现场总线考前复习

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1、1、选择题20分,2、判断题10分,3、填空题1U分,考试题型共10题，每题2分;共5题,共5题,3.简答题30分，共6题,每题2分;每题2分;每题5分;第1章现场总线概述1、控制系统发展的四个阶段，以及各自的概念和特点，画出各自的系统结构图。模拟仪表控制系统：模拟仪表控制系统于20世纪六七十年代占主导地位。其显著缺点是：模拟信号精度低，易受干扰。集中式数字控制系统：集中式数字控制系统(DDC,DirectDigitalControl)F20世纪七八十年代占主导地位。它克服了模拟仪表控制系统中模拟信号精度低的缺陷，提高了系统的抗干扰能力。集屮式数字控制系

2、统的优点是易于根据全局情况进行控制计算和判断，在控制方式、控制时间的选择上可以统一调度和安排。不足的是，对控制黠木身要求很高，必须具有足够的处理能力和极高的可靠性。集散控制系统：集散控制系统(DCS,DistributedControlSystem)于20世纪八九十年代占主导地位、其核心思想是集屮管理、分散控制，即管理与控制相分离。上位机用于集屮监视管理功能，若干台下位机下放分散到现场实现分布式控制。因此，这种分布式的控制系统体系结构有力地克服了集屮式数字控制系统屮对控制器处理能力和可靠性要求高的缺陷。遗憾的是，不同的DCS厂家为达到垄断经营的目的而对其

3、控制通信网络采用各口专用的封闭形式，因此从该角度而言，集散控制系统是一种封闭专用的、不具有可互操作性的分布式控制系统，并adcs造价昂贵。在这种情况下，用户对网络控制系统提岀了开放性和降低成本的迫切要求C现场总线控制系统：现场总线控制系统(FCS,FieldbusControlSystem)JE是顺应以上潮流而诞生，它用现场总线这一开放的、具有互操作性的网络将现场各控制器及仪表设备互连，构成现场总线控制系统，同时控制功能彻底下放到现场、降低了安装成本和维护费用。因此，FCS实质是一种开放的、具有互操作性的、彻底分散的分布式控制系统，有望成为21世纪控制系

4、统的主流产品。图2控制系统的演变过程2.现场总线的概念什么是现场总线？现场总线是应用在生产现场，在微机化测量控制设备之间实现双向串行多节点数字通信的系统，也被称为开放式、数字化、多点通信的底层控制网络。3.现场总线的发展现状■多种总线共存。■每种总线都力图拓展其应用领域，以扩张其势力范围。■大多数总线都成立了相应的国际组织，力图在制造商和用户屮建立影响,以取得更多方面的支持。■每种总线都以一个或几个大型跨国公司为背景。■设备制造商参加多个总线组织。■每种总线大多将白己作为国家和地区标准，以加强£1己的竞争地位。■在激烈的竞争小出现了协调共存的前景。■工业

5、以太网的引入成为新的技术热点。4、现场总线的技术特点(1).系统的开放性系统对相关标准具有一致性、公开性，强调对标准的共识与遵从。通信协议一致公开，各不同厂家的设备Z间可实现信息交换，通过现场总线可构筑自动化领域的开放互连系统。(2).互可操作性与互用性系统的开放性决定了它具有互操作性和互用性。互操作性指互连设备间、系统间信息传送与沟通；而互用则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可实现相互替换。(3).现场设备的智能化与功能自治性它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成,仅靠现场设备即可完成ri动控制的基木功能，并可随时诊断设备

6、的运行状态。(4).系统结构的高度分散性现场总线已构成一种新的全分散控制系统的体系结构。从根本上改变了现有DCS集中与分散相结合的集散控制系统体系.简化了系统结构，提高了可靠性。(5).对现场环境的适应性作为丁厂网络底层的现场总线还对现场环境有较强地适应性。它支持双绞线、同轴电缆、光缆、无线和电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现供屯与通信，并可满足木质安全防爆要求等。5、现场总线的优点(1)节省硬件数量与投资由于现场总线系统中分散在现场的智能设备能直接执行多种传感控制报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的调节器、计算单元等，也

7、不再需要DCS系统的信号调理、转换、隔离等功能单元及其复杂接线，还可以用工控PC机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，并可减少控制室的占地面积。(2)节省安装费用现场总线系统的接线十分简单，一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料表明，可节约安装费用60%以上。(3).节省维护开销出于现场控制设备具有口诊断与简单故障处理的能力，并通过

8、数字通讯将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息