现场总线第1章ppt课件.ppt

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1、计算机测控系统概述1.基地式仪表20世纪50年代以前，由于当时企业的生产规模较小，测控仪表处于发展的初级阶段，所采用的仅仅是安装在生产现场，只具备简单测控功能的基于3~15psi气动信号标准的基地式气动仪表。其信号仅在本仪表内使用，不能传送给别的仪表或系统，即各测控仪表处于封闭的状态，无法与外界沟通信息，操作人员只能通过生产现场的巡视，才可以了解生产过程的状况。2.单元组合仪表20世纪60年代，随着企业的生产规模进一步扩大，操作人员需要综合掌握多点的运行参数和信息，需要同时按多点的信息实行操作控制，因此出现了气动、电动单元组合式仪表，形成了集中控制室。生产现场中的各参数通过统

2、一的模拟信号送往集中控制室。操作人员可以在控制室内观察生产现场的状况，可以把各单元仪表的信号按需要组合成复杂测控系统。气动单元组合仪表（QDZ）和电动单元组合仪表（DDZ）所使用的信号一般为电流信号0~10mADC（0~1.5kΩ负载），4~20mADC（0~500Ω负载）。3.数据采集系统（DAS）20世纪70年代，人们在测量、模拟和逻辑控制领域率先使用了数字计算机，从而产生了集中式控制。数据采集系统是计算机应用于生产过程控制最早的一种类型。如图所示。4.直接数字控制系统（DDC）直接数字控制系统DDC是计算机在工业中应用最普遍的一种方式。它是用一台计算机对多个被控参数进行

3、巡回检测，检测结果与给定值进行比较，并按预定的数学模型（如PID控制规律）进行运算，其输出直接控制被控对象，使被控参数稳定在给定值上，如图所示。5.监督控制系统（SCC）在监督控制系统SCC中，计算机按照描述生产过程的数学模型计算出最佳给定值送给模拟调节器或DDC计算机，模拟调节器或DDC计算机控制生产过程，从而使生产过程始终处于最优工况。SCC系统较DDC系统更接近生产变化的实际情况，它不仅可以进行给定值控制，而且还可以进行顺序控制、自适应控制及最优控制等。监督控制系统有两种不同的结构形式。一种是SCC+模拟调节器，另一种是SCC+DDC控制系统。6.集散控制系统（DCS）

4、20世纪80年代，由于微处理器的出现而产生了集散控制系统（DCS），又称分布式控制系统。它以微处理器为核心，实现地理上和功能上的控制，同时通过高速数据通道把各个分散点的信息集中起来，进行集中的监视和操作，并实现复杂的控制和优化。DCS的设计原则是分散控制、集中操作、分级管理、分而自治和综合协调。1．控制分散、信息集中2．系统模块化3．数据通信能力较强4．友好而丰富的人机接口5．可靠性高7.现场总线控制系统（FCS）20世纪80年代发展起来的集散控制系统DCS尽管给工业过程控制带来了许多好处，但由于它们采用了“操作站—控制站—现场仪表”的结构模式，系统成本较高，况且各厂家生产的

5、DCS标准不同，不能互联，给用户带来了极大的不方便和使用维护成本的增加。现场总线控制系统（FieldbusControlSystem-FCS）是20世纪80年代中期在国际上发展起来的新一代分布式控制系统结构。它采用了不同于DCS的“工作站—现场总线智能仪表”结构模式，降低了系统总成本，提高了可靠性，且在统一的国际标准下可实现真正的开放式互连系统结构，因此它是一种具有发展前途的真正分散控制系统。8.工业过程计算机集成制造系统（流程CIMS）随着工业生产过程规模的日益复杂与大型化，现代化工业要求计算机系统不仅要完成直接面向过程的控制和优化任务，而且要在获取生产全部过程尽可能多的信

6、息基础上，进行整个生产过程的综合管理、指挥调度和经营管理。由于自动化技术、计算机技术、数据通信等技术的发展，已完全可以满足上述要求，能实现这些功能的系统称之为计算机集成制造系统（CIMS-ComputerIntegratedManufactureSystem），当CIMS用于流程工业时，简称为流程CIMS或CIPS（ComputerIntegratedProcessingSystem）。其结构如图所示。计算机测控系统的发展趋势1.可编程控制器（PLC）可编程控制器（ProgrammableLogicController-简称PLC），是用于控制生产过程的新型自动控制装置。近年

7、来，由于开发了具有智能I/O模块的PLC，它可以将顺序控制和过程控制结合起来，实现对生产过程的控制，并具有很高的可靠性。目前，PLC的应用非常广泛，在冶金、机械、石化、过程控制等工业领域中均得到广泛的应用，它可以代替传统的继电器完成开关量控制，如输入、输出、定量、计数等。不仅如此，高档的PLC还可以和上位机一起构成复杂的控制系统，完成对温度、压力、流量、液位、成份等各参数的自动检测和过程控制。2.采用新型的控制系统（1）广泛使用智能调节器智能调节器不仅可以接受（4~20）mA电流信号，还具有RS-232