多现场总线技术在控制系统中的集成应用

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1、摘要现场总线技术是上个世纪80年代产生并从90年代起成为热点的，至今已得到广泛的应用。控制系统中应用现场总线技术不仅突破了传统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公开化、标准化的解决方案；可以把来自不同厂商而遵守同一协议规范的自动化设备，通过现场总线网络连接成系统，实现综合自动化的各种功能；而且把数字化通讯和控制功能延伸到现场，依靠现场智能设备本身便可实现基本控制功能，改变了控制系统的体系结构和功能结构。现场总线技术的应用顺应了目前工业发展的趋势。尽管现场总线技术在控制领域掀起了一场革命，但由其特点决定

2、自动化行业对工业控制网络技术有特殊需求(功能、应用环境、应用对象千变万化)及其背后巨大利益的推动，造成现场总线协议标准众多这种现状，且这种状况在自动化领域中将持续相当长的时间。在这种现状下，要配置出性能价格最优化的控制系统，就要面对不同层次的不同功能要求及成本差异来选择合适的现场总线，往往选出来了合适的以后，用户还面临着怎用集成它们，这就是本文的主题，探讨控制系统中的多总线集成问题。本文首先对现场总线技术作了简要介绍，包括对其特点、优点的介绍。对其目前现状作了概括总结。得出集成是现今、乃至未来现场总线的发展趋势之一。然后就现场总线的选型问题展开研究，提出了从

3、为什么选，有没有必要选、该怎样选的一条清晰思路，尤其在选型方面，提出了量化方法，该量化方法有相关理论支持，能切实的给予用户现场总线选型指导；接着详细研究了现产总线技术在不同层面的集成方法。底层网络Infranet上的集成是企业一体化的核心，且它的集成也脱离不了目前阶段的自动化技术水平，通过对DCS和FCS从不同角度进行分析比较，得出当前阶段最适用于工业现场的控制系统仍是DCS的结论；所以对于现场总线网络的集成是以DCS为框架进行研究的，通过详细阐述和分析DCS中的多总线集成实现方式，提出了基于目前技术水平的多总线集成的自动化系统体系结构及方案。水泥工业是一个

4、关系国计民生的产业，也是一个高能耗、高污染的产业。随着国家节能减排的环保政策提出，要求水泥工业要改进工艺，提高自动化水平，使用先进设备。本人多次参与新型旋窑水泥厂DCS控制系统项目设计和实施，其间也单独负责过一些项目，对于水泥生产工艺和控制特点有较深刻的理解。所以以本人参与的几条水泥生产线DCS控制系统工程为例，分析水泥行业自动化现状及目前存在的问题，结合分析其控制要求和控制特点，得出目前水泥工业提高其基础自动化水平的前提是普及使用现场总线的结论，再对水泥企业如何全面从现场总线技术获益探讨。关键词：现场总线DCS集成水泥n济南夫学硕{．学位论文ABSTRAC

5、TFieldbustechnicwasinventedinl980s，andbecametoafocusml990s，nowitISwideapplicationinindustrialcontrolrealm．ApplicationoffieldbustechnicincontrolsystemovercomedthedefectwhichisproducedbyDCS’communicationbasedonspecialnetworkinclosedsystem，itischangedtheclosed，specialsolutionbaseontot

6、heonebaseonstandardization．Fromthiswecanthroughthefieldbusnetwork，buildacontrolsystemwitllusetheautomationdevicewhichcouldbeproducedbydifferentmanufacturerwhoabidedthesamefieldbusprotocolstandard,realizingthefunctionsofintegratedautomation；andfieldbustechnicalsomadethedigitalcommun

7、icationandcontrolfunctionextensiontotheindustrial&ld，wecouldrealizethebasiccontrolfunctionbytheintelligentfielddevice，itchangedthecontrolsystem’Ssystemstructureandfunctionstructure．Applicationoffieldbusincontrolsystemisaccordingwiththetrendofindustrialdevelopment．Fieldbustechniccau

8、sedarevolutionincontrolrea