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现场总线控制系统概念组成特点

发布时间:2020-07-21 18:28:46 阅读: 来源:滤芯厂家

一、现场总线控制系统的概念(FCS)

现场总线控制是工业 .aspx" title="设备" style="text-decoration:underline;color:blue">设备自动化控制的一种计算机局域网络。它是依靠具有检测、控制、通信能力的微处理芯片,数字化仪表(设备)在现场实现彻底分散控制,并以这些现场分散的测量,控制设备单个点作为网络节点,将这些点以总线形式连接起来,形成一个现场总线控制系统。它是属于最底层的网络系统,是网络集成式全分布控制系统,它将原来集散型的DCS系统现场控制机的功能,全部分散在各个网络节点处。为此,可以将原来封闭、专用的系统变成开放、标准的系统。使得不同制造商的产品可以互连,是DCS系统的更新换代,大大简化系统结构,降低成本,更好满足了实事性要求,提高了系统运行的可靠性。不同通信协议的现场总线控制系统一般通过工业PC机内总线插槽的PC接口板与现场总线网段连接。

二、现场总线控制系统的组成

现场总线控制系统由测量系统、控制系统、管理系统三个部分组成,而通信部分的硬、软件是它最有特色的部分。

1、现场总线控制系统:

它的软件是系统的重要组成部分,控制系统的软件有组态软件、维护软件、仿真软件、设备软件和监控软件等。首先选择开发组态软件、控制操作人机接口软件MMI。通过组态软件,完成功能块之间的连接,选定功能块参数,进行网络组态。在网络运行过程中对系统实时采集数据、进行数据处理、计算。优化控制及逻辑控制报警、监视、显示、报表等。

2、现场总线的测量系统:

其特点为多变量高性能的测量,使测量仪表具有计算能力等更多功能,由于采用数字信号,具有高分辨率,准确性高、抗干扰、抗畸变能力强,同时还具有仪表设备的状态信息,可以对处理过程进行调整。

3、设备管理系统:

可以提供设备自身及过程的诊断信息、管理信息、设备运行状态信息(包括智能仪表)、厂商提供的设备制造信息。例如Fisher-Rosemoune公司,推出AMS管理系统,它安装在主机算机内,由它完成管理功能,可以构成一个现场设备的综合管理系统信息库,在此基础上实现设备的可靠性分析以及预测性维护。将被动的管理模式改变为可预测性的管理维护模式AMS软件是以现场服务器为平台的T型结构,在现场服务器上支撑模块化,功能丰富的应用软件为用户提供一个图形化界面。

4、总线系统计算机服务模式:

以客户机/服务器模式是目前较为流行的网络计算机服务模式。服务器表示数据源(提供者),应用客户机则表示数据使用者,它从数据源获取数据,并进一步进行处理。客房机运行在PC机或工作站上。服务器运行在小型机或大型机上,它使用双方的智能、资源、数据来完成任务。

5、数据库:

它能有组织的、动态的存储大量有关数据与应用程序,实现数据的充分共享、交叉访问,具有高度独立性。工业设备在运行过程中参数连续变化,数据量大,操作与控制的实时性要求很高。因此就形成了一个可以互访操作的分布关系及实时性的数据库系统,市面上成熟的供选用的如关系数据库中的Orad,sybas,Informix,SQL Server;实时数据库中的Infoplus,PI,ONSPEC等。

6、网络系统的硬件与软件:

网络系统硬件有:系统管理主机、服务器、网关、协议变换器、集线器,用户计算机等及底层智能化仪表。网络系统软件有网络操作软件如:NetWarc,LAN Mangger,Vines,服务器操作软件如Lenix,os/2,Window NT。应用软件数据库、通信协议、网络管理协议等。

三、现场总线控制系统的特点

1、在功能上管理集中,控制分散,在结构上横向分散、纵向分级。

2、要有快速实时响应能力,对于工业设备的局域网络,它主要的通信量是过程信息及操作管理信息,信息量不大,传输速率不高在1MPS以下,信息传输任务相对比较简单但其实时响应时间要求较高为0.01-0.5S。所谓实时性是在网络通信过程中能在线实时采集过程的参数,实时对系统信息进行加工处理,并迅速反馈给系统完成过程控制,满足过程控制对时间限制的要求。除了控制管理计算机系统的外部设备外,还要控制管理控制系为统的设备,并具有处理随机事件能力。实际操作系统应保证在异常情况下及时处置,保证完成任务,或完成最重要的任务,要求能及时发现纠正随机性错误,至少保证不使错误影响扩大,应具有抵制错误操作和错误输入信息的能力。实现现场总线控制系统实时性的主要措施为:

(1)OSI协议中7层都是提供高度的功能性服务,为此降低了通信流量和增大传输时间,因而影响实时响应能力。因此将OSI七层通信协议,采取不同程度的简化,减少由于层间转换的复杂性,而影响实时响应能力。现场总线控制系统的通信协议一般为物理层、链路层、应用层,再增加一个用户作为网络节点,互连成底层总线网。如PRUFIBUS总层的四层结构。

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