系統(tǒng)）基地式氣動儀表控制系統(tǒng)第11頁/共81頁第十二頁，共82頁。（2 2）氣動、電動系列）氣動、電動系列(xli)(xli)的單元組的單元組合式儀表合式儀表（模擬儀表控制系統(tǒng)）（模擬儀表控制系統(tǒng)）第12頁/共81頁第十三頁，共82頁。（2 2）氣動、電動系列）氣動、電動系列(xli)(xli)的單元組合的單元組合式儀表式儀表（模擬儀表控制系統(tǒng)）（模擬儀表控制系統(tǒng)）第13頁/共81頁第十四頁，共82頁。（2 2

6、）氣動）氣動(q dn)(q dn)、電動系列的單元、電動系列的單元組合式儀表組合式儀表（模擬儀表控制系統(tǒng)）（模擬儀表控制系統(tǒng)）第14頁/共81頁第十五頁，共82頁。（2 2）氣動、電動系列）氣動、電動系列(xli)(xli)的單元組合式的單元組合式儀表儀表（模擬儀表控制系統(tǒng)）（模擬儀表控制系統(tǒng)）第15頁/共81頁第十六頁，共82頁。第16頁/共81頁第十七頁，共82頁。第17頁/共81頁第十八頁，共82頁。第18頁/共81頁第十九頁，共82頁。第19頁/共81頁第二十頁，共82頁。第20頁/共81頁第二十一頁，共82頁。中央(zhngyng)控制室各站監(jiān)控室現(xiàn)場(xinchng)PLC第21

7、頁/共81頁第二十二頁，共82頁。第22頁/共81頁第二十三頁，共82頁。第23頁/共81頁第二十四頁，共82頁。第24頁/共81頁第二十五頁，共82頁。第25頁/共81頁第二十六頁，共82頁。第26頁/共81頁第二十七頁，共82頁。第27頁/共81頁第二十八頁，共82頁。第28頁/共81頁第二十九頁，共82頁?，F(xiàn)場總線技術(jsh)概述 現(xiàn)現(xiàn) 場場 總總 線線 控控 制制 系系 統(tǒng)統(tǒng) (FCS) (FCS) 布布 線線 方方 式式第29頁/共81頁第三十頁，共82頁。 混合控制混合控制(kngzh)(kngzh)模式（模式（DCS+FCSDCS+FCS）第30頁/共81頁第三十一頁，共82頁

8、?，F(xiàn)場總線技術(jsh)概述 FCSDCSI/O CPU.站站第31頁/共81頁第三十二頁，共82頁。 FCSDCSI/OI.SI.SI.SI.SI.S第32頁/共81頁第三十三頁，共82頁。 FCSDCSI/O CPU.FCSDCSAIAOPIDAIAIAOPIDPID第33頁/共81頁第三十四頁，共82頁。 FCS FCS與與DCSDCSFCSDCSI/O CPU.FCSDCSFCSDCSFCSFCS信息信息(xnx)(xnx)是雙向的是雙向的DCSDCS信息信息(xnx)(xnx)是單向的是單向的第34頁/共81頁第三十五頁，共82頁。1. 1. 現(xiàn)場總線的現(xiàn)場設備在不同現(xiàn)場總線的現(xiàn)場設

9、備在不同(b tn)(b tn)程度上都具有數(shù)字計算和程度上都具有數(shù)字計算和數(shù)字通信能力。數(shù)字通信能力。這一方面提高了信號的測量、控制和傳輸精度，同時為豐富控制信息這一方面提高了信號的測量、控制和傳輸精度，同時為豐富控制信息的內容、實現(xiàn)其遠程傳送創(chuàng)造了條件。的內容、實現(xiàn)其遠程傳送創(chuàng)造了條件。2. 2. 借助現(xiàn)場設備的計算、通信能力，在現(xiàn)場就可以進行多種復雜的借助現(xiàn)場設備的計算、通信能力，在現(xiàn)場就可以進行多種復雜的控制計算，形成真正分散在現(xiàn)場的完整的控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)控制計算，形成真正分散在現(xiàn)場的完整的控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運行的可靠性。運行的可靠性。3. 3. 還可借助現(xiàn)場總線控制網絡

10、以及與之有通信連接的其他網絡，實還可借助現(xiàn)場總線控制網絡以及與之有通信連接的其他網絡，實現(xiàn)異地遠程自動控制?，F(xiàn)異地遠程自動控制。4. 4. 還可提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的如設備資源、閥門開關動作次數(shù)還可提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的如設備資源、閥門開關動作次數(shù)、故障診斷等信息，便于操作管理人員更好、更深入地了解生產現(xiàn)場、故障診斷等信息，便于操作管理人員更好、更深入地了解生產現(xiàn)場和自控設備的運行狀態(tài)。和自控設備的運行狀態(tài)。第35頁/共81頁第三十六頁，共82頁。 現(xiàn)場智能現(xiàn)場智能(zh nn)(zh nn)總線壓力變送器總線壓力變送器LD302LD302（FFFF協(xié)議）協(xié)議）. . . 第36頁/共81

11、頁第三十七頁，共82頁。 第37頁/共81頁第三十八頁，共82頁。第38頁/共81頁第三十九頁，共82頁。l由于處于生產過程底層的測控由于處于生產過程底層的測控(c kn)(c kn)自動化系統(tǒng)采用一自動化系統(tǒng)采用一對一連線，用電壓和電流的模擬信號進行測量控制，或采用自對一連線，用電壓和電流的模擬信號進行測量控制，或采用自封閉式的集散系統(tǒng)，難以實現(xiàn)設備之間以及系統(tǒng)與外界之間的封閉式的集散系統(tǒng)，難以實現(xiàn)設備之間以及系統(tǒng)與外界之間的信息交換，使自動化系統(tǒng)成為信息交換，使自動化系統(tǒng)成為“信息孤島信息孤島”。l為解決上述問題，則需要自動控制信息集成，必須設計一種能為解決上述問題，則需要自動控制信息集成

12、，必須設計一種能在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境運行的、性能可靠的、造價低廉的工廠底層網在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境運行的、性能可靠的、造價低廉的工廠底層網絡。實現(xiàn)自動化設備之間的多點數(shù)字通信，實現(xiàn)底層設備現(xiàn)場絡。實現(xiàn)自動化設備之間的多點數(shù)字通信，實現(xiàn)底層設備現(xiàn)場之間以及生產現(xiàn)場與外界的信息交換。現(xiàn)場總線就是在實際需之間以及生產現(xiàn)場與外界的信息交換?，F(xiàn)場總線就是在實際需求下應運而生。求下應運而生。第39頁/共81頁第四十頁，共82頁。 現(xiàn)場總線的定義現(xiàn)場總線的定義現(xiàn)場總線是以測量控制設備作為網絡節(jié)點，以雙絞線等現(xiàn)場總線是以測量控制設備作為網絡節(jié)點，以雙絞線等傳輸介質作為紐帶，把位于生產現(xiàn)場、具備了數(shù)字計算傳輸介質作為紐帶，把

13、位于生產現(xiàn)場、具備了數(shù)字計算和數(shù)字通信能力的測量控制設備連接成網絡系統(tǒng)，按照和數(shù)字通信能力的測量控制設備連接成網絡系統(tǒng)，按照公開、規(guī)范的網絡協(xié)議，在多個測量控制設備之間、以公開、規(guī)范的網絡協(xié)議，在多個測量控制設備之間、以及現(xiàn)場設備與遠程監(jiān)控計算機之間，實現(xiàn)數(shù)據傳輸與信及現(xiàn)場設備與遠程監(jiān)控計算機之間，實現(xiàn)數(shù)據傳輸與信息交換息交換(jiohun)(jiohun)，形成適應各種應用需要的自動控制系統(tǒng)。，形成適應各種應用需要的自動控制系統(tǒng)。第40頁/共81頁第四十一頁，共82頁。第41頁/共81頁第四十二頁，共82頁。FCSDCSAIAIAOPIDPIDAIPIDAO控制室控制室第42頁/共81頁第四

14、十三頁，共82頁。第43頁/共81頁第四十四頁，共82頁。第44頁/共81頁第四十五頁，共82頁。DCSI/O CPU.DCSDCS第45頁/共81頁第四十六頁，共82頁。I/O CPU.NoImage第46頁/共81頁第四十七頁，共82頁。I/O CPU.第47頁/共81頁第四十八頁，共82頁。FCSDCSFCSDCSFCSFCS下裝下裝(xi zhung)DCSFCSDCSFCSDCS第48頁/共81頁第四十九頁，共82頁。FoxboroFCSDCSFCSDCSFCS下裝下裝(xi zhung)DCSFCSDCSFCSDCS第49頁/共81頁第五十頁，共82頁。FoxboroFCSDCSF

15、CSDCSFCS下裝下裝(xi zhung)DCSFCSDCSFCSDCS256 I/O第50頁/共81頁第五十一頁，共82頁。FCSDCSFCSDCSFCS下裝下裝(xi zhung)DCSFCSDCSFCSDCS256 I/OAFTERBEFORE256 I/O簡化簡化(jinhu)了接線了接線第51頁/共81頁第五十二頁，共82頁。FCSDCSFCSDCSFCS下裝下裝(xi zhung)DCSFCSDCSFCSDCSDCS系統(tǒng)系統(tǒng)(xtng)儀表接線儀表接線第52頁/共81頁第五十三頁，共82頁。FCSDCSFCSDCSFCS下裝下裝(xi zhung)DCSFCSDCSFCSDCS2

16、56 I/O256 I/OBeforeCourtesy: Cargill Corporation第53頁/共81頁第五十四頁，共82頁。FCSDCSFCSDCSFCS下裝下裝(xi zhung)DCSFCSDCSFCSDCSAfterCourtesy: Cargill Corporation第54頁/共81頁第五十五頁，共82頁。I/O CPU.AIAOPIDAIAOPID第55頁/共81頁第五十六頁，共82頁。I/O CPU.FCSDCS第56頁/共81頁第五十七頁，共82頁。I/O CPU.PV（good&normal, alarm)第57頁/共81頁第五十八頁，共82頁。I/O CPU.

17、FCSDCSFCS可以在線對儀表進行校驗，量程可以在線對儀表進行校驗，量程(lingchng)修改，儀表調零等工作而不必將表修改，儀表調零等工作而不必將表拆下。拆下。第58頁/共81頁第五十九頁，共82頁。I/O CPU.DCSFCS第59頁/共81頁第六十頁，共82頁。I/O CPU.FCSDCS第60頁/共81頁第六十一頁，共82頁。第61頁/共81頁第六十二頁，共82頁。工業(yè)以太網缺點(qudin)：存在實時性差，不確定性的問題。工業(yè)可靠性問題。安全性問題。沒有授權的用戶可能進入網絡的控制層或管理層，造成安全漏洞。第62頁/共81頁第六十三頁，共82頁。第63頁/共81頁第六十四頁，共8

18、2頁。第64頁/共81頁第六十五頁，共82頁?，F(xiàn)場(xinchng)總線技術概述第65頁/共81頁第六十六頁，共82頁。 現(xiàn)場總線是自控領域的局域網現(xiàn)場總線是自控領域的局域網開放的、數(shù)字化、多點通信的企業(yè)開放的、數(shù)字化、多點通信的企業(yè)(qy)(qy)底層網絡；底層網絡；構成網絡集成式測量控制系統(tǒng)；構成網絡集成式測量控制系統(tǒng)；總線是構成自動化系統(tǒng)的紐帶，網絡所傳輸?shù)氖菧y量控制信息?？偩€是構成自動化系統(tǒng)的紐帶，網絡所傳輸?shù)氖菧y量控制信息。特點：特點：適應工業(yè)應用環(huán)境；適應工業(yè)應用環(huán)境；要求實時性強，可靠性高，安全性好；要求實時性強，可靠性高，安全性好；多為短幀傳送；多為短幀傳送；通信的傳輸速率相對

19、較低。通信的傳輸速率相對較低。第66頁/共81頁第六十七頁，共82頁。局域網NT 服務器Internet監(jiān)控工作站其它工作站現(xiàn)場總線接口差壓變送器調節(jié)閥差壓變送器 差壓變送器溫度變送器企業(yè)管理層（數(shù)據網絡）過程監(jiān)控層（數(shù)據網絡）現(xiàn)場控制層（控制網絡）現(xiàn)場總線網段第67頁/共81頁第六十八頁，共82頁?，F(xiàn)場(xinchng)總線技術概述Ethernet現(xiàn)場控制層FCS制造執(zhí)行層MESEthernet資源規(guī)劃層ERPEthernet調節(jié)閥溫度變送器溫度變送器溫度變送器調節(jié)閥Internet控制網絡第68頁/共81頁第六十九頁，共82頁。第69頁/共81頁第七十頁，共82頁。第70頁/共81頁第七十

20、一頁，共82頁。第71頁/共81頁第七十二頁，共82頁。第72頁/共81頁第七十三頁，共82頁。第73頁/共81頁第七十四頁，共82頁。第74頁/共81頁第七十五頁，共82頁。浙大中控：國產浙大中控：國產DCSDCS品牌品牌第75頁/共81頁第七十六頁，共82頁。現(xiàn)場現(xiàn)場(xinchng)總線的典型應用（總線的典型應用（FF）第76頁/共81頁第七十七頁，共82頁。汽車汽車(qch)內部網絡內部網絡 CAN總線（總線（SAE-J1939）第77頁/共81頁第七十八頁，共82頁。 第三代第三代LonWorksLonWorks技術應用系統(tǒng)技術應用系統(tǒng)(xtng)(xtng)（智能樓宇、連鎖店）（智

21、能樓宇、連鎖店）第78頁/共81頁第七十九頁，共82頁。？第79頁/共81頁第八十頁，共82頁。第80頁/共81頁第八十一頁，共82頁。NoImage內容(nirng)總結會計學。（1）綜合與集中：基地式儀表把必要的功能部件全集中在一個儀表之內，只需配上調節(jié)閥便可構成一個調節(jié)系統(tǒng)。3. 還可借助現(xiàn)場總線控制網絡以及與之有通信連接的其他網絡，實現(xiàn)異地遠程自動控制。. 全面認證:FM認證，CE認證。現(xiàn)場總線是以測量控制設備作為網絡節(jié)點，以雙絞線等。與半分散的DCS不同，F(xiàn)CS無論是結構上還是(hi shi)控制上均做到了全分散。PV, 量程,變送器特性。四、現(xiàn)場總線有哪些優(yōu)點第八十二頁，共82頁。