智能传感器、现场总线与fcs论文

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1、智能传感器、现场总线与FCS论文.freelA模拟信号传输，实现传输信号的数字化，增强信号的抗干扰能力。采用统一的网络化协议，成为FCS的节点，实现传感器与执行器之间信息交换。系统可对之进行校验、组态、测试，从而改善系统的可靠性。接口标准化，具有"即插即用"特性。现场总线智能传感器是未来工业过程控制系统的主流仪表，它与现场总线组成FCS的两个重要部分，将对传统的控制系统结构和方法带来革命性的变化。但现场总线国际标准的制定却进展缓慢，现场总线标准不统一影响了现场总线智能传感器的应用。从世界范围看，已流行的几种

2、现场总线都有各自的优点、各具特色，难以统一到某一种现场总线标准上，其原因是多方面的。首先是技术的原因，现有各种现场总线都具有各自的协议规范和行业标准，要统一存在许多技术难题。其次是商业利益，各现场总线与其背后的开发公司息息相关，各企业为今后占有更多的市场份额，都希望在现场总线的国际标准中采用自己的技术。再次是组织上的原因，现场总线的标准化必须有一个统一的国际性组织来完成。然而，多年来，用户迫切需要现场总线有一个统一的国际标准，以实现现场设备的互操作性和互换性。在这种情况下，产生了FF(FoundationF

3、ieldbus--基金会现场总线)，FF的宗旨就是开发一种统一的现场总线标准，并推动现场总线的应用。目前，FF包括了世界上95%的仪表及控制系统制造商，已制定了低速H1标准(31．25kb/s)，高速H2标准正在制定中。现场总线统一标准曲最终制定必将全面推进FCS的应用，使用户在实现控制策赂和系统开发方面发生巨大的变化。2、FCS对DCS的影响传统的DCS系统由各种工作站通过局域网络连接而成，操作站和信息管理站完成系统的组态、监控和运行管理，现场测控站则完成生产过程信息的采集和控制。DCS的主要问题是开放性

4、差，分散不够，需要用大量的电缆传递信号。FCS则突破了DCS系统中通信由专用网络的封闭系统来实现所造成的缺陷，把基于封闭、专用的解决方案变成了基于开放、通用标准化的解决方案，把集散系统结构变成了新型全分布式结构，把DCS控制站中基本且可独立的功能块彻底下放到现场智能仪表中去，从而构成虚拟控制站，更好地体现了DCS思想的精华。实际上，工业过程控制的发展大体分气动仪表控制-电动仪表控制-计算机集中控制-DCS几个阶段，电动仪表控制以电2型表为主，基本上是简单闭环控制，其最大特点是危险性完全分散在各单回路上，最大

5、弱点是难于实现复杂控制、先进控制及优化控制。为此，60年代出现计算机集中控制，结果可以实现复杂控制、先进控制及优化控制，然而危险性集中未能继承电Ⅲ型系统的危险性完全分散的特点；从而70年代出现DCS系统，综合前两种优点，即实现复杂等控制，又把危险性分散在各控制器上，但还不能彻底分散，且不能完全开放。80年代韧提出即能继承DCS全部功能，并使系统完全开放，又能实现危险性彻底分散在各回路中去(与电皿型系统一样)的系统--FCS．由于FCS具有明显优于DCS的特点，FCS必将代替DCS。然而在目前，在我国绝大部分

6、过程工业都以DCS作为主流控制系统，电皿型仪表作为主导仪表；加上因认识上的原因和现场总线智能仪表尚为非主导产品，暂不能大量普及FCS。单从利用现有资源角度，DCS系统的消失或完全被取代，短期内也是不合理的，应立足于现有DCS，充分挖掘现有设备的潜力(如可以在DCS与FCS之间安装网关，以实现信息的传递)，使即有投资又不至于浪费。另外，DCS是一个不断发展的控制系统，它必然采用现场总线技术对自身进行改造，使DCS能与现场总线智能传感器(智能仪表)和局部FCS连接起来。目前一段时期所有这些情况造成FCS与DCS

7、共存的局面。据估计，用10年左右的时间才能真正过渡到FCS的主导地位。五、现场总线企业网现场总线作为今后控制系统的发展方向，以其所具有的开放性，网络化等优点，使它与Intre的结合成为可能。企业内部网络系统Intra-InterconnectNet型仪表改造为智能仪表，能构想出现场总线；随着数字通信技术的成熟，能出现现场总线，从而从DCS脱颖出FCS．可以说FCS是工业过程控制系统的第三次大革命，即模拟仪表分散控制(电皿型为代表)。集散控制系统(DCS)-全开放、全分散、全集中控制系统(FCS)。国外从90

8、年代中期开始陆续投用FCS；而在国内，从1998年开始有个别试用FCS，但尚不完善，尚不完整。目前正是步入FCS的实施阶段，它有利于CIPS真正开发实施，它是完全可靠、完全分散的开放系统，易于安装、投运、维护，节省投资和人力、物力。依据目前的发展趋势，今后10年内，FCS将代替DCS，并在工业过程控制系统中占主导地位。当前在工业过程控制界面临的重要任务之一是：大力推广FCS及PF协议、基于PF协议的智能传感器(留