现场总线技术在dcs中的应用

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1、.现场总线技术在DCS中的应用一、DCS概述现代化工业技术的飞速发展，使工业生产过程的控制规模不断扩大，复杂程度不断增加，因而对过程控制和生产管理系统提出了越来越高的要求。信息技术的发展也导致了自动化领域的深刻变革，并逐渐形成了，自动化领域的开放系统互联通信网络，形成了全分布式网络集成化自控系统。集散控制系统作为一种多机系统，即多台计算机分别控制不同的对象或设备，各自构成子系统，各子系统间有通信或网络互联关系，从整体系统上说，在功能上、逻辑上、物理上以及地理位置上都是分散的。总之，以计算机网络为核心组成的控制系统都是集散控制系统，它是控制技术、计算机技术、通信技术

2、和CRT显示技术的结晶，并且已经在工业控制领域得到广泛应用，成为过程工业自动控制的主流之一。随着计算机技术、网络通信技术的发展。开放性系统不仅使不同生产厂商的集散控制系统产品互联，而且使得它们可以方便地进行数据交换以及第三方软件的应用。引进的集散控制系统以及自主开发的集散控制系统，应用的工业控制领域已遍及了石油化工、冶金、炼油、建材、纺织、制药以及电力系统等各行各业。通过对集散控制系统的学习、分析和研究，更好地掌握集散控制系统的组成选择。集散控制系统（DCS），又称分布式计算机控制系统，是以微处理器为基础的集中分散型控制系统，以满足现代化工业生产和日益复杂的控制对

3、象的要求为前提，应用于生产过程监视、控制技术发展和计算机与网络技术的一种新型过程控制系统，集散控制系统的“集”含义是集中管理，“散”含义是分散控制，它们是集散控制系统的主要特征。DCS具有以下特点：(1)高可靠性由于DCS将系统控制功能分散在各台计算机上实现，系统结构采用容错设计，因此某一台计算机出现的故障不会导致系统其它功能的丧失。此外，由于系统中各台计算机所承担的任务比较单一，可以针对需要实现的功能采用具有特定结构和软件的专用计算机，从而使系统中每台计算机的可靠性也得到提高。(2)开放性研究.DCS采用开放式、标准化、模块化和系列化设计，系统中各台计算机采用局

4、域网方式通信，实现信息传输，当需要改变或扩充系统功能时，可将新增计算机方便地连入系统通信网络或从网络中卸下，几乎不影响系统其他计算机的工作。(3)灵活性通过组态软件根据不同的流程应用对象进行软硬件组态，即确定测量与控制信号及相互间连接关系、从控制算法库选择适用的控制规律以及从图形库调用基本图形组成所需的各种监控和报警画面，从而方便地构成所需的控制系统。(4)易于维护功能单一的小型或微型专用计算机，具有维护简单、方便的特点，当某一局部或某个计算机出现故障时，可以在不影响整个系统运行的情况下在线更换，迅速排除故障。(5)协调性各工作站之间通过通信网络传送各种数据，整个

5、系统信息共享，协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。(6)控制功能齐全控制算法丰富，集连续控制、顺序控制和批处理控制于一体，可实现串级、前馈、解耦、自适应和预测控制等先进控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。DCS的构成方式十分灵活，可由专用的管理计算机站、操作员站、工程师站、记录站、现场控制站和数据采集站等组成，也可由通用的服务器、工业控制计算机和可编程控制器构成。处于底层的过程控制级一般由分散的现场控制站、数据采集站等就地实现数据采集和控制，并通过数据通信网络传送到生产监控级计算机。生产监控级对来自过程控制级的数据进行集中操作管理，如各种优化计算、统

6、计报表、故障诊断、显示报警等。随着计算机技术的发展，DCS可以按照需要与更高性能的计算机设备通过网络连接来实现更高级的集中管理功能，如计划调度、仓储管理、能源管理等。新型DCS分层体系结构自上而下分别是：现场控制级、过程控制级、过程操作管理级、全厂优化和经营管理级。对影这四层结构，分别由四层计算机网络，即现场网络、控制网络、监控网络和管理网络，把相应的设备连接在一起。在现场控制级中，典型的现场设备是各类传感器、变送器和执行器。它们将生产过程中的各种无力能量转换为电信号或者符合现场总线协议的数字信号。研究.按照传统观点，现场控制级不属于集散控制系统的结构体系范畴，但

7、随着现场总线技术的飞速发展，网络技术已经延伸到现场，微处理机已经引入到现场变送器、传感器和执行器，形成数字智能现场装置，现场信息已经成为整个系统信息中不可缺少的一部分。新型集散控制系统的现场控制级通过现场总线实现对智能现场装置与控制紫铜的数字式、双向传输、多分支结构的通信，达到真正的分散控制系统。现场控制级的功能主要表现如下：1、采集现场过程数据，并对数据进行转换、控制和处理。2、直接通过智能现场装置输出过程操作命令。3、实现真正的分散控制，形成数字化控制系统。4、开放式互联网络，完成与控制级及过程操作管理级的数据通信，实现网络数据共享，以及对智能现场装置的组态。

8、二、现场总