計(jì)算機(jī)控制課件 作者：李華

1、第第8 8章章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制 1 1、計(jì)算機(jī)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 2 2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)概述、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)概述 3 3、集散控制系統(tǒng)（、集散控制系統(tǒng)（DCSDCS）4 4、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS) (FCS) 總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)（一個(gè)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的通信系統(tǒng)示意圖）（一個(gè)用于工業(yè)控制領(lǐng)域的通信系統(tǒng)示意圖） 網(wǎng)絡(luò)的三大功能：網(wǎng)絡(luò)的三大功能： （l l）數(shù)據(jù)傳送）數(shù)據(jù)傳送 （2 2）資源共享）資源共享 （3 3）提高計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性）提高計(jì)算機(jī)的可靠性和可用性 網(wǎng)絡(luò)的類型網(wǎng)絡(luò)的類型 通信網(wǎng)絡(luò)的類型可以按不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，按網(wǎng)絡(luò)范圍通

2、信網(wǎng)絡(luò)的類型可以按不同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劃分，按網(wǎng)絡(luò)范圍和計(jì)算機(jī)之間互連的距離可分為廣域網(wǎng)（和計(jì)算機(jī)之間互連的距離可分為廣域網(wǎng)（WANWAN）和局域網(wǎng)）和局域網(wǎng)（LANLAN）兩種。）兩種。1 1、計(jì)算機(jī)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 1) 1) 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)a. a. 星形結(jié)構(gòu)星形結(jié)構(gòu) 星形結(jié)構(gòu)的星形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)特點(diǎn)：（1 1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于 管理。管理。（2 2）控制簡(jiǎn)單，建網(wǎng)）控制簡(jiǎn)單，建網(wǎng) 容易，通信功能容易，通信功能 簡(jiǎn)單。簡(jiǎn)單。（3 3）網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間）網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間 小，傳輸誤差較小，傳輸誤差較 低。低。 b b環(huán)形結(jié)構(gòu)環(huán)形結(jié)構(gòu) 環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)特點(diǎn)：（1

3、 1）在環(huán)路上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)）在環(huán)路上，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位是相同的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的地位是相同的，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以獲得網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)。都可以獲得網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)。（2 2）不需要進(jìn)行路徑選擇，）不需要進(jìn)行路徑選擇，控制比較簡(jiǎn)單，意味在環(huán)形控制比較簡(jiǎn)單，意味在環(huán)形結(jié)構(gòu)中，信息從源地址到目結(jié)構(gòu)中，信息從源地址到目的地的路徑只有一條。的地的路徑只有一條。（3 3）傳輸信息的延遲時(shí)間）傳輸信息的延遲時(shí)間固定，有利于實(shí)時(shí)控制。固定，有利于實(shí)時(shí)控制。 c c總線形結(jié)構(gòu)總線形結(jié)構(gòu) 總線形結(jié)構(gòu)的總線形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)特點(diǎn)： （l l） 較好的擴(kuò)充性，較好的擴(kuò)充性，網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的增刪容易，網(wǎng)絡(luò)上節(jié)點(diǎn)的增刪容易，網(wǎng)絡(luò)大小可通過轉(zhuǎn)接部網(wǎng)絡(luò)大小可

4、通過轉(zhuǎn)接部件延伸和擴(kuò)展。件延伸和擴(kuò)展。 （2 2）不需要中央控制）不需要中央控制器，有利于分布控制，器，有利于分布控制，可靠性高。可靠性高。（3 3）由于多臺(tái)設(shè)備共用一條通信線，所以信道利用率較高。）由于多臺(tái)設(shè)備共用一條通信線，所以信道利用率較高。d樹線形結(jié)構(gòu)樹線形結(jié)構(gòu) 樹線形結(jié)構(gòu)的樹線形結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)特點(diǎn)： 樹形結(jié)構(gòu)是分層結(jié)樹形結(jié)構(gòu)是分層結(jié)構(gòu)，適用于分級(jí)管理和構(gòu)，適用于分級(jí)管理和分級(jí)控制系統(tǒng)。與星形分級(jí)控制系統(tǒng)。與星形結(jié)構(gòu)相比，由于通信線結(jié)構(gòu)相比，由于通信線路總長(zhǎng)度較短，故它連路總長(zhǎng)度較短，故它連網(wǎng)成本低，易于維護(hù)和網(wǎng)成本低，易于維護(hù)和擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較星形結(jié)擴(kuò)展，但結(jié)構(gòu)較星形結(jié)構(gòu)復(fù)雜。構(gòu)復(fù)雜。 網(wǎng)

5、絡(luò)傳輸介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)又稱傳輸媒體，是通信系統(tǒng)中接收方與發(fā)送方之傳輸介質(zhì)又稱傳輸媒體，是通信系統(tǒng)中接收方與發(fā)送方之間的物理通道，起了設(shè)備互連和傳播信息的作用。傳輸介質(zhì)可間的物理通道，起了設(shè)備互連和傳播信息的作用。傳輸介質(zhì)可分為兩大類：有線介質(zhì)（如雙絞線、同軸電纜、光纖等）和無分為兩大類：有線介質(zhì)（如雙絞線、同軸電纜、光纖等）和無線介質(zhì)（如衛(wèi)星通信、紅外通信、微波通信的載體）。線介質(zhì)（如衛(wèi)星通信、紅外通信、微波通信的載體）。 網(wǎng)絡(luò)訪問控制網(wǎng)絡(luò)訪問控制 信息訪問控制信息訪問控制有：查詢、令牌環(huán)、令牌總線、有：查詢、令牌環(huán)、令牌總線、CSMACSMACDCD、信息槽等。、信息槽等。 信息交

6、換技術(shù)信息交換技術(shù) 信息交換技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)中十分重要和基本的信息交換技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)技術(shù)中十分重要和基本的內(nèi)容，它分為兩類：線路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換內(nèi)容，它分為兩類：線路交換與存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換中又分為兩種：報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換與報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。中又分為兩種：報(bào)文存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換與報(bào)文分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其層次結(jié)構(gòu) 在通信網(wǎng)絡(luò)中所有在通信網(wǎng)絡(luò)中所有“成員成員”必須遵循某種必須遵循某種相互都能接受的一組規(guī)則，以便實(shí)現(xiàn)彼此的相互都能接受的一組規(guī)則，以便實(shí)現(xiàn)彼此的通信和資源共享。這些規(guī)則的集合稱為通信和資源共享。這些規(guī)則的集合稱為網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)

7、協(xié)議協(xié)議。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各終端用戶之間，用。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各終端用戶之間，用戶與資源之間或資源與資源之間的對(duì)話與合戶與資源之間或資源與資源之間的對(duì)話與合作必須按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行。作必須按照預(yù)先規(guī)定的協(xié)議進(jìn)行。 利用分層方法，我們可以容易地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際利用分層方法，我們可以容易地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)際聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)配置間的連接。聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)配置間的連接。19771977年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（化組織（ISOISO）提出了開放系統(tǒng)互連參考模型）提出了開放系統(tǒng)互連參考模型OSIOSI（Open System InterconnectionOpen System InterconnectionReference Mo

8、delReference Model）。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)）。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)模型模型規(guī)定了七個(gè)功能層，每層都使用它自己的協(xié)規(guī)定了七個(gè)功能層，每層都使用它自己的協(xié)議。議。 網(wǎng)絡(luò)互連網(wǎng)絡(luò)互連 網(wǎng)絡(luò)互連是指采用網(wǎng)絡(luò)互連是指采用網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備將同一類網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備將同一類型的網(wǎng)絡(luò)或不同類型的型的網(wǎng)絡(luò)或不同類型的網(wǎng)絡(luò)及其產(chǎn)品相互連接網(wǎng)絡(luò)及其產(chǎn)品相互連接起來組成地理覆蓋范圍起來組成地理覆蓋范圍更大，功能更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)。更大，功能更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)橋工作原理網(wǎng)橋工作原理 網(wǎng)絡(luò)互連網(wǎng)絡(luò)互連常用設(shè)備常用設(shè)備有：有：中繼器、網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)。中繼器、網(wǎng)橋、路由器、網(wǎng)關(guān)。 中繼器中繼器是網(wǎng)絡(luò)物理層的一種介質(zhì)連接設(shè)備，是延長(zhǎng)

9、網(wǎng)絡(luò)距是網(wǎng)絡(luò)物理層的一種介質(zhì)連接設(shè)備，是延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)距離的最簡(jiǎn)單、最廉價(jià)的互連設(shè)備。離的最簡(jiǎn)單、最廉價(jià)的互連設(shè)備。 網(wǎng)橋網(wǎng)橋是同類型網(wǎng)絡(luò)之間的互連設(shè)備。是同類型網(wǎng)絡(luò)之間的互連設(shè)備。路由器工作原理路由器工作原理 路由器路由器屬于屬于OSIOSI網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層的一種互連設(shè)備，層的一種互連設(shè)備，對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)，用數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)，用路由器連接的網(wǎng)絡(luò)路由器連接的網(wǎng)絡(luò)可以使用在數(shù)據(jù)鏈可以使用在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層互不路層和物理層互不相同的協(xié)議。相同的協(xié)議。 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)又稱為網(wǎng)間連接器，能使不同類型（異種網(wǎng)絡(luò)操作系又稱為網(wǎng)間連接器，能使不同類型（異種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）的網(wǎng)絡(luò)連接在一起。統(tǒng)）的網(wǎng)絡(luò)

10、連接在一起。 網(wǎng)關(guān)連接示意圖網(wǎng)關(guān)連接示意圖 2 2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)概述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)概述 1 1）控制網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)）控制網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) (1)(1)要求有高實(shí)時(shí)性和良好的時(shí)間確定性；要求有高實(shí)時(shí)性和良好的時(shí)間確定性； (2)(2)傳送的信息多為短幀信息，且信息交換頻繁；傳送的信息多為短幀信息，且信息交換頻繁； (3)(3)容錯(cuò)能力強(qiáng)，可靠性、安全性好；容錯(cuò)能力強(qiáng)，可靠性、安全性好； (4)(4)控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡(jiǎn)單實(shí)用，工作效率高；控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議簡(jiǎn)單實(shí)用，工作效率高； (5)(5)控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有高度分散性；控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有高度分散性； (6)(6)控制設(shè)備的智能化與控制功能的自治性；控制設(shè)備的智

11、能化與控制功能的自治性； (7)(7)與信息網(wǎng)絡(luò)之間有高效的通信，易于實(shí)現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)之間有高效的通信，易于實(shí)現(xiàn)與信息網(wǎng)絡(luò)的集成。的集成。 2 2）控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別）控制網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別 (1)(1)控制網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性和系統(tǒng)響應(yīng)的控制網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性和系統(tǒng)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性實(shí)時(shí)性是控是控制系統(tǒng)最基本的要求。制系統(tǒng)最基本的要求。 (2)(2)控制網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)在惡劣環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴⒖刂凭W(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)在惡劣環(huán)境下數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴⒖煽啃钥煽啃浴?(3)(3)在企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，分散的單一用戶必須借助控制網(wǎng)在企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，分散的單一用戶必須借助控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入系統(tǒng)，所以通信方

12、式多使用絡(luò)進(jìn)入系統(tǒng)，所以通信方式多使用廣播和組播廣播和組播方式，在信方式，在信息網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)自主系統(tǒng)與另外一個(gè)自主系統(tǒng)一般都建立一息網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)自主系統(tǒng)與另外一個(gè)自主系統(tǒng)一般都建立一對(duì)一的通信方式。對(duì)一的通信方式。 (4)(4)控制網(wǎng)絡(luò)必須解決多家公司產(chǎn)品和系統(tǒng)在同一網(wǎng)絡(luò)中相控制網(wǎng)絡(luò)必須解決多家公司產(chǎn)品和系統(tǒng)在同一網(wǎng)絡(luò)中相互互兼容兼容問題，即問題，即互操作性互操作性問題。問題。3 3）控制網(wǎng)絡(luò)的類型及其相互關(guān)系）控制網(wǎng)絡(luò)的類型及其相互關(guān)系 控制網(wǎng)絡(luò)的類型和相互關(guān)系控制網(wǎng)絡(luò)的類型和相互關(guān)系 3 3、集散控制系統(tǒng)（、集散控制系統(tǒng)（DCSDCS） 設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則: : 采用分散控制和集中管理的設(shè)計(jì)思想

13、、分而自治和采用分散控制和集中管理的設(shè)計(jì)思想、分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則，并采用層次化的體系結(jié)構(gòu)。綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則，并采用層次化的體系結(jié)構(gòu)。 所謂所謂分散控制分散控制是用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，分散應(yīng)用于生是用多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)，分散應(yīng)用于生產(chǎn)過程控制產(chǎn)過程控制; ; 所謂所謂集中管理集中管理是用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成是用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把多臺(tái)計(jì)算機(jī)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng). . 分散控制系統(tǒng)是縱向分層、橫向分散的大型綜合控分散控制系統(tǒng)是縱向分層、橫向分散的大型綜合控制系統(tǒng)。制系統(tǒng)。1 1）集散控制系統(tǒng)）集散控制系統(tǒng) 分散控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)分散控制系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu) 2 2）集散控制系統(tǒng)（）集散控制系統(tǒng)（D

14、CSDCS）的特點(diǎn)）的特點(diǎn) 分散性和集中性分散性和集中性 自治性和協(xié)調(diào)性自治性和協(xié)調(diào)性 靈活性和擴(kuò)展性靈活性和擴(kuò)展性 先進(jìn)性和繼承性先進(jìn)性和繼承性 可靠性和適應(yīng)性可靠性和適應(yīng)性 友好性和新穎性友好性和新穎性3 3）集散控制系統(tǒng)（）集散控制系統(tǒng)（DCSDCS）的體系結(jié)構(gòu)）的體系結(jié)構(gòu) 主要有三代產(chǎn)品。主要有三代產(chǎn)品。 第一代第一代DCSDCS的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 基本結(jié)構(gòu)由基本結(jié)構(gòu)由監(jiān)控機(jī)、操作監(jiān)控機(jī)、操作站、數(shù)據(jù)采集站、數(shù)據(jù)采集裝置、過程控裝置、過程控制單元及高速制單元及高速數(shù)據(jù)通道等數(shù)據(jù)通道等5 5部部分分組成組成。 第二代第二代DCSDCS的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) (1)(1)局部網(wǎng)絡(luò)局部網(wǎng)絡(luò)

15、(LAN) (LAN) ；(2)(2)節(jié)點(diǎn)工作站，即指節(jié)點(diǎn)工作站，即指過樣控制單過樣控制單(PCU)(PCU)；(3)(3)中央操作站，它是中央操作站，它是掛接在掛接在LANLAN上的節(jié)點(diǎn)上的節(jié)點(diǎn)工作站，負(fù)責(zé)對(duì)全系工作站，負(fù)責(zé)對(duì)全系統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合管統(tǒng)的信息進(jìn)行綜合管理，是系統(tǒng)的主操作理，是系統(tǒng)的主操作站；站；(4)系統(tǒng)管理站，又稱系統(tǒng)管理站，又稱為系統(tǒng)管理模塊；為系統(tǒng)管理模塊；(5)(5)主計(jì)算機(jī)，也稱管理計(jì)算機(jī)；主計(jì)算機(jī)，也稱管理計(jì)算機(jī)；(6)(6)網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)(GateWay(GateWay) )。第三代第三代DCSDCS的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) 第一、二代第一、二代DCSDCS基本基本上為封閉

16、系統(tǒng)，不上為封閉系統(tǒng)，不同系統(tǒng)之間無法互同系統(tǒng)之間無法互連，第三代連，第三代DCSDCS局域局域網(wǎng)網(wǎng)(LAN)(LAN)遵循開放系遵循開放系統(tǒng)互連參考模型的統(tǒng)互連參考模型的7 7層通信協(xié)議層通信協(xié)議, ,符合國(guó)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，比較容易際標(biāo)準(zhǔn)，比較容易構(gòu)成信息集成系統(tǒng)。構(gòu)成信息集成系統(tǒng)。4. 4. 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)( (FCSFCS) ) 1) 1) 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線 現(xiàn)場(chǎng)總線現(xiàn)場(chǎng)總線( (FieldbusFieldbus) )是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)。 現(xiàn)場(chǎng)總線控

17、制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)( (FieldbusFieldbus Control System Control System，F(xiàn)CSFCS) )是一種以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的分布式網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)，是一種以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的分布式網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化系統(tǒng)，它既是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也是現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。它既是現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也是現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)。2) 2) 現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線的優(yōu)點(diǎn) 一對(duì)一對(duì)NN結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 可靠性高可靠性高 可控狀態(tài)可控狀態(tài) 互可操作性與互換性互可操作性與互換性 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性 系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)的開放性用一對(duì)通信線連接多臺(tái)數(shù)字儀表取代一對(duì)信號(hào)線只能連接一用一對(duì)通信線連接多臺(tái)數(shù)字

18、儀表取代一對(duì)信號(hào)線只能連接一 臺(tái)儀表；臺(tái)儀表；用多變量、雙向、數(shù)字通信方式取代單變量、單向、模擬傳用多變量、雙向、數(shù)字通信方式取代單變量、單向、模擬傳 輸方式；輸方式；用多功能的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表取代單功能的現(xiàn)場(chǎng)模擬儀表；用多功能的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字儀表取代單功能的現(xiàn)場(chǎng)模擬儀表；用分散式的虛擬控制站代替集中式的控制站；用分散式的虛擬控制站代替集中式的控制站；用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)用現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCSFCS代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分散控制系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分散控制系統(tǒng)DCSDCS；變革傳統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)；變革傳統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)；變革傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法和安裝調(diào)試方變革傳統(tǒng)的自動(dòng)化系統(tǒng)

19、體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)方法和安裝調(diào)試方 法。法。3) 3) 現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域的變革現(xiàn)場(chǎng)總線對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域的變革FCSFCS的信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化，從最底層的傳感器和執(zhí)行器的信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化，從最底層的傳感器和執(zhí)行器就采用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，逐層向上直至最高層均為通信網(wǎng)絡(luò)互連。就采用現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)，逐層向上直至最高層均為通信網(wǎng)絡(luò)互連。FCSFCS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為全分散式，它廢棄了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為全分散式，它廢棄了DCSDCS的輸入的輸入/ /輸出單元和輸出單元和控制站，把控制站，把DCSDCS控制站的功能化整為零，分散地分配給現(xiàn)場(chǎng)儀表，控制站的功能化整為零，分散地分配給現(xiàn)場(chǎng)儀表，從而構(gòu)成虛擬控制站，實(shí)現(xiàn)徹底的

20、分散控制。從而構(gòu)成虛擬控制站，實(shí)現(xiàn)徹底的分散控制。FCSFCS的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有互操作性，徹底改變傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備具有互操作性，徹底改變傳統(tǒng)DCSDCS控制層的封閉控制層的封閉性和專用性，使不同廠商的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備既可互連也可互換，統(tǒng)一性和專用性，使不同廠商的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備既可互連也可互換，統(tǒng)一組態(tài)。組態(tài)。FCSFCS的通信網(wǎng)絡(luò)為開放式互連網(wǎng)絡(luò)，用戶可非常方便地共享網(wǎng)的通信網(wǎng)絡(luò)為開放式互連網(wǎng)絡(luò)，用戶可非常方便地共享網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，使同層網(wǎng)絡(luò)可以互連，也可以使不同網(wǎng)絡(luò)互連。絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，使同層網(wǎng)絡(luò)可以互連，也可以使不同網(wǎng)絡(luò)互連。FCSFCS的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了全開放，可供任何人使用。的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了全開放，可供任何人使用

21、。4) FCS4) FCS對(duì)對(duì) DCSDCS的變革的變革5)5)現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)系統(tǒng)的分散性系統(tǒng)的分散性系統(tǒng)的開放性系統(tǒng)的開放性產(chǎn)品的互操作性產(chǎn)品的互操作性環(huán)境的適應(yīng)性環(huán)境的適應(yīng)性使用的經(jīng)濟(jì)性使用的經(jīng)濟(jì)性維護(hù)的簡(jiǎn)易性維護(hù)的簡(jiǎn)易性系統(tǒng)的可靠性系統(tǒng)的可靠性6) 6) 幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線 (1) CAN(1) CAN總線總線 CANCAN是德國(guó)是德國(guó)BoschBosch公司從公司從2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代初為解決現(xiàn)代汽車年代初為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議。據(jù)通信協(xié)議。 (2) LonWorks (2) LonWorks控制網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)和LonLon總線總線