集散控制系统及设备.ppt

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1、项目九集散控制系统及设备集散控制系统的英文原名为:DistributedControlSystem，简称DCS，通常也称为集散控制系统。集散控制系统的控制功能，主要由计算机技（computer）、控制技术（Control）、显示技术（CRT）和通信技术（communicate）来完成，一般也称为4C技术，4C技术是DCS系统的四大支柱。DCS中通信技术更为重要，操作员站的操作、工程师站系统的组态以及现场设备信息的交换都依靠通信技术来完成。任务二十七DCS的通信技术通信技术就是研究通信设备（通常就是计算机

2、）如何进行信息交换。例如，使用鼠标或键盘在计算机屏幕上对某个现场阀门进行开大或关小操作，实际的操作过程是：该操作首先翻译成二进制数据(在操作站完成)，然后通过数据总线传递到现场的控制计算机(在DPU中完成)，再由现场控制计算机将控制信息发送到对应阀门的卡件，通过适当的卡件最终完成操作。一、数据通信的基本原理1.数据通信网络和拓扑结构DCS计算机之间的通信依靠计算机网络来完成。计算机网络是将物理位置不同的计算机或计算机系统通过通信装置、设备和线路将其连接起来，并按一定标准（通信协议）完成信号和数据交换网络

3、。大型计算机网络结构非常复杂，也有十分简单可以称为网络的计算机连接。（简单的计算机网络）人们描述计算机网络结构时，常使用网络拓扑结构图。图9-1最简单计算机网络的拓扑结构这是最简单的计算机网络，一般在描述网络拓扑结构时往往仅画出节点和通信链路。通常，把节点和通信链路的集合统称为通信子网。计算机网络拓扑结构基本形式有三种：环形、总线形和星形，见下图9-2。复杂网络可以由基本网络连接而成。星型网：所有外围计算机之间的通信都必须经过中间的通信装置。环形网络：通信沿着环顺或逆时针进行。总线形网络：是目前多数电厂

4、控制网络结构模式，各点依靠总线可以直接通信，通信速度比较高。由通信方式的不同可以将通信网络分成点点子网（存储转发式）和广播子网（多点共享子网）。星形网和环形网络属于点点子网（存储转发）。总线网属于广播子网。当一个接点要发送信息到另外一个接点时，是将带有地址信息的数据首先发送到总线上（称为广播），所有连接在总线上设备都要接受该信息（称为听到），然后分析信息中地址和自己地址是否相同，相同在保存信息，否则将信息抛弃。2、数据传输方式所有计算机通信全部采用二进制。传递二进制数共分两种方式，即并行通信和串行通信

5、。并行是一次同时传递数个二进制位，通信接点之间的连线数目和通信的二进制位数相同，长距离通信十分浪费材料。串行通信是常用的通信方式。通信节点通信节点通信节点通信节点并行通信，每传递一位二进制数就需要一条线路。传递二进制数据位数越多，需要的线路越多，不利于长距离通信，打印机多采用并行通信。串行通信最少可以使用三根线来进行，一根通信由左向右；另一根由右向左；加上公用地共三根可以使用双向（双工）通信。（1）、串行异步通信（原理讲解）图9-4串行异步通信波形图例如：甲方向乙方传递1100101，7位二进制数据，增

6、加一个偶检验位，两位停止位。所谓偶检验就是在传输数据时，保证数据中“1”的个数加上偶检验位“1”的个数后，必须为偶数。就本例而言，数据中已经存在4个”1“，已经是偶数，所以偶检验的检验位只能添“0”，否则“1”的个数就变成奇数。偶检验时，接收方（乙方）收到数据后将数据连同检验位一起，计算“1”的个数，如果为偶数，说明传输正确。当数据传输过程中由于干扰将某一位改变，例如将“1”变成“0”，或者相反，都会造成“1”的个数不是偶数。电压表01奇检验和偶检验类似，只不过传输数据要求“1”的个数为奇数。为了便于理

7、解下面的例子假设一个时间单位（秒）传输一位二进制数，既传输速率为1波特。当左侧的开关打开时，右侧电压表读数为0，表示甲方传递给乙方数据为0。当左侧的开关闭合时，右侧电压表读数为1，表示甲方传递给乙方数据为1。甲方乙方电平高度秒1012345678910传输数据方（甲方）数据波形图甲方在发送数据前始终保持高电平甲方将高电平变成低电平就是告诉乙方，甲方开始发送数据。这个低电平（表示开始的信号）要延长一位数据所占的时间长度。一个数据单位时间内保持高电平，表示发送数据为“1”。一个数据单位时间内保持高电平，表示

8、发送数据为“1”。一个数据单位时间内保持低电平，表示发送数据为“0”。一个数据单位时间内保持低电平，表示发送数据为“0”。奇偶检验位（本例为偶检验），计算机数据位中“1”的个数，连同本位在内，必须为偶数个“1”。甲方使用不小于两个数据位时间宽度的高电平，表示数据传输结束。接收数据方（乙方）数据接收过程图电平高度秒1012345678910在发送方输出高电平（表示发送停止）期间，接收方以1/16数据单位时间间隔，检测是否有低电平出现。一旦检测