FCS在康佳電視LC81系列中的應(yīng)用

1、fcs在康佳電視lc81系列中的應(yīng)用目錄摘要3abstract4第一章 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fcs）51.1 概述51.2 現(xiàn)場總線的發(fā)展51.3現(xiàn)場總線的特點(diǎn)9第二章 fcs在康佳81系列中的應(yīng)用112.1 fcs硬件組成112.2 fcs軟件組成122.3康佳彩電lc81系列采用fcs后所實(shí)現(xiàn)的功能17結(jié)論21參考文獻(xiàn)22英文譯文23致謝27摘 要現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fcs）現(xiàn)場總線統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的最終制定必將全面推進(jìn)fcs的應(yīng)用，使用戶在實(shí)現(xiàn)控制策略和系統(tǒng)開發(fā)方面發(fā)生巨大的變化，由于fcs具有明顯優(yōu)于dcs的特點(diǎn)，fcs必將代替dcs，單從利用現(xiàn)有資源角度，dcs系統(tǒng)的消失或完全被取代，短期內(nèi)也是

2、不合理的，應(yīng)立足于現(xiàn)有dcs，充分挖掘現(xiàn)有設(shè)備的潛力，使現(xiàn)有投資不至于浪費(fèi)，另外，dcs是一個(gè)不斷發(fā)展的控制系統(tǒng)，它必然采用現(xiàn)場總線技術(shù)對自身進(jìn)行改造，使dcs能與現(xiàn)場總線智能傳感器（智能儀表）和局部fcs連接起來。而康佳81系列液晶電視，首次采用了最先進(jìn)的fcs控制系統(tǒng)。本文將從全面提升畫質(zhì)、性能和節(jié)能效果三大方面闡述fcs控制系統(tǒng)在康佳彩電中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：現(xiàn)場總線、節(jié)能、fcs、康佳a(bǔ)bstractfield bus control system (fcs) fieldbus unified eventually developing will promote the applicati

3、on, the user in fcs realize control strategy and system development changed, because obviously superior dcs has (fcs) characteristics, instead of dcs and fcs will only from the use of the present resources angle, dcs system disappear or being completely replaced, short-term inside is not reasonable,

4、 shall be based on the existing dcs and fully exploit the potential of existing equipment, make the existing investment not waste, in addition, dcs is a continuous development of control system, it inevitably adopt fieldbus technology to transform, make itself with smart fieldbus dcs sensor (intelli

5、gent instrument) and local fcs joined up. and konka 81 series lcd tv, first adopted the most advanced control system (fcs). this paper from the comprehensively promote quality, performance and energy saving effects control system (fcs) three aspects in the application of tv konka. keywords: fieldbus

6、, energy saving, fcs, konka 第一章 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fcs）1.1 概述 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fieldbus control system，fcs）是繼基地式氣動儀表控制系統(tǒng)、電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)（dcs）后的新一代控制系統(tǒng)。由于它適應(yīng)了工業(yè)控制系統(tǒng)向數(shù)字化、分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的方向，給自動化系統(tǒng)的最終用戶帶來更大實(shí)惠和更多方便，并促使目前生產(chǎn)的自動化儀表、集散控制系統(tǒng)、可編程控制器（plc）產(chǎn)品面臨體系結(jié)構(gòu)、功能等方面的重大變革，導(dǎo)致工業(yè)自動化產(chǎn)品的又一次更新?lián)Q代，因而現(xiàn)場總線技術(shù)被譽(yù)為跨世紀(jì)的自控新技術(shù)。1.

7、2現(xiàn)場總線的發(fā)展隨著控制、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的發(fā)展，信息交換的領(lǐng)域正在迅速覆蓋從工廠的現(xiàn)場設(shè)備層到控制、管理的各個(gè)層次，從工段、車間、工廠、企業(yè)乃至世界各地的市場。信息技術(shù)的飛速發(fā)展，引起了自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變革，逐步形成以網(wǎng)絡(luò)集成自動化系統(tǒng)為基礎(chǔ)的企業(yè)信息系統(tǒng)。現(xiàn)場總線（fieldbus）就是順應(yīng)這一形勢發(fā)展起來的新技術(shù)。1.2.1什么是現(xiàn)場總線 現(xiàn)場總線是應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場、在微機(jī)化測量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多節(jié)點(diǎn)數(shù)字通信的系統(tǒng)，也被稱為開放式、數(shù)字化、多點(diǎn)通信的底層控制網(wǎng)絡(luò)。它在制造業(yè)、流程工業(yè)、交通、樓宇等方面的自動化系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景。 現(xiàn)場總線技術(shù)將專用微處理器置入傳統(tǒng)的測

8、量控制儀表，使它們各自都具有了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，采用雙絞線等作為總線，把多個(gè)測量控制儀表連接成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個(gè)微機(jī)化測量控制設(shè)備之間以及現(xiàn)場儀表與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，形成各種適應(yīng)實(shí)際需要的自動控制系統(tǒng)。簡而言之，它把單個(gè)分散的測量控制設(shè)備變成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以現(xiàn)場總線為紐帶，把它們連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。它給自動化領(lǐng)域帶來的變化，正如眾多分散的計(jì)算機(jī)被網(wǎng)絡(luò)連接在一起，使計(jì)算機(jī)的功能、作用發(fā)生的變化?，F(xiàn)場總線則使自控系統(tǒng)與設(shè)備具有了通信能力，把它們連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，加入到信息網(wǎng)絡(luò)的行列。因此把現(xiàn)場總

9、線技術(shù)說成是一個(gè)控制技術(shù)新時(shí)代的開端并不過分。現(xiàn)場總線是20世紀(jì)80年代中期在國際上發(fā)展起來的。隨著微處理器與計(jì)算機(jī)功能的不斷增強(qiáng)和價(jià)格的急劇降低，計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，而處于生產(chǎn)過程底層的測控自動化系統(tǒng)，采用一對一連線，用電壓、電流的模擬信號進(jìn)行測量控制，或采用自封閉式的集散系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間以及系統(tǒng)與外界之間的信息交換，使自動化系統(tǒng)成為“自動化孤島”。要實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)的信息集成，要實(shí)施綜合自動化，就必須設(shè)計(jì)出一種能在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境運(yùn)行的、性能可靠、造價(jià)低廉的通信系統(tǒng)，形成工廠底層網(wǎng)絡(luò)，完成現(xiàn)場自動化設(shè)備之間的多點(diǎn)數(shù)字通信，實(shí)現(xiàn)底層現(xiàn)場設(shè)備之間以及生產(chǎn)現(xiàn)場與外界的信息交換?，F(xiàn)場

10、總線就是在這種實(shí)際需求的驅(qū)動下應(yīng)運(yùn)而生的。它作為過程自動化、制造自動化、樓宇、交通等領(lǐng)域現(xiàn)場智能設(shè)備之間的互連通信網(wǎng)絡(luò)，溝通了生產(chǎn)過程現(xiàn)場控制設(shè)備之間及其與更高控制管理層網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系，為徹底打破自動化系統(tǒng)的信息孤島創(chuàng)造了條件。 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)既是一個(gè)開放通信網(wǎng)絡(luò)，又是一種全分布控制系統(tǒng)。它作為智能設(shè)備的聯(lián)系紐帶，把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的智能設(shè)備連接為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并進(jìn)一步構(gòu)成自動化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)基本控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動化功能，這是一項(xiàng)以智能傳感器、控制、計(jì)算機(jī)、數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)。由于現(xiàn)場總線適應(yīng)了工業(yè)控制系統(tǒng)向分散化、網(wǎng)絡(luò)化

11、、智能化發(fā)展的方向，它一經(jīng)產(chǎn)生便成為全球工業(yè)自動化技術(shù)的熱點(diǎn)，受到全世界的普遍關(guān)注?，F(xiàn)場總線的出現(xiàn)，導(dǎo)致目前生產(chǎn)的自動化儀表、集散控制系統(tǒng)、可編程控制器在產(chǎn)品的體系結(jié)構(gòu)、功能結(jié)構(gòu)方面的較大變革，自動化設(shè)備的制造廠家被迫面臨產(chǎn)品更新?lián)Q代的又一次挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的模擬儀表將逐步讓位于智能化數(shù)字儀表，并具備數(shù)字通信功能。出現(xiàn)了一批集檢測、運(yùn)算、控制功能于一體的變送控制器；出現(xiàn)了可集檢測溫度、壓力、流量于一身的多變量變送器；出現(xiàn)了帶控制模塊和具有故障信息的執(zhí)行器；并由此大大改變了現(xiàn)有的設(shè)備維護(hù)管理方法。1.2.2現(xiàn)場總線的發(fā)展 50年代以前，由于當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)規(guī)模較小，檢測控制儀表尚處于發(fā)展的初級階段，所采用的

12、僅僅是安裝在生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場、只具備簡單測控功能的基地式氣動儀表，其信號僅在本儀表內(nèi)起作用，一般不能傳送給別的儀表或系統(tǒng)，即各測控點(diǎn)只能成為封閉狀態(tài)，無法與外界溝通信息，操作人員只能通過生產(chǎn)現(xiàn)場的巡視，了解生產(chǎn)過程的狀況。 隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，操作人員需要綜合掌握多點(diǎn)的運(yùn)行參數(shù)與信息，需要同時(shí)按多點(diǎn)的信息實(shí)行操作控制，于是出現(xiàn)了氣動、電動系列的單元組合式儀表，出現(xiàn)了集中控制室。生產(chǎn)現(xiàn)場各處的參數(shù)通過統(tǒng)一的模擬信號，如0.020.1mpa的氣壓信號，010ma，420ma的直流電流信號，15v直流電壓信號等，送往集中控制室。操作人員可以坐在控制室縱觀生產(chǎn)流程各處的狀況，可以把各單元儀表的信號按需要組

13、合成復(fù)雜控制系統(tǒng)。由于模擬信號的傳遞需要一對一的物理連接，信號變化緩慢，提高計(jì)算速度與精度的開銷、難度都較大，信號傳輸?shù)目垢蓴_能力也較差，人們開始尋求用數(shù)字信號取代模擬信號，出現(xiàn)了直接數(shù)字控制。由于當(dāng)時(shí)的數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)尚不發(fā)達(dá)，價(jià)格昂貴，人們企圖用一臺計(jì)算機(jī)取代控制室的幾乎所有的儀表盤，出現(xiàn)了集中式數(shù)字控制系統(tǒng)。但由于當(dāng)時(shí)數(shù)字計(jì)算機(jī)的可靠性還較差，一旦計(jì)算機(jī)出現(xiàn)某種故障，就會造成所有控制回路癱瘓、生產(chǎn)停工的嚴(yán)重局面，這種危險(xiǎn)也集中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)很難為生產(chǎn)過程所接受。 隨著計(jì)算機(jī)可靠性的提高，價(jià)格的大幅度下降，出現(xiàn)了數(shù)字調(diào)節(jié)器、可編程控制器以及由多個(gè)計(jì)算機(jī)遞階構(gòu)成的集中管理、分散控制相結(jié)合的集散控制

14、系統(tǒng)。這就是今天正在被許多企業(yè)采用的dcs系統(tǒng)。 dcs系統(tǒng)中，測量變送儀表一般為模擬儀表，因而它是一種模擬數(shù)字混合系統(tǒng)。這種系統(tǒng)在功能、性能上較模擬儀表、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)有了很大進(jìn)步，可在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)裝置級、車間級的優(yōu)化控制。但是，在dcs系統(tǒng)形成的過程中，由于受計(jì)算機(jī)系統(tǒng)早期存在的系統(tǒng)封閉這一缺陷的影響，各廠家的產(chǎn)品自成系統(tǒng)，不同廠家的設(shè)備不能互連在一起，難以實(shí)現(xiàn)互換與互操作，組成更大范圍信息共享的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)存在很多困難。新型的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)則突破了dcs系統(tǒng)中通信由專用網(wǎng)絡(luò)的封閉系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)所造成的缺陷，把基于封閉、專用的解決方案變成了基于公開化、標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案，即可以把來自不同廠商而

15、遵守同一協(xié)議規(guī)范的自動化設(shè)備，通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)連接成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合自動化的各種功能；同時(shí)把dcs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，依靠現(xiàn)場智能設(shè)備本身便可實(shí)現(xiàn)基本控制功能?，F(xiàn)場總線之所以具有較高的測控能力指數(shù)，一是得益于儀表的微機(jī)化，二是得益于設(shè)備的通信功能。把微處理器置入現(xiàn)場自控設(shè)備、使設(shè)備具有數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，一方面提高了信號的測量、控制和傳輸精度，同時(shí)為豐富控制信息的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)其遠(yuǎn)程傳送創(chuàng)造了條件。在現(xiàn)場總線的環(huán)境下，借助設(shè)備的計(jì)算、通信能力，在現(xiàn)場就可進(jìn)行許多復(fù)雜計(jì)算，形成真正分散在現(xiàn)場的完整的控制系統(tǒng)，提高控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。還

16、可借助現(xiàn)場總線網(wǎng)段以及與之有通信連接的其他網(wǎng)段，實(shí)現(xiàn)異地遠(yuǎn)程自動控制，如操作遠(yuǎn)在數(shù)百公里之外的電氣開關(guān)等。還可提供傳統(tǒng)儀表所不能提供的如閥門開關(guān)動作次數(shù)、故障診斷等信息，便于操作管理人員更好、更深入地了解生產(chǎn)現(xiàn)場和自控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。1984年，美國儀表協(xié)會（isa）下屬的標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施工作組中的isasp50開始制定現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)；1985年，國際電工委員會決定由proway working group負(fù)責(zé)現(xiàn)場總線體系結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)的研究制定工作；1986年，德國開始制定過程現(xiàn)場總線（process fieldbus）標(biāo)準(zhǔn)，簡稱為profibus，由此拉開了現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)制定及其產(chǎn)品開發(fā)的序幕。1992

17、年，由siemens，rosemount，abb，foxboro，yokogawa等80家公司聯(lián)合，成立了isp（interoperable system protocol）組織，著手在profibus的基礎(chǔ)上制定現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。1993年，以honeywell，balley等公司為首，成立了world fip（factory instrumentation protocol）組織，有120多個(gè)公司加盟該組織，并以法國標(biāo)準(zhǔn)fip為基礎(chǔ)制定現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)。此時(shí)各大公司均已清醒地認(rèn)識到，現(xiàn)場總線應(yīng)該有一個(gè)統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場總線技術(shù)勢在必行。但總線標(biāo)準(zhǔn)的制定工作并非一帆風(fēng)順，由于行業(yè)與地域發(fā)展歷史等原

18、因，加之各公司和企業(yè)集團(tuán)受自身商業(yè)利益的驅(qū)使，致使總線的標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展緩慢。1994年，isp和world fip北美部分合并，成立了現(xiàn)場總線基金會（fieldbus foundation，簡標(biāo)ff），推動了現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的制定和產(chǎn)品開發(fā)，于1996年第一季度頒布了低速總線h1的標(biāo)準(zhǔn)，安裝了示范系統(tǒng)，將不同廠商的符合ff規(guī)范的儀表互連為控制系統(tǒng)和通信網(wǎng)絡(luò)，使h1低速總線開始步入實(shí)用階段。與此同時(shí)，在不同行業(yè)還陸續(xù)派生出一些有影響的總線標(biāo)準(zhǔn)。它們大都在公司標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上逐漸形成，并得到其他公司、廠商、用戶以至于國際組織的支持。如德國bosch公司推出can（control area network）

19、，美國echelon公司推出的lon works等。大千世界，眾多行業(yè)，需求各異，加上要考慮已有各種總線產(chǎn)品的投資效益和各公司的商業(yè)利益，預(yù)計(jì)在今后一段時(shí)期內(nèi)，會出現(xiàn)幾種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)共存、同一生產(chǎn)現(xiàn)場有幾種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連通訊的局面。但發(fā)展共同遵從的統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，真正形成開放互連系統(tǒng)，是大勢所趨。1.3現(xiàn)場總線的特點(diǎn)（1）系統(tǒng)的開放性：開放是指對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性、公開性，強(qiáng)調(diào)對標(biāo)準(zhǔn)的共識與遵從。一個(gè)開放系統(tǒng)，是指它可以與世界上任何地方遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備或系統(tǒng)連接。通信協(xié)議一致公開，各不同廠家的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息交換?，F(xiàn)場總線開發(fā)者就是要致力于建立統(tǒng)一的工廠底層網(wǎng)絡(luò)的開放系統(tǒng)。用戶可按自己的需

20、要和考慮，把來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成大小隨意的系統(tǒng)。通過現(xiàn)場總線構(gòu)筑自動化領(lǐng)域的開放互連系統(tǒng)。（2）互可操作性與互用性：互可操作性，是指實(shí)現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通；而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。（3）現(xiàn)場設(shè)備的智能化與功能自治性：它將傳感測量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理與控制等功能分散到現(xiàn)場設(shè)備中完成，僅靠現(xiàn)場設(shè)備即可完成自動控制的基本功能，并可隨時(shí)診斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。(4)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性：現(xiàn)場總線已構(gòu)成一種新的全分散性控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。從根本上改變了現(xiàn)有dcs集中與分散相結(jié)合的集散控制系統(tǒng)體系，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了可靠性。（5）對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性：

21、工作在生產(chǎn)現(xiàn)場前端，作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場總線，是專為現(xiàn)場環(huán)境而設(shè)計(jì)的，可支持雙絞線、同軸電纜、光纜、射頻、紅外線、電力線等，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能采用兩線制實(shí)現(xiàn)供電與通信，并可滿足本質(zhì)安全防爆要求等。（6）節(jié)省硬件數(shù)量與投資：由于現(xiàn)場總線系統(tǒng)中分散在現(xiàn)場的智能設(shè)備能直接執(zhí)行多種傳感、控制、報(bào)警和計(jì)算功能，因而可減少變送器的數(shù)量，不再需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)器、計(jì)算單元等，也不再需要dcs的信號調(diào)理、轉(zhuǎn)換、隔離等功能單元及其復(fù)雜接線，還可以用工控pc機(jī)作為操作站，從而節(jié)省了一大筆硬件投資，并可減少控制室的占地面積。（7）節(jié)省安裝費(fèi)用：現(xiàn)場總線系統(tǒng)的接線十分簡單，一對雙絞線或一條電纜上通?？蓲旖佣鄠€(gè)設(shè)備

22、，因而電纜、端子、槽盒、橋架的用量大大減少，連線設(shè)計(jì)與接頭校對的工作量也大大減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場控制設(shè)備時(shí)，無需增設(shè)新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，既節(jié)省了投資，也減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。據(jù)有關(guān)典型試驗(yàn)工程的測算資料表明，可節(jié)約安裝費(fèi)用60以上。(8)節(jié)省維護(hù)開銷：由于現(xiàn)場控制設(shè)備具有自診斷與簡單故障處理的能力，并通過數(shù)字通訊將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，用戶可以查詢所有設(shè)備的運(yùn)行，診斷維護(hù)信息，以便早期分析故障原因并快速排除，縮短了維護(hù)停工時(shí)間，同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，連線簡單而減少了維護(hù)工作量。(9) 用戶具有高度的系統(tǒng)集成主動權(quán)：用戶可以自由選擇不同廠商所提供的設(shè)備來集成系統(tǒng)。避免

23、因選擇了某一品牌的產(chǎn)品而被“框死”了使用設(shè)備的選擇范圍，不會為系統(tǒng)集成中不兼容的協(xié)議、接口而一籌莫展。使系統(tǒng)集成過程中的主動權(quán)牢牢掌握在用戶手中。(10)提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性：由于現(xiàn)場總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，與模擬信號相比，它從根本上提高了測量與控制的精確度，減少了傳送誤差。同時(shí)，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化，設(shè)備與連線減少，現(xiàn)場儀表內(nèi)部功能加強(qiáng)，減少了信號的往返傳輸，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。第二章 fcs在康佳81系列中的應(yīng)用 2.1fcs的硬件組成和傳統(tǒng)的dcs控制系統(tǒng)不同，fcs是總線網(wǎng)絡(luò)，所有現(xiàn)場表都是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并掛接在總線上，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè)智能設(shè)備，因此fcs中已經(jīng)不存在現(xiàn)場控

24、制站，只需要工業(yè)pc即可。在現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)中，以微處理器為基礎(chǔ)的現(xiàn)場儀表已不再是傳統(tǒng)意義上的變送或執(zhí)行單元，而是同時(shí)起著數(shù)據(jù)采集、控制、計(jì)算、報(bào)警、診斷、執(zhí)行和通信的作用。每臺儀表均有自己的地址與同一通道上的其它儀表進(jìn)行區(qū)分。所有現(xiàn)場表均可采用總線供電方式，即電源線和信號線共用一對雙絞線。在本質(zhì)安全情況下使用時(shí)，必須使用現(xiàn)場總線安全柵sb302。smar公司是生產(chǎn)fcs最早的生產(chǎn)廠家，下面以此為例介紹fcs的硬件組成。 2.1.1接口設(shè)備接口設(shè)備主要指各種計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場總線之間的接口卡件。（1）pc機(jī)一般的工業(yè)pc，帶有大屏幕顯示器、打印機(jī)、工業(yè)鍵盤和鼠標(biāo)。另配有凈化電源、ups電源、

25、操作臺、操作椅等，置于操作室內(nèi)。（2）過程控制接口卡（pci）pci（process control interface）是一種高性能接口卡，把先進(jìn)的過程控制與多通道通信、管理融為一體。該接口卡插在pc底板上，一臺pc最多可插8卡。主要組成如下：a、cpu：采用32位超級risc處理器，完成pci卡執(zhí)行的全部通信與控制功能。b、dual-port ram，雙口ram：使pc機(jī)與本卡cpu共享16位數(shù)據(jù)存儲器，為二者提供一個(gè)有效的通信通路。c、control logic，控制邏輯：為pci卡cpu訪問所有器件（nvram，flash，dp，timer，modem等）的判別部件。d、pc bus，

26、pc總線：16位isa或32位eisa總線。在總線上插入pci卡，通過總線訪問pci卡，同時(shí)向pci卡提供電源。e、local bus，就地總線：是pci卡內(nèi)部32位總線，它把cpu連接到各快速器件上（nvram，flash，dp）。f、peripheral bus，外圍總線：它是8位外圍總線，把cpu與低速器件相連接（timer，modem）。g、timer0-5，定時(shí)器：8/16位3通道通用定時(shí)器，用做多任務(wù)切換及現(xiàn)場總線通信定時(shí)的時(shí)間基準(zhǔn)。h、modem0-3，fieldbus communication controller；調(diào)制解調(diào)器和現(xiàn)場總線通信控制器：smar現(xiàn)場總線芯片以31.

27、25kbps串行數(shù)字通信，它符合isa-sp50現(xiàn)場總線物理層規(guī)范，將10ma的電流信號送給一個(gè)50的等效負(fù)載，產(chǎn)生一個(gè)調(diào)制在直流電源上的1v峰-峰值的電壓信號。i、mau0-3，fieldbus medium attachment unit；現(xiàn)場總線附屬單元：屬于信號調(diào)理及隔離電路。j、pci還有一整套軟件，以適應(yīng)各硬件的運(yùn)行。2.1.2串行接口（bc1）bc1是smar 入口級的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)與pc機(jī)之間的智能接口，具有一個(gè)master的特點(diǎn)，它直接把pc機(jī)的串行口（rs232）接口到現(xiàn)場總線h1通道，由pc為其供電。用做便攜式現(xiàn)場總線組態(tài)器及小工廠監(jiān)控。軟件為windows平臺。2.2fc

28、s的軟件組成fcs的軟件體系主要有組態(tài)軟件、監(jiān)控軟件、設(shè)備管理軟件組成。2.2.1現(xiàn)場總線組態(tài)軟件syscon組態(tài)軟件包括通信組態(tài)與控制系統(tǒng)組態(tài)。生成各種控制回路，通信關(guān)系。明確系統(tǒng)要完成的控制功能，各控制回路的組成結(jié)構(gòu)，各回路采取的控制方式與策略；明確節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)間的通信關(guān)系。以便實(shí)現(xiàn)各現(xiàn)場儀表之間、現(xiàn)場儀表與監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間以及計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信。smar公司的現(xiàn)場總線組態(tài)軟件syscon是一個(gè)強(qiáng)有力的對用戶非常友好的軟件工具，安裝在控制站的工控機(jī)中，支持windows 95/98，通過一臺pc可以對基于fieldbus的系統(tǒng)及現(xiàn)場總線儀表進(jìn)行組態(tài)、維護(hù)和操作。即可以在線組態(tài)，也可以

29、離線組態(tài)。組態(tài)步驟是：首先進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)、分配地址和指定位號；然后進(jìn)行現(xiàn)場總線儀表中的功能塊組態(tài)、連接和參數(shù)設(shè)置；最后通過安裝在工控機(jī)中的pci卡，按照預(yù)先設(shè)定的地址，下裝到掛接在每個(gè)通道上的現(xiàn)場總線儀表中。下裝完成的同時(shí)，現(xiàn)場總線儀表便可在master的調(diào)度下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信并進(jìn)行控制。2.2.2常用功能塊 在pci卡和每臺現(xiàn)場總線儀表中均內(nèi)置有許多功能模塊，每個(gè)功能塊根據(jù)專門的算法及內(nèi)部設(shè)置的控制參數(shù)處理輸入，產(chǎn)生的輸出便于其它功能塊應(yīng)用。這些模塊包括ai（模擬輸入）、ao（模擬輸出）、pid（pid運(yùn)算）、iss（輸入選擇）、arth（算術(shù)）、intg（累積）、char（特征化）和splt（輸

30、出選擇）功能塊等17種。用戶可以通過策略組態(tài)軟件syscon對這些功能模塊進(jìn)行靈活連接來實(shí)現(xiàn)自己的控制策略。a、模擬輸入（ai）功能塊 如2.2.2-1圖所示: 圖2.2.2-1 ai功能塊ai功能塊接收傳感器模塊的數(shù)據(jù)，可以完成工藝參數(shù)定標(biāo)、線性化處理、輸入信號濾波、報(bào)警、工作方式選擇等工作，經(jīng)處理的信號轉(zhuǎn)換成其它模塊可以接收的輸出。b、比例積分微分（pid）功能塊 如2.2.2-2圖所示 圖2.2.2-2 pid功能塊pid功能塊是控制模塊，能完成p、pi、pid、前饋和跟蹤等功能，即可以完成常規(guī)調(diào)節(jié)，又可以完成串級調(diào)節(jié)?？梢赃M(jìn)行工作方式選擇、手/自動切換、濾波時(shí)間、報(bào)警限、速率限制和無擾

31、切換設(shè)置。其給定值和正、反作用是根據(jù)工程要求設(shè)置的，其增益、積分時(shí)間、微分時(shí)間是根據(jù)綜合應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)設(shè)置的。c、模擬輸出（ao）功能塊如2.2.2-3圖所示 圖2.2.2-3 ao功能塊 ao功能塊從其它功能塊接收信號，可以實(shí)現(xiàn)工作方式選擇、速率限制、高/低限報(bào)警、風(fēng)開/風(fēng)關(guān)選擇和閥位保持等功能。在控制回路中用作輸出單元，其輸出一定接到輸出傳感器模塊，并同硬件兼容。d、通用算術(shù)運(yùn)算（arth）功能塊 如2.2.2-4圖所示： 圖2.2.2-4 arth功能塊 arth功能塊有in、in-1、in-2、in-3、in-4共5個(gè)輸入端，主要完成加、減、乘、除、求和、開方、乘方、超前、滯后等運(yùn)算。它可以

32、完成8種運(yùn)算公式的一種運(yùn)算，每個(gè)公式有k1、k2、k3、k4、k5、k6共6個(gè)系數(shù)。通過選擇公式和設(shè)置系數(shù)，可以完成不同的計(jì)算任務(wù)。e、輸入信號選擇（iss）功能塊 如2.2.2-5圖所示： 圖2.2.2-5 iss功能塊iss功能塊從多達(dá)三個(gè)輸入中進(jìn)行選擇，并根據(jù)組態(tài)作用產(chǎn)生一個(gè)輸出，例如：高選、低選、選中間值。若需要從二個(gè)輸入中選擇一個(gè)輸出是通過in-d的狀態(tài)是0還是1來控制的，它還可以把可疑值作為好值處理。f、信號特征化（char）功能塊如2.2.2-6圖所示： 圖2.2.2-6 char功能塊char功能塊具有二個(gè)輸入和二個(gè)輸出，輸出是輸入的非線形函數(shù)，由二十個(gè)點(diǎn)的x-y坐標(biāo)查找表確定

33、函數(shù)關(guān)系。in-1對應(yīng)out-1；in-2對應(yīng)out-2。x對應(yīng)輸入，y對應(yīng)輸出。當(dāng)bypass=1時(shí)，in-1=out-1；in-2=out-2。當(dāng)reverse=1時(shí)，in-2=y；out-2=x。g、輸出信號選擇（splt）功能塊 如2.2.2-7圖所示： 圖2.2.2-7 splt功能塊splt功能塊是控制模塊，用作分程控制、順序控制和輸出選擇器。當(dāng)a-type=1時(shí)，splt作為輸出選擇器使用，若in-d=0，out-1輸出；若in-d=1，out-2輸出；當(dāng)a-type=2或3時(shí)，splt作為分程器使用，只是功能不同。2.3康佳彩電lc81系列采用fcs以后所實(shí)現(xiàn)的功能2.3.1實(shí)

34、現(xiàn)了畫質(zhì)的全面提升 （1）通過線路千變以繁化簡實(shí)現(xiàn)畫質(zhì)提升。變頻彩電的線路結(jié)構(gòu)主要由；視頻信號處理電路，其中包括高頻調(diào)諧電路、中頻放大與解調(diào)電路、隔行掃信號切換與數(shù)字解碼電路、掃描顯示格式變換電路、逐行掃描視頻信號切換與補(bǔ)償電路、三基色寬帶末級視頻放大電路；以及行、場掃描的非線性補(bǔ)償電路；伴音信號處理電路；開關(guān)電源供電電路；其他輔助電路等組成。而fcs實(shí)現(xiàn)了cpu通過i2c總線控制與調(diào)整；存放工作數(shù)據(jù)的存儲器un12(24c16)，使用sclo、sdao專用總線通訊，應(yīng)用了寫保護(hù)措施，因此使數(shù)據(jù)丟失的概率降到最低再者，高速運(yùn)行的數(shù)字電路部分包括cpu(tmp88cs38)、數(shù)字解碼電路（vpc

35、3230d）等，而通過fcs良好的電磁兼容性能，真正實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量分辨率的圖像，為純凈絢麗的彩色畫面提供了必要條件掃描視頻。（2）通過變頻保證掃描圖像格式的參數(shù)符合機(jī)器設(shè)置的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以實(shí)現(xiàn)畫質(zhì)的提升。目前世界上通用的彩電有三種制式，就其掃描格式而言，只有pal、seam使用的625隔行/50hz和ntsc使用的525隔行/60hz等。為了便于國際間的交流，消除數(shù)字設(shè)備之間的差別，625行/50hz與525行/60hz系統(tǒng)之間的兼容性，確定以經(jīng)過y校正的分量信號（y、（ry）、（by）編碼4：2：2的標(biāo)準(zhǔn)為電視演播設(shè)備的國際標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)定無論625行/50hz或525行/60hz,其數(shù)字有效行的亮度信號

36、樣點(diǎn)都是720，色差信號樣點(diǎn)都是360。如2.3.1-1圖和2.3.1-2圖所示：對應(yīng)現(xiàn)行電視制式625行/50場4：3525行/60場4:3高級窄屏幕電視制式1250行/50場4:31050行/60場4:3行屏31250hz31468.531hz采樣頻率 亮度：54mhz：色度：27mhz 每行亮度樣點(diǎn) 1728點(diǎn)/行 1716點(diǎn)/行亮度有效像素區(qū)1440像素/行1152行/幀1140像素/行 960行/幀色度有效像素區(qū) 720像素/行 576行/幀 720像素/行 480行/幀 像素縱橫比 16/15 8/9 圖2.3.1-1高級窄屏幕圖像格式參數(shù) 對應(yīng)現(xiàn)行電視制式 625行/50場4：3

37、 525行/60場16：9 高級窄屏幕電視制式 1250行/50場16：9 1250行/60場16：9 行頻 31250hz 31468.531hz 采樣頻率 亮度：72mhz；色度：36 mhz 每行亮度樣點(diǎn) 2304點(diǎn)/行 2288點(diǎn)/行 亮度有效像素區(qū)1920像素/行1152行/幀1920像素/行960行/幀色度有效像素區(qū)960像素/行576行/幀960像素/行 480行/幀 像素縱橫比 16/15 8/9 圖2.3.1-2高級寬屏幕圖像格式參數(shù)通過對以上兩張表的了解，（雖然這兩張表未必是最新的，但作為一個(gè)為了闡述一種觀點(diǎn)成立而用來比喻的依據(jù)，不會影響任何論據(jù)的成立。）不難發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)道

38、理，就是說不管是其中的任何一項(xiàng)參數(shù)，要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，必須使其保證不因電量不穩(wěn)等外界因素干擾之下發(fā)生任何改變。當(dāng)然，要想保證畫質(zhì)的最好，也必須克服這一點(diǎn)。而康佳81系列液晶電視，就首次采用了最先進(jìn)的fcs變頻調(diào)控系統(tǒng)。首先，經(jīng)過fcs變頻調(diào)控系統(tǒng)變頻解碼芯片通過對圖像信號分析，自動識別50hz/60hz圖像信號，并自動形成根據(jù)早先在變頻系統(tǒng)中設(shè)置的最佳標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行切換，以達(dá)到在頻率因外界因素改變時(shí)畫質(zhì)不變的最好狀態(tài)；其次，變頻解碼芯片可對過調(diào)制的非標(biāo)準(zhǔn)信號自動進(jìn)行頻率補(bǔ)償，還原同樣因外界不確定因素干擾或改變時(shí)圖像聲音信號的真實(shí)效果；再者，變頻解碼可延展電視信號黑電平的幅度，可使黑畫面更加逼真，提升動態(tài)對

39、比度，使其不出現(xiàn)拖尾或畫面不流暢；還有，fcs變頻調(diào)控系統(tǒng)可對液晶屏驅(qū)動模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)的電壓控制，降低液晶分子的響應(yīng)時(shí)間，特別是可以防止高壓對液晶分子的損壞；fcs變頻調(diào)控系統(tǒng)還可通過調(diào)節(jié)tcon時(shí)序ic使圖像和液晶屏實(shí)現(xiàn)完美點(diǎn)對點(diǎn)。使畫面達(dá)到前所未有的逼真境界，使影視像自然一樣真實(shí)，最后實(shí)現(xiàn)畫面的至臻至美。2.3.2fcs在機(jī)器整體性能中的提高 提起性能一詞，我相信很多人不會陌生。汽車在為了達(dá)到高速、安全、舒適、節(jié)油等目的，一直在提高性能。工廠的生產(chǎn)設(shè)備在提高效率、節(jié)省成本等情況下提高性能不難看出，只要是能更大滿足需要的任何途徑都是在提高性能，而性能就是最大滿足結(jié)果。作為家電大家族中的一員，康

40、佳彩電一直把提高性能放在首位，這也是一個(gè)企業(yè)得以在同行業(yè)賴以生存且永遠(yuǎn)做到最好而不被淘汰出局的必要途徑。fcs變頻調(diào)控系統(tǒng)首次被康佳公司運(yùn)用于彩電中，在保證產(chǎn)品基本質(zhì)量的基礎(chǔ)上大大的提高了其產(chǎn)品的性能，也是它在同行業(yè)永居顯位的原因。剛才所說的提升畫質(zhì)也是fcs得以運(yùn)用于康佳81系列液晶彩電以后顯著的一大性能的提高，但具體就提高性能來說，它主要是通過一下幾方面來實(shí)現(xiàn)的首先，增加了中控系統(tǒng)。通過fcs變頻調(diào)控系統(tǒng)運(yùn)用于康佳彩電中，增加了中控系統(tǒng)后，使液晶電視數(shù)字信號處理系統(tǒng)與液晶驅(qū)動系統(tǒng)形成同步響應(yīng)，有效的避免了因電壓不穩(wěn)造成的波動、信號衰減等原因?qū)е碌臋C(jī)器性能的下降。其次，fcs能夠系統(tǒng)處理電視

41、信號，有效彌補(bǔ)信號因外界因素造成的虛弱，從而還原畫面的失真。2.3.3實(shí)現(xiàn)真正的節(jié)能（1）顯示器方面以ccfl冷陰極熒光燈作為背光源的lcd為例，在ccfl冷陰極熒光燈作為背光源的lcd中其所不能缺少的一個(gè)主要元素就是汞，也就是大家所熟悉的水銀，而這種元素?zé)o疑是對人體有害的。雖然目前廠商方面已經(jīng)盡力在降低熒光管中的汞含量，但是完全無汞的熒光管會帶來一些新的技術(shù)問題，暫時(shí)看到不到實(shí)現(xiàn)的前景。而反現(xiàn)led背光源，其優(yōu)勢在于完全不含汞，符合綠色環(huán)保的時(shí)尚。通過采用fcs變頻控制系統(tǒng)，康佳81系列彩電均應(yīng)用led顯示器，led背光源非常節(jié)電。其功耗要比ccfl冷陰極背光燈更低一些。led內(nèi)部驅(qū)動電壓遠(yuǎn)

42、低于ccfl，功耗和安全性均好于ccfl（ccfl交流電壓要求相對較高，啟動時(shí)達(dá)到15001600 v，然后穩(wěn)定至700或800v），而led只需要在1224v或更低電壓下就能工作。（2）節(jié)電方面康佳isport81系列節(jié)能運(yùn)動高清fcs變頻調(diào)控系統(tǒng)率先實(shí)現(xiàn)agt超節(jié)能液晶屏與opc節(jié)能芯片的完美融合，日常省電高達(dá)52%。agt超節(jié)能液晶屏通過“高穿透率玻璃基板提升背光通過率、高效低溫節(jié)能燈提升發(fā)光率、高效率背光膜提升光源重復(fù)利用率”三位一體的方式精簡背光源，實(shí)現(xiàn)液晶屏體的高效節(jié)能。opc節(jié)能芯片通過動態(tài)檢測分析信號源的明暗程度，依據(jù)圖像自身亮度的需求實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)信號電極上存儲電容的強(qiáng)弱，讓暗場更

43、黑，亮場更亮。不僅在信號輸入的前端實(shí)現(xiàn)“節(jié)能檢測”，而且還極大地提升了運(yùn)動圖像的動態(tài)對比度，增強(qiáng)了圖像的飽和度、層次感及清晰度，是節(jié)能環(huán)保理念與運(yùn)動高清技術(shù)的完美融合。pms電源管理系統(tǒng)，智能化管理和分配電能的分配和利用，將電源的利用充分合。結(jié)論fcs的關(guān)鍵是現(xiàn)場總線技術(shù)與現(xiàn)場總線智能傳感器（現(xiàn)場總線智能儀表）。隨著數(shù)字通信技術(shù)的成熟，能出現(xiàn)現(xiàn)場總線，從而使dcs脫穎出fcs，可以說fcs是工業(yè)過程控制系統(tǒng)的第三次大革命。國外從90年代中期開始陸續(xù)投用fcs；而在國內(nèi)，近年才開始試用fcs，尚不完善，尚不完整。目前正是fcs的實(shí)施階段，它是完全可靠、完全分散的開放系統(tǒng)，易于安裝、投運(yùn)、維護(hù)，節(jié)

44、省投資和人力、物力。依據(jù)目前的發(fā)展趨勢，今后10年內(nèi)，fcs將代替dcs，并在工業(yè)過程控制系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位參考文獻(xiàn)1 、fcs綜述 沈陽高等電力?？茖W(xué)校 刊載于中國儀電報(bào)1999年第4期總計(jì)622期2、fcs控制系統(tǒng) 沈陽電力高等?？茖W(xué)院 楊慶柏 刊載于遼寧電機(jī)工程科普1997年第4期3、crt高清數(shù)字變頻彩電若干技術(shù)的詮釋（二）康佳集團(tuán)汪怡培訓(xùn)4、crt高清數(shù)字變頻彩電若干技術(shù)的詮釋（一）康佳集團(tuán)汪怡培訓(xùn) 英文譯文the electrical engineering and the automated antenna extends to the various trades and occ

45、upations, slightly to a switchs design, as big as astronavigation airplanes research, has its form. this specialty lives can be engaged in with domain and so on electrical engineering related systems operation, automatic control, electric power electronic technology, information processing, experime

46、ntal technology, development, management of economy as well as electronic and computer technology application work, is the wide aperture “the multi-skill” the high-level engineering technology talented person. this domain is very big to the high level talented persons demand. it is estimated that al

47、ong with overseas big enterprises entry, will present the very big gap in this professional field, very possibly presented the phenomenon which at that time the talented person falls short of demand.the electrical automation technology specialized main raise masters the electrical technology, the el

48、ectric power automation technology, each kind of electrical equipment and automatic equipments basic principle and the analysis method, can be engaged in for uses electricity, each kind of electrical equipment, the electric control and automated systems installment, the design, the debugging, the ma

49、intenance, the technological transformations, the product development and the technical management high-level technical utility professional personnel. since 20 century the second half, the electrical science and the electrical engineering obtained the development which progresses by leaps and bound

50、s, its development depth and the breadth far exceed the people anticipated and the imagination, promoted the aerospace, the medicine, the transportation, the modern technique of manufacture, the artificial intelligence enormously, and so on technical development. raises and develops our country elec

51、tricity science and technology level is an item long-term and the vital duty, is engaged in the electrical scientific research and the project application electrical automation technology specialty, is one has the broad application reality and the prospect specialty extremely. the traditional electr

52、ical engineering discipline usually has the electrical machinery and the electric appliance, the electrical power system, high-pressured and the insulation technology, the electric power electron, as well as electrician theory and technology and so on five directions; but modern technologys developm

53、ent, more and more electrical automation technology appears, like the monolithic integrated circuit technology, programmable controller plc and so on vanguard technology also has involves.the control theory and the electric power network theory are the electrical engineering and the automated specia

54、lized foundation, the electric power electronic technology, the computer technology for its major technique method, simultaneously has also contained research areas and so on system analysis, system design, system development as well as system administration and decision-making. this specialty also

55、has some characteristics, is the strong and the weak electricity union, the electrician electronic technology unifies, the software and the hardware unifies, has the interdisciplinary studies nature, the electric power, the electron, the control, the computer multi-disciplinary syntheses, enables th

56、e graduate to have the strong adaptive ness, is “the wide aperture” specialized.the electrical automation technology specialized main raise masters the electrical technology, the electric power automation technology, each kind of electrical equipment and automatic equipments basic principle and the analysis method, can be engaged in for uses electricity, each kind of electrical equipment, the electric control and automated systems installment, the design, the debugging, the