第1章 现场总线概述

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1、现场总线及其应用技术一、教材：《现场总线及其应用技术》李正军主编，机械工业出版社，2005年二、参考教材：《现场总线技术及其应用》（第2版）阳宪惠主编，徐用懋审清华大学出版社，2008年一、课程性质：专业选修课二、课程学时：理论教学32学时，实验10学时三、考核性质：考查课四、成绩评定方式：平时20%+期中20%+考试80%课程要求及考核方式一、专业方向选修课，掌握典型现场总线技术的原理、规范；二、了解专业发展最新技术，对工业过程控制发展现状有所了解；三、深化专业背景知识，提高专业技能，为今后从事相关专业工作打下一定基础

2、；四、强化有关过程自动化专业概念，进一步深入理解专业知识，为今后从事相关领域研究工作做一定程度的知识铺垫。学习现场总线的目的一、现场总线的现状与发展二、企业网络信息集成系统三、现场总线简介第1章现场总线概述1.1现场总线的现状与发展现场总线概述什么是现场总线现场总线是用于现场仪表与控制系统和控制室之间的一种全分散、全数字化、智能、双向、互联、多变量、多点、多站的通信网络。IEC对现场总线的定义：它是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实行双向、串行、多节点数字通信的技术。现场总线技术是测控领域的通信

3、和网络技术。1.1现场总线的现状与发展现场总线概述现场总线技术来源DCS系统技术智能化仪表设备技术计算机网络技术现场总线的产生1.1现场总线的现状与发展现场总线概述检测控制系统发展历程一、基地式气动仪表（生产现场）二、气动、电动系列的单元组合式仪表（集中控制室）三、集中式数字控制系统危险集中，可靠性差四、DCS(DistributedControlSystem，集散控制系统）显示、操作、管理集中；控制、负载、危险分散；自封闭，“信息孤岛”五、FCS(FieldbusControlSystem,现场总线控制系统）开放，全分

4、布式的控制系统现场总线概述现场总线的本质1.现场通信网络2.现场设备互联3.互操作性4.分散功能块5.通信线供电6.开放式互联网络1.1现场总线的现状与发展1.1现场总线的现状与发展现场总线概述基于调节器的单回路自动控制现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述基于DCS的自动控制系统现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述变送器DCS调节阀DCS传统控制方式现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述现场总线的结构特点1.

5、1现场总线的现状与发展现场总线概述Upto1900Metersinlength现场总线控制方式现场智能仪表现场智能控制设备现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述现场总线控制系统(FCS)布线方式现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述混合控制模式（DCS+FCS）现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述FCS与DCSFCSDCSI/OCPU...FCS取消了控制站DCS控制依赖控制站现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述FCS与DCS本安情况下：现场总线

6、多块仪表共用一块安全栅本安情况下：DCS每块仪表均配一块安全栅FCSDCSI/OI.SI.SI.SI.SI.S现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述FCS与DCSFCSDCSI/OCPU...FCS控制在现场中完成DCS控制在控制站中完成FCSDCSAIAOPIDAIAIAOPIDPID现场总线的结构特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述FCS与DCSFCSDCSI/OCPU...FCSDCSFCSDCSFCS信息是双向的DCS信息是单向的现场总线的结构特点FCSDCSFCSDCSDCSFCS下装F

7、CSDCSDCSFCSDCS可远程调校系统完全分散与半分散的DCS不同，FCS无论是结构上还是控制上均做到了全分散。AIAIAOPIDPIDFCS控制完全分布在现场AIPIDAODCS控制依靠控制站为半分布现场控制室FCSDCS1.1现场总线的现状与发展现场总线概述一、系统的开放性系统的开放性体现在通信协议公开，不同制造商提供的设备之间可实现网络互联与信息交换。一个开放系统，是指它可以与世界上任一制造商提供的、遵守相同标准的其他设备或系统相互连通。现场总线系统应该成为自动化领域的开放互联系统；企业底层的测控系统，依然封闭

8、、孤立的“信息孤岛”，严重制约了其自身信息交换的范围与功能发展。用户和设备制造商都强烈要求形成统一标准，打破各自封闭的体系结构，组成开放互联网络。正是这种需求促进了现场总线技术的诞生与发展。现场总线的技术特点1.1现场总线的现状与发展现场总线概述二、互可操作性与互用性互可操作性，是指网络中互联的设备之间可实现数据信息