现场总线控制系统

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现场总线控制系统既是一个开放的通信网络,又是一种全分布控制系统。它作为智能设备的联系纽带,把挂接在总线上、作为网络接点的智能设备连接为网络系统,并进一步构成自动化系统,完成基本控制、补偿计算、参数修改、报警、显示、监控、优化及控制管理一体化的综合自动化功能。

现场总线控制系统的结构

  典型控制网络体系结构

现场总线控制系统的结构

  ◆ 信息层

  ★ 控制系统的最上层

  ★ 通信的主要特点:通信数据量大,通信的发生较为集中,要求有高速链路支持,对实时性要求不高 ★ 通信范围从车间级到全厂级甚至因特网范围,与数据库技术、互联网技术、数据分析和处理技术紧密关联

  ★ 可连接的设备包括控制器、PC、操作员站、高速I/O、其它局域网设备,通过网关设备可以连接入因特网典型控制网络体系结构

  ◆ 控制层

  ★ 处于控制的中间层次

  ★ 连接不同的可编程设备、控制器、人机终端等,通过网关设备与信息层相连,很多应用实时性要求较高,包括I/O的实时刷新、互锁信息和控制器等之间报文的报文传递等

  ★ 通信特点是要求有较高的网络速率,实时性要求高的情况下要求通信是确定的、可重复的典型控制网络体系结构

  ◆ 设备层

  ★ 控制网络的最底层

  ★ 面向大量的现场设备,包括离散型的I/O(光电传感器、接近开关等),温度变送器、流量计等较为复杂的设备,通过扫描器或网关设备将数据传送到控制层

  ★ 通信特点是速度要求不一定很高,有一定的智能和容错能力,要求网络节点设备的经济性、智能化,设备添加/ 删除简单方便,故障诊断和纠错容易,适应现场的不同恶劣条件

现场总线控制系统的工程设计

  系统规划

  设备选型

  确定控制输出设备

  确定控制检测设备

  确定现场总线条数

  确定现场总线接口卡数

  采集和逻辑控制

  关于容错能力

  安装施工设计

  组态编程

  FCS应用实践

现场总线控制系统框图

现场总线控制系统的应用

  现场总线技术自推广以来,已经在世界范围内应用于工业控制的各个领域。现场总线的技术推广有了三、四年的时间,已经或正在应用于冶金、汽车制造、烟草机械、环境保护、石油化工、电力能源、纺织机械等各个行业。应用的总线协议主要包括PROFIBUS、DeviceNet、Foundation、Fieldbus、Interbus_S 等。 在汽车行业,现场总线控制技术应用的非常普遍,近两年国内新的汽车生产线和旧的生产线的改造,大部分都采用了现场总线的控制技术。国外设计的现场总线控制系统已应用很广泛,从单机设备到整个生产线的输送系统,全部采用现场总线的控制方法。而国内的应用仍大多集中中生产线的输送系统、随着技术的不断发展和观念的更新必然会逐步扩展其应用领域。
 
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