現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(第1章)

1、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 湖南大學(xué)湖南大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院電氣與信息工程學(xué)院王王 輝輝現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)第第1章章現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)第第1章章 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.4 1.4 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)1.5 1.5 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)

2、場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程物理過(guò)程物理過(guò)程自動(dòng)化儀表自動(dòng)化儀表（控制設(shè)備）（控制設(shè)備）干擾物料輸入能量輸入物料輸出能量輸出過(guò)程信息輸入/輸出信息輸入信息輸出環(huán) 境環(huán) 境 給定值 控制器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 被控對(duì)象 被控參數(shù) 測(cè)量元件 變換發(fā)送 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程p 基地式儀表控制系統(tǒng)（模擬控制、局部自動(dòng)化）基地式儀表控制系統(tǒng)（模擬控制、局部自動(dòng)化）p 單元組合儀表控制系統(tǒng)（模擬控制、電動(dòng)單元組合儀單元組合儀表控制系統(tǒng)（模擬控制、電動(dòng)單元組合儀表表DDZDDZ、氣動(dòng)單元組合儀表、氣動(dòng)單元組合

3、儀表QDZQDZ、信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化、信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化) )p 計(jì)算機(jī)集中式控制系統(tǒng)（數(shù)字控制（計(jì)算機(jī)集中式控制系統(tǒng)（數(shù)字控制（DDC)DDC)、集中控、集中控制）制）p 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)DCSDCS（數(shù)字控制、分散控制、集中管理、（數(shù)字控制、分散控制、集中管理、全盤(pán)自動(dòng)化）全盤(pán)自動(dòng)化）p 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCSFCS（分布式、開(kāi)放式）（分布式、開(kāi)放式）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程u基地式儀表基地式儀表一般與檢測(cè)裝置、顯示裝置一起組裝在一個(gè)整體之內(nèi)一般與檢測(cè)裝置、顯示裝置一起組裝在一個(gè)整體之內(nèi) 笨重、笨重、 通用性差，信號(hào)不易傳遞通

4、用性差，信號(hào)不易傳遞 一般應(yīng)用于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中。一般應(yīng)用于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)中。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程u單元組合儀表單元組合儀表整套儀表分為若整套儀表分為若干個(gè)獨(dú)立功能單干個(gè)獨(dú)立功能單元；元；各功能單元之間各功能單元之間以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)聯(lián)系；聯(lián)系；可以靈活組合各可以靈活組合各種控制系統(tǒng)；種控制系統(tǒng)；調(diào)節(jié)對(duì)象檢測(cè)元件變送單元顯示單元給定單元操作單元調(diào)節(jié)單元執(zhí)行單元被調(diào)量自動(dòng)手動(dòng)單元組合儀表現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程DDZ I 型（型（50年代）：電子管與磁放大器型；年代）：電子

5、管與磁放大器型；DDZ II 型（型（60年代）：晶體管型；年代）：晶體管型；DDZIII 型（型（80年代）：集成運(yùn)算放大器型；年代）：集成運(yùn)算放大器型；DDZ S 型（型（90年代）：智能微處理器型；年代）：智能微處理器型；p電動(dòng)單元組合儀表電動(dòng)單元組合儀表采用采用0-10mA 0-10mA 或或4-20mA4-20mA標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)，控制室內(nèi)儀表間的聯(lián)絡(luò)控制室內(nèi)儀表間的聯(lián)絡(luò)信號(hào)：信號(hào)： 直流直流 15 15V.V. 體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便、便于計(jì)算機(jī)接口體積小、重量輕、安裝維護(hù)方便、便于計(jì)算機(jī)接口 部分儀表部分儀表（如（如DDZ-DDZ-型）采取了先進(jìn)的安全防爆措施，能

6、構(gòu)成本質(zhì)安全型）采取了先進(jìn)的安全防爆措施，能構(gòu)成本質(zhì)安全防爆系統(tǒng)，同樣能應(yīng)用于易燃易爆場(chǎng)合。防爆系統(tǒng)，同樣能應(yīng)用于易燃易爆場(chǎng)合。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程p氣動(dòng)單元組合儀表氣動(dòng)單元組合儀表采用采用140kPa壓縮空氣為能源，以壓縮空氣為能源，以20100kPa標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號(hào)輸出信號(hào)輸出 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、性能穩(wěn)定、工作可結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、性能穩(wěn)定、工作可靠、安全防火防爆靠、安全防火防爆 特別適用于石油、化工等易燃易爆場(chǎng)合特別適用于石油、化工等易燃易爆場(chǎng)合 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)

7、展歷程u集中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集中計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 20 20 世紀(jì)世紀(jì) 60 60 年代初，人們開(kāi)始將電子計(jì)算機(jī)用于過(guò)程控制，試圖利年代初，人們開(kāi)始將電子計(jì)算機(jī)用于過(guò)程控制，試圖利用計(jì)算機(jī)所具有的能執(zhí)行復(fù)雜運(yùn)算、處理速度快、集中顯示操作、易于通用計(jì)算機(jī)所具有的能執(zhí)行復(fù)雜運(yùn)算、處理速度快、集中顯示操作、易于通信、易于實(shí)現(xiàn)多種控制算法、易于改變控制方案、控制精度高等特點(diǎn)，來(lái)信、易于實(shí)現(xiàn)多種控制算法、易于改變控制方案、控制精度高等特點(diǎn)，來(lái)克服常規(guī)模擬儀表的局限性?？朔Ｒ?guī)模擬儀表的局限性。 一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制著幾十甚至幾百個(gè)回路，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)視、一臺(tái)計(jì)算機(jī)控制著幾十甚至幾百個(gè)回路，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)視、操

8、作、報(bào)警、控制和管理等功能都集中在這臺(tái)計(jì)算機(jī)上。操作、報(bào)警、控制和管理等功能都集中在這臺(tái)計(jì)算機(jī)上。 一旦計(jì)算機(jī)一旦計(jì)算機(jī)的公共部分發(fā)生故障時(shí)的公共部分發(fā)生故障時(shí)，輕則造成裝置或整個(gè)工廠停輕則造成裝置或整個(gè)工廠停工，工，重則導(dǎo)致設(shè)備的損壞甚至發(fā)生火災(zāi)、爆炸等惡性事故重則導(dǎo)致設(shè)備的損壞甚至發(fā)生火災(zāi)、爆炸等惡性事故，這就是所，這就是所謂謂“危險(xiǎn)集中危險(xiǎn)集中”?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程u集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)u 不能采取控制回路高度集中的設(shè)計(jì)思想，需要把控制功能分不能采取控制回路高度集中的設(shè)計(jì)思想，需要把控制功能分散到若干個(gè)控制站實(shí)現(xiàn)，以提高系

9、統(tǒng)的可靠性；散到若干個(gè)控制站實(shí)現(xiàn)，以提高系統(tǒng)的可靠性；u 考慮到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的整體性，各個(gè)控制系統(tǒng)（回路）的運(yùn)考慮到整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的整體性，各個(gè)控制系統(tǒng)（回路）的運(yùn)行應(yīng)當(dāng)服從工業(yè)生產(chǎn)管理的總體目標(biāo)。行應(yīng)當(dāng)服從工業(yè)生產(chǎn)管理的總體目標(biāo)。根本特征根本特征: :和和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程分散性與集中性分散性與集中性: 分散：地域分散、設(shè)備分散、功能分散、危險(xiǎn)分撒；分散：地域分散、設(shè)備分散、功能分散、危險(xiǎn)分撒； 集中：集中監(jiān)視、集中操作、集中管理；集中：集中監(jiān)視、集中操作、集中管理；自治性與協(xié)調(diào)性自治性與協(xié)調(diào)性 自治：系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)獨(dú)立工作；自治

10、：系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)獨(dú)立工作； 協(xié)調(diào)：系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)交換信息、協(xié)調(diào)工作。協(xié)調(diào)：系統(tǒng)中各臺(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)交換信息、協(xié)調(diào)工作。靈活性與擴(kuò)展性靈活性與擴(kuò)展性 硬件的積木式結(jié)構(gòu)與軟件的模塊化結(jié)構(gòu)，硬件的積木式結(jié)構(gòu)與軟件的模塊化結(jié)構(gòu)，先進(jìn)性與繼承性先進(jìn)性與繼承性 分散結(jié)構(gòu)、冗余結(jié)構(gòu)；實(shí)用先進(jìn)的軟件和算法；新老系統(tǒng)可兼容。分散結(jié)構(gòu)、冗余結(jié)構(gòu)；實(shí)用先進(jìn)的軟件和算法；新老系統(tǒng)可兼容。友好性與新穎性友好性與新穎性 界面友好；多種畫(huà)面形式；操作簡(jiǎn)便。界面友好；多種畫(huà)面形式；操作簡(jiǎn)便。1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制

11、系統(tǒng)發(fā)展歷程u現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCSFCS）作為新一代控制系統(tǒng)，一方面，突破了）作為新一代控制系統(tǒng)，一方面，突破了DCSDCS系統(tǒng)采用通信專用網(wǎng)絡(luò)的局限，采用了基于公開(kāi)化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，克系統(tǒng)采用通信專用網(wǎng)絡(luò)的局限，采用了基于公開(kāi)化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，克服了封閉系統(tǒng)所造成的缺陷服了封閉系統(tǒng)所造成的缺陷 ; ;另一方面把另一方面把DCSDCS的集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)的集中與分散相結(jié)合的集散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，變成了新型全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能徹底下放到現(xiàn)場(chǎng)?？梢哉f(shuō)，開(kāi)結(jié)構(gòu)，變成了新型全分布式結(jié)構(gòu)，把控制功能徹底下放到現(xiàn)場(chǎng)。可以說(shuō)，開(kāi)放性、分散性

12、與數(shù)字通訊是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)最顯著的特征。放性、分散性與數(shù)字通訊是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)最顯著的特征。 在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)徹底分散控制，并以這些在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)徹底分散控制，并以這些現(xiàn)場(chǎng)分散的測(cè)量，控制設(shè)備單個(gè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)分散的測(cè)量，控制設(shè)備單個(gè)點(diǎn)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，將這些點(diǎn)以總線形式連接起來(lái)，形成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。將這些點(diǎn)以總線形式連接起來(lái)，形成一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)。它是屬于最底層的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是它是屬于最底層的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是網(wǎng)絡(luò)化的全分布控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化的全分布控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系統(tǒng)發(fā)展歷程現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.1 1.1 控制系統(tǒng)發(fā)展歷程控制系

13、統(tǒng)發(fā)展歷程現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)：從模擬現(xiàn)場(chǎng)儀表信號(hào)：從模擬混合混合全數(shù)字信號(hào)全數(shù)字信號(hào)4.20 mA現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一、企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)一、企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)n現(xiàn)代企業(yè)系統(tǒng)的構(gòu)成現(xiàn)代企業(yè)系統(tǒng)的構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)n 現(xiàn)代企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)要素現(xiàn)代企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)要素時(shí)間時(shí)間(Time)質(zhì)量質(zhì)量(Quality)成本成本(Cost)服務(wù)服務(wù)(service)提高產(chǎn)品質(zhì)量、顧客的滿意度提高產(chǎn)品質(zhì)量、顧客的滿意度 加快新產(chǎn)品的研制和開(kāi)發(fā)周期加快新產(chǎn)品的研制和開(kāi)發(fā)周期( (科研、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、交貨科研、

14、設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試、交貨) ) 降低生產(chǎn)消耗，控制污染，確保生產(chǎn)安全，減少中間環(huán)節(jié)，壓縮庫(kù)降低生產(chǎn)消耗，控制污染，確保生產(chǎn)安全，減少中間環(huán)節(jié)，壓縮庫(kù) 存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程、管理和經(jīng)營(yíng)過(guò)程整體優(yōu)化存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程、管理和經(jīng)營(yíng)過(guò)程整體優(yōu)化 不斷更新產(chǎn)品，加強(qiáng)與客戶的聯(lián)系不斷更新產(chǎn)品，加強(qiáng)與客戶的聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)n 現(xiàn)代企業(yè)系統(tǒng)的特點(diǎn)現(xiàn)代企業(yè)系統(tǒng)的特點(diǎn)(1) 企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營(yíng)管理企業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從市場(chǎng)分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、經(jīng)營(yíng)管理及售后服務(wù)的全部經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，是一個(gè)不

15、可分割的整體，要緊密連接，統(tǒng)一及售后服務(wù)的全部經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，是一個(gè)不可分割的整體，要緊密連接，統(tǒng)一考慮考慮(2) 整個(gè)經(jīng)營(yíng)過(guò)程實(shí)質(zhì)是一個(gè)數(shù)據(jù)的采集、傳遞整個(gè)經(jīng)營(yíng)過(guò)程實(shí)質(zhì)是一個(gè)數(shù)據(jù)的采集、傳遞 和加工處理的過(guò)程，和加工處理的過(guò)程，最后形成的產(chǎn)品可以看作是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)最后形成的產(chǎn)品可以看作是數(shù)據(jù)的物質(zhì)表現(xiàn)覆蓋范圍實(shí)際整個(gè)企業(yè)的全部覆蓋范圍實(shí)際整個(gè)企業(yè)的全部活動(dòng)，分析和設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)必須活動(dòng)，分析和設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)必須站在企業(yè)的高度，全局觀點(diǎn)站在企業(yè)的高度，全局觀點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)n企業(yè)網(wǎng)概念企業(yè)網(wǎng)概念 企業(yè)范圍內(nèi)將信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)、

16、計(jì)算、控制等設(shè)備企業(yè)范圍內(nèi)將信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)傳輸、處理、存儲(chǔ)、計(jì)算、控制等設(shè)備或系統(tǒng)連接在一起，將企業(yè)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算、存儲(chǔ)等資源連接在或系統(tǒng)連接在一起，將企業(yè)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算、存儲(chǔ)等資源連接在一起，提供企業(yè)內(nèi)的信息共享、員工間的便捷通信和企業(yè)外部的信息一起，提供企業(yè)內(nèi)的信息共享、員工間的便捷通信和企業(yè)外部的信息訪問(wèn)，提供面向客戶的企業(yè)信息查詢及業(yè)務(wù)伙伴間的信息交流等多方訪問(wèn)，提供面向客戶的企業(yè)信息查詢及業(yè)務(wù)伙伴間的信息交流等多方面功能的一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)面功能的一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)n企業(yè)網(wǎng)的基本特性企業(yè)網(wǎng)的基本特性企業(yè)與企業(yè)相關(guān)的范圍內(nèi)通過(guò)系統(tǒng)集成的途徑建立的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境企業(yè)與企業(yè)相關(guān)的范圍內(nèi)通過(guò)系統(tǒng)集

17、成的途徑建立的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源共享、優(yōu)化調(diào)度和輔助管理決策的目的實(shí)現(xiàn)企業(yè)資源共享、優(yōu)化調(diào)度和輔助管理決策的目的實(shí)現(xiàn)企業(yè)各項(xiàng)事務(wù)運(yùn)作的協(xié)同、協(xié)作和協(xié)調(diào)為目標(biāo)實(shí)現(xiàn)企業(yè)各項(xiàng)事務(wù)運(yùn)作的協(xié)同、協(xié)作和協(xié)調(diào)為目標(biāo)高度的安全性高度的安全性技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的多樣性技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的多樣性現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)n企業(yè)網(wǎng)特征企業(yè)網(wǎng)特征 現(xiàn)代企業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成與運(yùn)行機(jī)制決定了企業(yè)網(wǎng)的特征現(xiàn)代企業(yè)系統(tǒng)構(gòu)成與運(yùn)行機(jī)制決定了企業(yè)網(wǎng)的特征具有辦公系統(tǒng)和物資生產(chǎn)系統(tǒng)，有信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層次具有辦公系統(tǒng)和物資生產(chǎn)系統(tǒng)，有信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層次集中管理、分散控制集中管理、分

18、散控制管控一體化管控一體化集成方式多樣化（商業(yè)集成、垂直集成、水平集成）集成方式多樣化（商業(yè)集成、垂直集成、水平集成）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)n企業(yè)網(wǎng)框架企業(yè)網(wǎng)框架1.信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)信息網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層次兩個(gè)層次2.集中管理、分散控制集中管理、分散控制3.管理管理-控制一體化控制一體化信息網(wǎng)絡(luò)：信息網(wǎng)絡(luò)：企業(yè)網(wǎng)上層，企業(yè)數(shù)據(jù)共享和傳輸企業(yè)網(wǎng)上層，企業(yè)數(shù)據(jù)共享和傳輸載體。要求高速通信網(wǎng)絡(luò)、多媒體載體。要求高速通信網(wǎng)絡(luò)、多媒體傳輸、與傳輸、與InternetInternet互連、數(shù)據(jù)安全、互連、數(shù)據(jù)安全、易于技術(shù)擴(kuò)展和更新。易于技術(shù)擴(kuò)

19、展和更新。控制網(wǎng)絡(luò)：控制網(wǎng)絡(luò)：企業(yè)網(wǎng)下層，與信息網(wǎng)絡(luò)集成在一起，企業(yè)網(wǎng)下層，與信息網(wǎng)絡(luò)集成在一起，服從信息網(wǎng)絡(luò)的操作，同時(shí)具有獨(dú)立性服從信息網(wǎng)絡(luò)的操作，同時(shí)具有獨(dú)立性和完整性。核心技術(shù)是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，和完整性。核心技術(shù)是現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，或工業(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的集合?；蚬I(yè)以太網(wǎng)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的集合。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)二、企業(yè)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)二、企業(yè)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)n企業(yè)控制管理層次模型企業(yè)控制管理層次模型根據(jù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMOSA模型和模型和PUDU模型模型現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)

20、信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)流程工業(yè)流程工業(yè)CIPS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)制造業(yè)制造業(yè)CIMS結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)互連網(wǎng)Internet企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)Intranet底層控制網(wǎng)Infranet企業(yè)資源規(guī)劃層ERP制造執(zhí)行層MES現(xiàn)場(chǎng)控制層FCS企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)各功能層次信息傳遞Ether

21、net現(xiàn)場(chǎng)控制層FCS制造執(zhí)行層MESEthernet資源規(guī)劃層ERPEthernet調(diào)節(jié)閥溫度變送器溫度變送器溫度變送器調(diào)節(jié)閥Internet控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)n信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的邏輯結(jié)構(gòu)信息網(wǎng)絡(luò)與控制網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的邏輯結(jié)構(gòu)建立控制與管理一體化企業(yè)網(wǎng)支持企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效率、高效益、高建立控制與管理一體化企業(yè)網(wǎng)支持企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效率、高效益、高柔性，柔性， 實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合自動(dòng)化和信息化實(shí)現(xiàn)企業(yè)綜合自動(dòng)化和信息化建立綜合的、實(shí)時(shí)的信息庫(kù)，為企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)、生產(chǎn)調(diào)度、計(jì)劃建立綜合的、實(shí)時(shí)的信息庫(kù)，為企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)、生產(chǎn)調(diào)度、計(jì)劃決策提供依據(jù)

22、決策提供依據(jù)建立分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，保證數(shù)據(jù)一致性、完整性和可操作建立分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能，保證數(shù)據(jù)一致性、完整性和可操作性性實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)的協(xié)同工作，充分利用設(shè)備資源，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)企業(yè)網(wǎng)的協(xié)同工作，充分利用設(shè)備資源，提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量實(shí)現(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)的同意管理與優(yōu)化調(diào)度實(shí)現(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)的同意管理與優(yōu)化調(diào)度實(shí)現(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)工作的遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷、軟件維護(hù)和更新實(shí)現(xiàn)對(duì)控制網(wǎng)絡(luò)工作的遠(yuǎn)程監(jiān)控、診斷、軟件維護(hù)和更新現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)p 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)指以具有通信能力的傳感器、執(zhí)行器、測(cè)控儀表作為工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)指以具有通信能力的傳感器、執(zhí)行器、測(cè)控

23、儀表作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、以現(xiàn)場(chǎng)總線作為通信介質(zhì)，連接成開(kāi)放式、數(shù)字化、多節(jié)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、以現(xiàn)場(chǎng)總線作為通信介質(zhì)，連接成開(kāi)放式、數(shù)字化、多節(jié)點(diǎn)通信，從而完成測(cè)量控制任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。點(diǎn)通信，從而完成測(cè)量控制任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。p 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用于企業(yè)信息系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制層和過(guò)程監(jiān)控層的網(wǎng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用于企業(yè)信息系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制層和過(guò)程監(jiān)控層的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，屬于一種特殊類型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。絡(luò)通信技術(shù)，屬于一種特殊類型的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。p 工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)特別強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?、可靠性和?shí)時(shí)性。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)特別強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?、可靠性和?shí)時(shí)性。n工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)

24、絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)開(kāi)放性：通信協(xié)議公開(kāi)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性、公開(kāi)性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從?；ゲ僮餍耘c互用性：“互操作性”是指互連設(shè)備間的信息傳送與溝通；“互用”則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)相互替換。通信的實(shí)時(shí)性：控制網(wǎng)絡(luò)的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)測(cè)量控制。要求控制網(wǎng)絡(luò)能提供相應(yīng)的實(shí)時(shí)通信，提供時(shí)間發(fā)布與時(shí)間管理功能，同時(shí)也要求提高系統(tǒng)的通信有效性，控制網(wǎng)絡(luò)通信中的媒體訪問(wèn)控制機(jī)制、通信模式、網(wǎng)絡(luò)管理方式等都會(huì)影響到通信的實(shí)時(shí)性和有效性。 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性：例如在高溫、嚴(yán)寒、粉塵環(huán)境下能保持正常工作，能抗振動(dòng)，抗電磁干擾，在易燃易爆環(huán)境下能保證本質(zhì)安全，有能力支持總線供電等。n 控制網(wǎng)

25、絡(luò)的基本要求控制網(wǎng)絡(luò)的基本要求現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三、企業(yè)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)三、企業(yè)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)四、企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)四、企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)n基本概念基本概念定義定義p廣義意義：公司內(nèi)部使用的廣義意義：公司內(nèi)部使用的InternetInternet技術(shù)，即建立在技術(shù)，即建立在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及使用諸如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及使用諸如WebWeb瀏覽器等技術(shù)基礎(chǔ)上的應(yīng)用。瀏覽器等技術(shù)基礎(chǔ)上的應(yīng)用。p狹義意義：公司內(nèi)部使用的萬(wàn)維網(wǎng)狹義意義：公司內(nèi)部使用的萬(wàn)維網(wǎng) 特性特性p采用協(xié)議采用協(xié)議p采用及其他公開(kāi)

26、標(biāo)準(zhǔn)采用及其他公開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)p僅供單位內(nèi)部使用僅供單位內(nèi)部使用p安全性安全性功能功能pWebWeb信息發(fā)布信息發(fā)布p電子郵件電子郵件p目錄服務(wù)目錄服務(wù)p協(xié)同工作協(xié)同工作現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)nIntranetIntranet的結(jié)構(gòu)方案的結(jié)構(gòu)方案基于基于Web的的Intranet管理管理（WBEM）Java管理應(yīng)用程序接管理應(yīng)用程序接口（口（JMAPI）現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.2 1.2 企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基于現(xiàn)場(chǎng)總線的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的Intranetp現(xiàn)場(chǎng)總線檢測(cè)層：現(xiàn)場(chǎng)總線檢測(cè)層：采用現(xiàn)場(chǎng)總線功能模塊結(jié)采用現(xiàn)場(chǎng)總線功

27、能模塊結(jié)構(gòu)，完場(chǎng)檢測(cè)、構(gòu)，完場(chǎng)檢測(cè)、A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波等。、數(shù)字濾波等。p現(xiàn)場(chǎng)總線控制層：現(xiàn)場(chǎng)總線控制層：運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、報(bào)警、趨勢(shì)分析警、趨勢(shì)分析, ,完成連續(xù)完成連續(xù)控制、順序控制等。控制、順序控制等。p現(xiàn)場(chǎng)總線管理層：現(xiàn)場(chǎng)總線管理層： 將現(xiàn)場(chǎng)總線控制層的信將現(xiàn)場(chǎng)總線控制層的信息集成到息集成到WEBWEB服務(wù)器。服務(wù)器。p現(xiàn)場(chǎng)總線信息層現(xiàn)場(chǎng)總線信息層： 將控制、管理一體化。將控制、管理一體化?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述n現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線：現(xiàn)場(chǎng)總線是用于現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分

28、散、全現(xiàn)場(chǎng)總線是用于現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制系統(tǒng)和控制室之間的一種全分散、全數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點(diǎn)、多站的通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化、智能、雙向、互聯(lián)、多變量、多點(diǎn)、多站的通信網(wǎng)絡(luò)IECIEC定義：現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定義：現(xiàn)場(chǎng)總線是一種應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與控制裝置之間實(shí)行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的技術(shù)備與控制裝置之間實(shí)行雙向、串行、多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的技術(shù)n現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)：現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)： 利用現(xiàn)場(chǎng)總線這一開(kāi)放的、具有互操作性的網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場(chǎng)各控制器及利用現(xiàn)場(chǎng)總線這一開(kāi)放的、具有互操作性的網(wǎng)絡(luò)，將現(xiàn)場(chǎng)各控制器及儀表互連，構(gòu)成的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制

29、功能的徹底下放。儀表互連，構(gòu)成的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制功能的徹底下放。 一、基本概念一、基本概念現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述n現(xiàn)場(chǎng)總線概念的不同表述現(xiàn)場(chǎng)總線概念的不同表述。p現(xiàn)場(chǎng)總線一般是指一種用于連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如傳感器（現(xiàn)場(chǎng)總線一般是指一種用于連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如傳感器（sensors）、執(zhí)行器以及像執(zhí)行器以及像PLC、調(diào)節(jié)器（調(diào)節(jié)器（regulators）、驅(qū)動(dòng)控制器等現(xiàn)場(chǎng)控制器、驅(qū)動(dòng)控制器等現(xiàn)場(chǎng)控制器的網(wǎng)絡(luò)；的網(wǎng)絡(luò)； p現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、在微機(jī)化測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向

30、串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開(kāi)放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)；控制網(wǎng)絡(luò)； p現(xiàn)場(chǎng)總線是一種串行的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信鏈路，它溝通了生產(chǎn)過(guò)程領(lǐng)現(xiàn)場(chǎng)總線是一種串行的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)通信鏈路，它溝通了生產(chǎn)過(guò)程領(lǐng)域的基本控制設(shè)備（現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備）之間以及更高層次自動(dòng)控制領(lǐng)域的域的基本控制設(shè)備（現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備）之間以及更高層次自動(dòng)控制領(lǐng)域的自動(dòng)化控制設(shè)備（車間級(jí)設(shè)備）之間的聯(lián)系；自動(dòng)化控制設(shè)備（車間級(jí)設(shè)備）之間的聯(lián)系； 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)p 現(xiàn)場(chǎng)總線是連接控制系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)裝置的雙向數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)；或現(xiàn)場(chǎng)總現(xiàn)場(chǎng)總線是連接控制系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)裝置的雙向數(shù)字通

31、信網(wǎng)絡(luò)；或現(xiàn)場(chǎng)總線是從控制室連結(jié)到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的雙向全數(shù)字通信總線；線是從控制室連結(jié)到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的雙向全數(shù)字通信總線；p現(xiàn)場(chǎng)總線是用于過(guò)程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化（最底層）的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線是用于過(guò)程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化（最底層）的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互連的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成；場(chǎng)儀表互連的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)，是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)與控制系統(tǒng)的集成； p在自動(dòng)化領(lǐng)域，在自動(dòng)化領(lǐng)域，“現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線”一詞是指安裝在現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)、控制器一詞是指安裝在現(xiàn)場(chǎng)的計(jì)算機(jī)、控制器以及生產(chǎn)設(shè)備等連接構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)；以及生產(chǎn)設(shè)備等連接構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)；p現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、在測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)通信

32、現(xiàn)場(chǎng)總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、在測(cè)量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)通信、形成開(kāi)放型測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)，是自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，是網(wǎng)、形成開(kāi)放型測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)，是自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，是網(wǎng)絡(luò)集成的測(cè)控系統(tǒng)。絡(luò)集成的測(cè)控系統(tǒng)。1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)二、現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)二、現(xiàn)場(chǎng)總線的本質(zhì)n現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)用于過(guò)程及制造自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互連的通信網(wǎng)絡(luò)用于過(guò)程及制造自動(dòng)化的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互連的通信網(wǎng)絡(luò)n現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或儀表指?jìng)鞲衅鳌⒆兯推骱蛨?zhí)行器等。這些設(shè)備通過(guò)一對(duì)傳現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或儀表指?jìng)鞲衅?、變送器和?zhí)行

33、器等。這些設(shè)備通過(guò)一對(duì)傳輸線互連，傳輸線可以使用雙絞線、同軸電纜、光纖和電源線等輸線互連，傳輸線可以使用雙絞線、同軸電纜、光纖和電源線等n互操作性互操作性對(duì)不同廠商不同品牌的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需要的控制回路，對(duì)不同廠商不同品牌的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需要的控制回路，并且具備相互操作的功能并且具備相互操作的功能1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)n分散功能塊分散功能塊FCSFCS廢棄了廢棄了DCSDCS的輸入的輸入/ /輸出單元和控制站，把輸出單元和控制站，把DCSDCS控制站的功能塊分散地分控制站的功能塊分散地分配給現(xiàn)場(chǎng)儀表，從而構(gòu)成

34、虛擬控制站配給現(xiàn)場(chǎng)儀表，從而構(gòu)成虛擬控制站n通信線供電通信線供電允許現(xiàn)場(chǎng)儀表直接從通信線上獲取能量，對(duì)于要求本征安全的低功耗現(xiàn)允許現(xiàn)場(chǎng)儀表直接從通信線上獲取能量，對(duì)于要求本征安全的低功耗現(xiàn)場(chǎng)儀表，可采用這種供電方式場(chǎng)儀表，可采用這種供電方式n開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放式互連網(wǎng)絡(luò)既可與同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可以與不同層網(wǎng)絡(luò)互連，還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)既可與同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可以與不同層網(wǎng)絡(luò)互連，還可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的共享庫(kù)的共享1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)三、現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的組成三、現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的組成現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)硬件硬件軟軟 件件總線電纜總線電纜

35、總線設(shè)備總線設(shè)備組態(tài)工具軟件組態(tài)工具軟件 組態(tài)通信軟件組態(tài)通信軟件 控制器編程軟件控制器編程軟件 用戶程序軟件用戶程序軟件 設(shè)備接口通信軟件設(shè)備接口通信軟件 設(shè)備功能軟件設(shè)備功能軟件 監(jiān)控組態(tài)軟件監(jiān)控組態(tài)軟件 系統(tǒng)平臺(tái)軟件系統(tǒng)平臺(tái)軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件系統(tǒng)應(yīng)用軟件1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)n硬件硬件：p總線電纜，又稱為通信線、通信介質(zhì)（媒體又稱為通信線、通信介質(zhì)（媒體/ /媒介媒介/ /介體）。介體）。p連接在通信線上的設(shè)備稱為連接在通信線上的設(shè)備稱為總線設(shè)備，亦稱為總線，亦稱為總線裝置、節(jié)點(diǎn)（主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)）、站點(diǎn)（主站、從裝置、節(jié)點(diǎn)（

36、主節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)）、站點(diǎn)（主站、從站）。又分為總線主設(shè)備和總線從設(shè)備。站）。又分為總線主設(shè)備和總線從設(shè)備。1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)p變送器傳感器變送器傳感器；p執(zhí)行器執(zhí)行器；p控制器控制器；p監(jiān)控監(jiān)視計(jì)算機(jī)監(jiān)控監(jiān)視計(jì)算機(jī)；p網(wǎng)橋網(wǎng)關(guān)網(wǎng)橋網(wǎng)關(guān)/中繼器中繼器/集線器集線器/交換機(jī)交換機(jī)/路由器；路由器；p其他現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備。其他現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備。 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制層、制造執(zhí)行層及資源規(guī)劃層之間實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制層、制造執(zhí)行層及資源規(guī)劃層之間的連接與信息傳輸?shù)倪B接與信息傳輸 1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線

37、控制系統(tǒng)n 軟件軟件p系統(tǒng)平臺(tái)軟件：為系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)行以及為系統(tǒng)應(yīng)用軟系統(tǒng)平臺(tái)軟件：為系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)行以及為系統(tǒng)應(yīng)用軟件編程而提供環(huán)境、條件或工具的基礎(chǔ)軟件。件編程而提供環(huán)境、條件或工具的基礎(chǔ)軟件。包括組包括組態(tài)工具軟件、組態(tài)通信軟件、監(jiān)控組態(tài)軟件和設(shè)備編態(tài)工具軟件、組態(tài)通信軟件、監(jiān)控組態(tài)軟件和設(shè)備編程軟件程軟件 。p系統(tǒng)應(yīng)用軟件：為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)以及設(shè)備的各種功能而編系統(tǒng)應(yīng)用軟件：為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)以及設(shè)備的各種功能而編寫(xiě)的軟件，包括系統(tǒng)用戶程序軟件、設(shè)備接口通信軟寫(xiě)的軟件，包括系統(tǒng)用戶程序軟件、設(shè)備接口通信軟件和設(shè)備功能軟件。件和設(shè)備功能軟件。 1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述 組態(tài)

38、工具軟件組態(tài)工具軟件為進(jìn)行設(shè)備設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)提供平臺(tái)并按現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議規(guī)范為進(jìn)行設(shè)備設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)提供平臺(tái)并按現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議規(guī)范（ProtocolSpecification）與組態(tài)通信軟件交換信息的工具軟件；與組態(tài)通信軟件交換信息的工具軟件； 組態(tài)通信軟件組態(tài)通信軟件為計(jì)算機(jī)與總線設(shè)備進(jìn)行通信，讀取總線設(shè)備參數(shù)或?qū)⒖偩€設(shè)為計(jì)算機(jī)與總線設(shè)備進(jìn)行通信，讀取總線設(shè)備參數(shù)或?qū)⒖偩€設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)信息傳送至總線設(shè)備而使用的軟件；備配置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)信息傳送至總線設(shè)備而使用的軟件； 控制器編程軟件控制器編程軟件為用戶程序提供編程環(huán)境的軟件平臺(tái)；為用戶程序提供編程環(huán)境的軟件平臺(tái)； 用戶程序軟件用戶程序軟件根據(jù)系統(tǒng)

39、的工藝流程及其他要求而編寫(xiě)的根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程及其他要求而編寫(xiě)的PLC（控制器）應(yīng)用（控制器）應(yīng)用程序；程序； 設(shè)備接口通信軟件設(shè)備接口通信軟件根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議規(guī)范而編寫(xiě)的用于總線設(shè)備之間通過(guò)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議規(guī)范而編寫(xiě)的用于總線設(shè)備之間通過(guò)總線電纜進(jìn)行通信的軟件；總線電纜進(jìn)行通信的軟件； 設(shè)備功能軟件設(shè)備功能軟件使總線設(shè)備實(shí)現(xiàn)自身功能（不包括現(xiàn)場(chǎng)總線通信部分）的軟件；使總線設(shè)備實(shí)現(xiàn)自身功能（不包括現(xiàn)場(chǎng)總線通信部分）的軟件； 監(jiān)控組態(tài)軟件監(jiān)控組態(tài)軟件運(yùn)行于監(jiān)控計(jì)算機(jī)（通常也稱為上位機(jī)）上的軟件，具有實(shí)時(shí)運(yùn)行于監(jiān)控計(jì)算機(jī)（通常也稱為上位機(jī)）上的軟件，具有實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、故障報(bào)警信息，

40、并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、趨勢(shì)圖分析及報(bào)顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)、故障報(bào)警信息，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄、趨勢(shì)圖分析及報(bào)表打印等功能。表打印等功能。1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)四、四、 現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)p 現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今現(xiàn)場(chǎng)總線是當(dāng)今3C技術(shù)，即通信（技術(shù)，即通信（Communication）、計(jì)算機(jī)（）、計(jì)算機(jī)（Computer） 、控制（、控制（Control）技術(shù)發(fā)展的結(jié)技術(shù)發(fā)展的結(jié) 合點(diǎn)。合點(diǎn)。p 現(xiàn)場(chǎng)總線是過(guò)程控制技術(shù)、自動(dòng)化儀表技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三大技術(shù)發(fā)展現(xiàn)場(chǎng)總線是過(guò)程控制技術(shù)、自動(dòng)化儀表技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)三大技術(shù)發(fā)

41、展 的交匯點(diǎn)。的交匯點(diǎn)。p 現(xiàn)場(chǎng)總線是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展在控制領(lǐng)域的體現(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)總線是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展在控制領(lǐng)域的體現(xiàn)。p 現(xiàn)場(chǎng)總線是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)果?，F(xiàn)場(chǎng)總線是信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)果。p 現(xiàn)場(chǎng)總線是自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，將對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)革現(xiàn)場(chǎng)總線是自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，將對(duì)傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)革 命，從而開(kāi)創(chuàng)工業(yè)自動(dòng)化的新紀(jì)元。命，從而開(kāi)創(chuàng)工業(yè)自動(dòng)化的新紀(jì)元。p 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)必將逐步取代傳統(tǒng)的獨(dú)立控制系統(tǒng)、集中采集控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)必將逐步取代傳統(tǒng)的獨(dú)立控制系統(tǒng)、集中采集控制系統(tǒng)和 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)DCS（

42、Distributed Control System），），成為本世紀(jì)自動(dòng)控制系成為本世紀(jì)自動(dòng)控制系 統(tǒng)的主流。統(tǒng)的主流。1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1 1、現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)p 現(xiàn)場(chǎng)總線將通信線（總線電纜）延伸到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)（制造或過(guò)程區(qū)域），或總線現(xiàn)場(chǎng)總線將通信線（總線電纜）延伸到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)（制造或過(guò)程區(qū)域），或總線電纜就是直接安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的；電纜就是直接安裝在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的；p 現(xiàn)場(chǎng)總線完全適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。現(xiàn)場(chǎng)總線完全適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。 2 2、數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò) p

43、 現(xiàn)場(chǎng)底層的變送器傳感器、執(zhí)行器、控制器之間的信號(hào)傳輸均用數(shù)字信號(hào)；現(xiàn)場(chǎng)底層的變送器傳感器、執(zhí)行器、控制器之間的信號(hào)傳輸均用數(shù)字信號(hào)；p 中上層的控制器、監(jiān)控監(jiān)視計(jì)算機(jī)等設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送均用數(shù)字信號(hào)；中上層的控制器、監(jiān)控監(jiān)視計(jì)算機(jī)等設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳送均用數(shù)字信號(hào)；p 各層設(shè)備之間的信息交換均用數(shù)字信號(hào)。各層設(shè)備之間的信息交換均用數(shù)字信號(hào)。 五、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)與五、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)與DCSDCS的對(duì)比的對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述3 3、開(kāi)放互連網(wǎng)絡(luò)、開(kāi)放互連網(wǎng)絡(luò) p 現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議規(guī)范是公開(kāi)的，所有制造商都必須遵守；現(xiàn)場(chǎng)總

44、線標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議規(guī)范是公開(kāi)的，所有制造商都必須遵守；p 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)是開(kāi)放的，既可實(shí)現(xiàn)同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可實(shí)現(xiàn)不同層網(wǎng)絡(luò)互連現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)是開(kāi)放的，既可實(shí)現(xiàn)同層網(wǎng)絡(luò)互連，也可實(shí)現(xiàn)不同層網(wǎng)絡(luò)互連 ，而不管其制造商是哪一家；，而不管其制造商是哪一家；p 用戶可共享網(wǎng)絡(luò)資源。用戶可共享網(wǎng)絡(luò)資源。 4 4、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)1. 現(xiàn)場(chǎng)總線通過(guò)一根通信線將所需的各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線通過(guò)一根通信線將所需的各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（如變送器傳感器、執(zhí)（如變送器傳感器、執(zhí) 行器、控制器）互相連接起來(lái)，即用一根通信線直接互連行器、控制器）互相連接起來(lái)，即用一根通信線直接互連N個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備， 從而構(gòu)成了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互

45、連網(wǎng)絡(luò)。從而構(gòu)成了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互連網(wǎng)絡(luò)。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述5 5、結(jié)構(gòu)與功能高度分散的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)與功能高度分散的系統(tǒng)p 現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有高度分散性；現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有高度分散性；p 現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)了高度分散，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備由現(xiàn)場(chǎng)總線的系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)了高度分散，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備由 分散的功能模塊構(gòu)成。分散的功能模塊構(gòu)成。 現(xiàn)場(chǎng)總線廢棄了現(xiàn)場(chǎng)總線廢棄了DCS的控制站及其輸入輸出單元，從根本上改變了的控制站及其輸入輸出單元，從根本上改變了DCS集集 中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，通過(guò)將控制功能高度分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中與分散相結(jié)合

46、的集散控制系統(tǒng)體系，通過(guò)將控制功能高度分散到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 這一途徑，實(shí)現(xiàn)了徹底分散控制。這一途徑，實(shí)現(xiàn)了徹底分散控制。 6 6、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互操作性與互換性、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互操作性與互換性p 互操作性：不同廠商的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以互操作性：不同廠商的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以互連，互相之間可以進(jìn)行信息交換并可，互相之間可以進(jìn)行信息交換并可 統(tǒng)一統(tǒng)一組態(tài)； p 互換性：不同廠商的性能類似的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以互相互換性：不同廠商的性能類似的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可以互相替換。 現(xiàn)場(chǎng)總線中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所具有的互操作性與互換性是現(xiàn)場(chǎng)總線中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備所具有的互操作性與互換性是DCS無(wú)法具備的。無(wú)法具備的。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)

47、總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述（7 7）系統(tǒng)具有優(yōu)異的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能）系統(tǒng)具有優(yōu)異的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能（8 8）系統(tǒng)具有強(qiáng)大的（遠(yuǎn)程）故障診斷功能）系統(tǒng)具有強(qiáng)大的（遠(yuǎn)程）故障診斷功能（9 9）設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和系統(tǒng)集成方便自由）設(shè)備配置、網(wǎng)絡(luò)組態(tài)和系統(tǒng)集成方便自由（1010）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備更換和系統(tǒng)擴(kuò)展更為方便）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備更換和系統(tǒng)擴(kuò)展更為方便（1111）為企業(yè)信息系統(tǒng)的構(gòu)建創(chuàng)造了重要條件）為企業(yè)信息系統(tǒng)的構(gòu)建創(chuàng)造了重要條件現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述 FCSDCS(1) 結(jié)構(gòu)一對(duì)多：一對(duì)傳輸線連接多臺(tái)儀表，雙向傳輸多個(gè)信號(hào)。一對(duì)一：一對(duì)傳輸

48、線連接一臺(tái)儀表，單向傳輸一個(gè)信號(hào)。(2) 可靠性可靠性好：數(shù)字信號(hào)傳輸抗干擾能力強(qiáng)，精度高?？煽啃圆睿耗M信號(hào)傳輸不僅精度低，而且容易受干擾。（3）失控狀態(tài)操作員在控制室既可以了解現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備過(guò)現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作情況，也能對(duì)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，還可以預(yù)測(cè)或?qū)ふ夜收希乖O(shè)備始終處于操作員的過(guò)程監(jiān)控與可控狀態(tài)之中。操作員在控制室既不了解模擬儀表的工作情況，也不能對(duì)其進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，更不能預(yù)測(cè)故障，導(dǎo)致操作員對(duì)儀表處于“失控”狀態(tài)。現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述（4）控制控制功能分散在各個(gè)智能儀器中。所有的控制功能集中在控制站中。（5）互換性用戶可以自由

49、選擇不同制造商內(nèi)提供的性能價(jià)格比最優(yōu)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表，并將不同品牌的儀表互連，實(shí)現(xiàn)“即插即用”。盡管模擬儀表采用統(tǒng)一的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（420mA直流電流信號(hào)），但是大部分技術(shù)參數(shù)仍由制造廠自定，致使不同品牌的儀表不能互換。（6）儀表智能儀表除了具有模擬儀表的檢測(cè)、變換、補(bǔ)償?shù)裙δ芡猓€數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力。模擬儀表只具有檢測(cè)、變換、補(bǔ)償?shù)裙δ堋，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述p可以在控制室遠(yuǎn)程監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)；可以在控可以在控制室遠(yuǎn)程監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)；可以在控制室對(duì)現(xiàn)制室對(duì)現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)備及系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。場(chǎng)設(shè)備及

50、系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。p可以診斷和顯示各種故障，如總線設(shè)備和連接器的斷路、短路故障以可以診斷和顯示各種故障，如總線設(shè)備和連接器的斷路、短路故障以及通信故障和電源故障等；可以將各種狀態(tài)及故障信息傳送到控制室中及通信故障和電源故障等；可以將各種狀態(tài)及故障信息傳送到控制室中的監(jiān)視監(jiān)的監(jiān)視監(jiān) 控計(jì)算機(jī)，大大減少了使用和維護(hù)人員不必要的現(xiàn)場(chǎng)巡視?？赜?jì)算機(jī)，大大減少了使用和維護(hù)人員不必要的現(xiàn)場(chǎng)巡視。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)總線安裝在惡劣環(huán)境中時(shí)，這尤其具有重要意義。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)總線安裝在惡劣環(huán)境中時(shí)，這尤其具有重要意義。p用戶可以通過(guò)同層網(wǎng)絡(luò)或上層網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，而不用戶可以通過(guò)同層網(wǎng)絡(luò)或上層網(wǎng)絡(luò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，

51、而不必到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每一個(gè)設(shè)備逐個(gè)進(jìn)行配置；利用網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具軟件可以迅必到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)每一個(gè)設(shè)備逐個(gè)進(jìn)行配置；利用網(wǎng)絡(luò)組態(tài)工具軟件可以迅速而方便地組建現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；由于現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放速而方便地組建現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，配置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)；由于現(xiàn)場(chǎng)總線的開(kāi)放性、互操作性與互換性，用戶可以自由地集成不同廠商、不同品牌的性、互操作性與互換性，用戶可以自由地集成不同廠商、不同品牌的產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)成所需的系統(tǒng)。產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)，從而構(gòu)成所需的系統(tǒng)。六、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)六、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述p現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有互操作性和互換性，

52、損壞的設(shè)備可用功能類似的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有互操作性和互換性，損壞的設(shè)備可用功能類似的任何廠家的設(shè)備替換，實(shí)現(xiàn)任何廠家的設(shè)備替換，實(shí)現(xiàn)“即插即用即插即用”；當(dāng)需要增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；當(dāng)需要增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備時(shí)，無(wú)需架設(shè)新的電纜，可就近接到原有的電纜上；系統(tǒng)擴(kuò)展所時(shí)，無(wú)需架設(shè)新的電纜，可就近接到原有的電纜上；系統(tǒng)擴(kuò)展所需的組態(tài)時(shí)間大大減少。需的組態(tài)時(shí)間大大減少。p系統(tǒng)的高可靠性使系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率大大減小；強(qiáng)大的故障系統(tǒng)的高可靠性使系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率大大減??；強(qiáng)大的故障診斷功能使故障的早期發(fā)現(xiàn)、定位和排除變得快速而有效，系統(tǒng)診斷功能使故障的早期發(fā)現(xiàn)、定位和排除變得快速而有效，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)將更長(zhǎng)，維護(hù)停工時(shí)間大大減

53、小。正常運(yùn)行時(shí)將更長(zhǎng)，維護(hù)停工時(shí)間大大減小。p一個(gè)總線電纜直接互連一個(gè)總線電纜直接互連N N臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，電纜用量大大減少（臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，電纜用量大大減少（DCSDCS幾百幾百根甚至幾千根）；端子、槽盒、橋架、配線板等連接附件用量大大減根甚至幾千根）；端子、槽盒、橋架、配線板等連接附件用量大大減少。少?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述p系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的高度分散性決定了系統(tǒng)的高可靠性；現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的高度分散性決定了系統(tǒng)的高可靠性；現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議規(guī)范對(duì)通信可靠性方面的嚴(yán)格規(guī)定保證了通信場(chǎng)總線協(xié)議規(guī)范對(duì)通信可靠性方面的嚴(yán)格規(guī)定保證了通信的高可靠性

54、。的高可靠性。p原來(lái)原來(lái)DCSDCS繁瑣的原理圖設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)總線中變得簡(jiǎn)單易行；標(biāo)準(zhǔn)接繁瑣的原理圖設(shè)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)總線中變得簡(jiǎn)單易行；標(biāo)準(zhǔn)接插件的使用使得安裝和校對(duì)的工作量大大減少；可根據(jù)需要將系插件的使用使得安裝和校對(duì)的工作量大大減少；可根據(jù)需要將系統(tǒng)分為幾個(gè)部分分別調(diào)試，使調(diào)試工作變得靈活方便；強(qiáng)大的故統(tǒng)分為幾個(gè)部分分別調(diào)試，使調(diào)試工作變得靈活方便；強(qiáng)大的故障診斷功能使調(diào)試工作變得輕松愉快。障診斷功能使調(diào)試工作變得輕松愉快。p在現(xiàn)場(chǎng)總線中，各種開(kāi)關(guān)量、模擬量就近轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，所在現(xiàn)場(chǎng)總線中，各種開(kāi)關(guān)量、模擬量就近轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，所有總線設(shè)備間均采用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信，避免了信號(hào)的衰減和變有總線設(shè)備

55、間均采用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行通信，避免了信號(hào)的衰減和變形，減少了傳送誤差。形，減少了傳送誤差?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述七、現(xiàn)場(chǎng)總線的不足之處七、現(xiàn)場(chǎng)總線的不足之處網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲、通信系統(tǒng)的瞬時(shí)錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)包丟失、發(fā)送與到達(dá)次序的不一致等，都會(huì)破壞傳統(tǒng)控制系統(tǒng)原本具有的確定性，使得控制系統(tǒng)的分析和綜合變得更復(fù)雜，使控制系統(tǒng)的性能受到負(fù)面影響。 因此，如何使控制網(wǎng)絡(luò)滿足控制系統(tǒng)對(duì)通信實(shí)時(shí)性、確定性的要求，是現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)該關(guān)注的重要問(wèn)題?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系

56、統(tǒng)概述八、八、 現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)n國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)：p 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO(International Organization for Standardization)p 國(guó)際電工委員會(huì)國(guó)際電工委員會(huì)IEC（International Electrotechnical Commission）p 國(guó)際電信聯(lián)盟國(guó)際電信聯(lián)盟ITU（International Telecommunication Union）。）。n中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)：p中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)SAC（Standardization Administration o

57、f China）。）。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述n現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898ISO11898是現(xiàn)場(chǎng)總線最早的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)主要影響車輛、運(yùn)輸工具等方面的是現(xiàn)場(chǎng)總線最早的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，針對(duì)主要影響車輛、運(yùn)輸工具等方面的CANCAN總線。總線。ISO11519ISO11519同同ISO11898ISO11898一樣，也是針對(duì)道路交通運(yùn)輸工具制訂的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。區(qū)一樣，也是針對(duì)道路交通運(yùn)輸工具制訂的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。區(qū)別在于別在于ISO11898ISO11898針對(duì)高速針對(duì)高速CANCAN（Control Area Neo

58、workControl Area Neowork），），ISO11519ISO11519針對(duì)低速針對(duì)低速CANCAN和和VANVAN（Vehicle Area NetworkVehicle Area Network）。）。IEC61784IEC61784（連續(xù)和離散制造用現(xiàn)場(chǎng)總線行規(guī)）是對(duì)（連續(xù)和離散制造用現(xiàn)場(chǎng)總線行規(guī)）是對(duì)IEC61158IEC61158的解釋和補(bǔ)充，涉及的解釋和補(bǔ)充，涉及除除IEC61158IEC61158報(bào)告外報(bào)告外7 7個(gè)協(xié)議簇的個(gè)協(xié)議簇的1818個(gè)工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議子集個(gè)工業(yè)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議子集。IEC61158IEC61158和和IEC62026IEC62026協(xié)議簇

59、是兩個(gè)國(guó)際電工委員會(huì)制定的應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的現(xiàn)協(xié)議簇是兩個(gè)國(guó)際電工委員會(huì)制定的應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)。 IEC61158IEC61158標(biāo)準(zhǔn)的第標(biāo)準(zhǔn)的第4 4版定義了版定義了2020種現(xiàn)場(chǎng)總線、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)種現(xiàn)場(chǎng)總線、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)/ /工業(yè)以太網(wǎng)。工業(yè)以太網(wǎng)。IEC62026IEC62026（控制電器與電器設(shè)備接口）標(biāo)準(zhǔn)比較簡(jiǎn)單，包括四種協(xié)議。（控制電器與電器設(shè)備接口）標(biāo)準(zhǔn)比較簡(jiǎn)單，包括四種協(xié)議?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)1.3 1.3 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)概述IEC61158 v4IEC61158 v4定義的定義的2020種總線標(biāo)準(zhǔn)種總線標(biāo)準(zhǔn)Type

60、1 IEC/TS61158 Type1 IEC/TS61158 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線Type2 CIP Type2 CIP 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線/ /實(shí)時(shí)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Type3 Type3 PROFIBUS PROFIBUS 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線Type4 Type4 P-NETP-NET 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線/ /實(shí)時(shí)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)Type5 Type5 FF HSEFF HSE 高速以太網(wǎng)高速以太網(wǎng)( (實(shí)時(shí)以太網(wǎng)實(shí)時(shí)以太網(wǎng)) )Type6 Type6 SwiftNetSwiftNet 被撤銷Type7 Type7 WorldFIPWorldFIP 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線Type8 INTERBUS Ty