《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線概述學(xué)習(xí)教案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線概述學(xué)習(xí)教案（82頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、會(huì)計(jì)學(xué)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(shù)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(cè)控系統(tǒng)發(fā)展歷程測(cè)控系統(tǒng)發(fā)展歷程一、基地式氣動(dòng)儀表（生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)）一、基地式氣動(dòng)儀表（生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)）二、氣動(dòng)、電動(dòng)系列的單元組合式儀表（集中控制室）二、氣動(dòng)、電動(dòng)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(xiǎn)集中，可靠性差危險(xiǎn)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(fù)載顯示、操作、管理集中；控制、負(fù)載(fzi)(fzi)、危險(xiǎn)分散；自封閉，、危險(xiǎn)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(chǎng)總線控制系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)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(wǎng)控制系統(tǒng)六、工業(yè)以太網(wǎng)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(dòng)）基地式氣動(dòng)(q dn)(q dn)儀表控制系儀表控制系統(tǒng)統(tǒng)氣動(dòng)基地式氣動(dòng)基地式可調(diào)壓力可調(diào)壓力(yl)(yl)調(diào)節(jié)儀調(diào)節(jié)儀氣動(dòng)基地式氣動(dòng)基地式液位調(diào)節(jié)儀液位調(diào)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(gè)儀表之內(nèi)，只需配上調(diào)節(jié)閥便可構(gòu)成個(gè)儀表之內(nèi)，只需配上調(diào)節(jié)閥便可構(gòu)成(guchng)(guchng)一個(gè)調(diào)一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)；節(jié)系統(tǒng)；（2 2）基地式儀表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單）基地式儀表系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單(jindn)(jindn)，不需要變送器，不需要變送
4、器，使用維護(hù)方便、防爆。由于安裝在現(xiàn)場(chǎng)，因而測(cè)量和輸出，使用維護(hù)方便、防爆。由于安裝在現(xiàn)場(chǎng)，因而測(cè)量和輸出的管線很短。基地式儀表減少了氣動(dòng)儀表傳送帶滯后的缺點(diǎn)的管線很短。基地式儀表減少了氣動(dòng)儀表傳送帶滯后的缺點(diǎn)，有助于調(diào)節(jié)性能的改善；，有助于調(diào)節(jié)性能的改善；（3 3）基地式儀表的缺點(diǎn)是功能較簡(jiǎn)單，不便于）基地式儀表的缺點(diǎn)是功能較簡(jiǎn)單，不便于(biny)(biny)組成復(fù)雜的調(diào)節(jié)組成復(fù)雜的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，外殼尺寸大，精度稍低。由于不能實(shí)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(shí)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(yīng)用范圍。，也在一定程度上限制了基地式儀表的
5、應(yīng)用范圍。（1 1）基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)）基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng) 基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)特點(diǎn)基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)特點(diǎn)第10頁/共81頁第十一頁，共82頁。（1 1）基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)）基地式氣動(dòng)儀表控制系統(tǒng)第11頁/共81頁第十二頁，共82頁。（2 2）氣動(dòng)、電動(dòng)系列）氣動(dòng)、電動(dòng)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(dòng)、電動(dòng)系列）氣動(dòng)、電動(dòng)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(dòng)）氣動(dòng)(q dn)(q dn)、電動(dòng)系列的單元、電動(dòng)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(dòng)、電動(dòng)系列）氣動(dòng)、電動(dòng)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(chǎng)(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(chǎng)總線技術(shù)(jsh)概述 現(xiàn)現(xiàn) 場(chǎng)場(chǎng) 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(chǎng)總線技術(shù)(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(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在不同現(xiàn)場(chǎng)總線的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)
9、備在不同(b tn)(b tn)程度上都具有數(shù)字計(jì)算和程度上都具有數(shù)字計(jì)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(hào)的測(cè)量、控制和傳輸精度，同時(shí)為豐富控制信息這一方面提高了信號(hào)的測(cè)量、控制和傳輸精度，同時(shí)為豐富控制信息的內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程傳送創(chuàng)造了條件。的內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程傳送創(chuàng)造了條件。2. 2. 借助現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的計(jì)算、通信能力，在現(xiàn)場(chǎng)就可以進(jìn)行多種復(fù)雜的借助現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的計(jì)算、通信能力，在現(xiàn)場(chǎng)就可以進(jìn)行多種復(fù)雜的控制計(jì)算，形成真正分散在現(xiàn)場(chǎng)的完整的控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)控制計(jì)算，形成真正分散在現(xiàn)場(chǎng)的完整的控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。運(yùn)行的可靠性。3. 3. 還可借助現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)
10、以及與之有通信連接的其他網(wǎng)絡(luò)，實(shí)還可借助現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)以及與之有通信連接的其他網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。現(xiàn)異地遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。4. 4. 還可提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的如設(shè)備資源、閥門開關(guān)動(dòng)作次數(shù)還可提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的如設(shè)備資源、閥門開關(guān)動(dòng)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(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、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(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和自控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。和自控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。第35頁/共81頁第三十六頁，共82頁。 現(xiàn)場(chǎng)智能現(xiàn)場(chǎng)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(chǎn)過程底層的測(cè)控由于處于生產(chǎn)過程底層的測(cè)控(c kn)(c kn)自動(dòng)化系統(tǒng)采用一自動(dòng)化系統(tǒng)采用一對(duì)一連線，用電壓和電流的模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量控制，或采用自對(duì)一連線，用電壓和電流的模擬信號(hào)進(jìn)行測(cè)量控制，或采用自封閉式的集散系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)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(shí)現(xiàn)設(shè)備之間以及系統(tǒng)與外界之間的信息交換，使自動(dòng)化系統(tǒng)成為信息交換，使自動(dòng)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(dòng)控制信息集成，必須設(shè)計(jì)一種能為解決上述問題，則需要自動(dòng)控制信息集成
12、，必須設(shè)計(jì)一種能在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境運(yùn)行的、性能可靠的、造價(jià)低廉的工廠底層網(wǎng)在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境運(yùn)行的、性能可靠的、造價(jià)低廉的工廠底層網(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備之間的多點(diǎn)數(shù)字通信，實(shí)現(xiàn)底層設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化設(shè)備之間的多點(diǎn)數(shù)字通信，實(shí)現(xiàn)底層設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)之間以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與外界的信息交換?，F(xiàn)場(chǎng)總線就是在實(shí)際需之間以及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)與外界的信息交換?，F(xiàn)場(chǎng)總線就是在實(shí)際需求下應(yīng)運(yùn)而生。求下應(yīng)運(yùn)而生。第39頁/共81頁第四十頁，共82頁。 現(xiàn)場(chǎng)總線的定義現(xiàn)場(chǎng)總線的定義現(xiàn)場(chǎng)總線是以測(cè)量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以雙絞線等現(xiàn)場(chǎng)總線是以測(cè)量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以雙絞線等傳輸介質(zhì)作為紐帶，把位于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、具備了數(shù)字計(jì)算傳輸介質(zhì)作為紐帶，把
13、位于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、具備了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力的測(cè)量控制設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按照和數(shù)字通信能力的測(cè)量控制設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按照公開、規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在多個(gè)測(cè)量控制設(shè)備之間、以公開、規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，在多個(gè)測(cè)量控制設(shè)備之間、以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換息交換(jiohun)(jiohun)，形成適應(yīng)各種應(yīng)用需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)。，形成適應(yīng)各種應(yīng)用需要的自動(dòng)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(jiǎn)化簡(jiǎn)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(duì)儀表進(jìn)行校驗(yàn)，量程可以在線對(duì)儀表進(jìn)行校驗(yàn)，量程(lingchng)修改，儀表調(diào)零等工作而不必將表修改，儀表調(diào)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(wǎng)缺點(diǎn)(qudin)：存在實(shí)時(shí)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(quán)的用戶可能進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)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(chǎng)(xinchng)總線技術(shù)概述第65頁/共81頁第六十六頁，共82頁。 現(xiàn)場(chǎng)總線是自控領(lǐng)域的局域網(wǎng)現(xiàn)場(chǎng)總線是自控領(lǐng)域的局域網(wǎng)開放的、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的企業(yè)開放的、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的企業(yè)(qy)(qy)底層網(wǎng)絡(luò)；底層網(wǎng)絡(luò)；構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)集成式測(cè)量控制系統(tǒng)；構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)集成式測(cè)量控制系統(tǒng)；總線是構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)的紐帶，網(wǎng)絡(luò)所傳輸?shù)氖菧y(cè)量控制信息?？偩€是構(gòu)成自動(dòng)化系統(tǒng)的紐帶，網(wǎng)絡(luò)所傳輸?shù)氖菧y(cè)量控制信息。特點(diǎn)：特點(diǎn)：適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境；適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境；要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)，可靠性高，安全性好；要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)，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(duì)
19、較低。通信的傳輸速率相對(duì)較低。第66頁/共81頁第六十七頁，共82頁。局域網(wǎng)NT 服務(wù)器Internet監(jiān)控工作站其它工作站現(xiàn)場(chǎng)總線接口差壓變送器調(diào)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(jù)網(wǎng)絡(luò)）過程監(jiān)控層（數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)）現(xiàn)場(chǎng)控制層（控制網(wǎng)絡(luò)）現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)段第67頁/共81頁第六十八頁，共82頁。現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)總線技術(shù)概述Ethernet現(xiàn)場(chǎng)控制層FCS制造執(zhí)行層MESEthernet資源規(guī)劃層ERPEthernet調(diào)節(jié)閥溫度變送器溫度變送器溫度變送器調(diào)節(jié)閥Internet控制網(wǎng)絡(luò)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(guó)產(chǎn)浙大中控：國(guó)產(chǎn)DCSDCS品牌品牌第75頁/共81頁第七十六頁，共82頁?，F(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)總線的典型應(yīng)用（總線的典型應(yīng)用（FF）第76頁/共81頁第七十七頁，共82頁。汽車汽車(qch)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) 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(shù)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)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(nèi)容(nirng)總結(jié)會(huì)計(jì)學(xué)。（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(gè)儀表之內(nèi)，只需配上調(diào)節(jié)閥便可構(gòu)成一個(gè)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。3. 還可借助現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)以及與之有通信連接的其他網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。. 全面認(rèn)證:FM認(rèn)證，CE認(rèn)證。現(xiàn)場(chǎng)總線是以測(cè)量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以雙絞線等。與半分散的DCS不同，F(xiàn)CS無論是結(jié)構(gòu)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(chǎng)總線有哪些優(yōu)點(diǎn)第八十二頁，共82頁。
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)總線概述學(xué)習(xí)教案
