現(xiàn)場總線技術

1、南京化工職業(yè)技術學院 自動控制系主講主講:劉忠劉忠 第一第一 章章 緒論緒論 1.1 控制系統(tǒng)的發(fā)展過程控制系統(tǒng)的發(fā)展過程 1.2 計算機網絡的基本概念計算機網絡的基本概念 1.3 工業(yè)網絡與現(xiàn)場總線工業(yè)網絡與現(xiàn)場總線 1.1 控制系統(tǒng)的發(fā)展過程控制系統(tǒng)的發(fā)展過程大致經歷了大致經歷了5個發(fā)展階段：個發(fā)展階段：第一階段第一階段 基地式氣動儀表控制系統(tǒng)階段基地式氣動儀表控制系統(tǒng)階段第二階段第二階段 電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)階電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)階段段第三階段第三階段 計算機集中控制階段（集中式數(shù)字控制系統(tǒng)）計算機集中控制階段（集中式數(shù)字控制系統(tǒng)）第四階段第四階段 集散控制系統(tǒng)集散控

2、制系統(tǒng)第五階段第五階段 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)1.1 控制系統(tǒng)的發(fā)展過程控制系統(tǒng)的發(fā)展過程第一階段第一階段 基地式氣動儀表控制系統(tǒng)階段基地式氣動儀表控制系統(tǒng)階段時間時間第一第一階段階段20世世紀紀3040年年代代(1935)名稱名稱基地式基地式儀表儀表結構結構將測量、顯示、紀錄、將測量、顯示、紀錄、調節(jié)都放在一個表殼調節(jié)都放在一個表殼里的儀表里的儀表( (以指示記錄儀表以指示記錄儀表為中心，附加某些為中心，附加某些調節(jié)機構調節(jié)機構) )特點特點1.1.結構簡結構簡 單適于單適于 單參數(shù)單參數(shù) 就地控就地控 制制2.2.信號不信號不 能遠傳，能遠傳，不方便操不方便操作人員了解作人員了解

3、生產狀況生產狀況主要產品主要產品KFKF系列氣動基地式系列氣動基地式儀表儀表( (日本山武日本山武- -霍尼霍尼威爾公司威爾公司) )帶帶PIDPID調節(jié)的電子電調節(jié)的電子電位差計位差計( (上海自動化上海自動化儀表廠儀表廠) )名稱單元組合式儀表結構將整套儀表劃分成若將整套儀表劃分成若干個單元，各單元之干個單元，各單元之間采用統(tǒng)一的標準信間采用統(tǒng)一的標準信號連接。號連接。使用時根據需要，經過不同的搭配，就可組成各種各樣的檢測及控制系統(tǒng)時間第二階段20世紀4050年代(1955)主要產品系列、系列、EKEK系列儀表系列儀表(日本橫河公司)國產國產DDZ-DDZ-、DDZDDZ- -系列儀表系列

4、儀表(北京、上海、西安、大連、天津、吉林、重慶等儀表廠)1.1 控制系統(tǒng)的發(fā)展過程控制系統(tǒng)的發(fā)展過程第二階段第二階段 電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)階電動單元組合式模擬儀表控制系統(tǒng)階段段I I系列系列該階段的特點：o優(yōu)點： 信號可以遠傳，出現(xiàn)集中控制室，操作人員可以在控制室進行集中監(jiān)視和操作。p缺點：儀表體積大，不便觀察和操作。 1.1 控制系統(tǒng)的發(fā)展過程控制系統(tǒng)的發(fā)展過程第三階段第三階段 計算機集中控制階段（集中式數(shù)字控制系計算機集中控制階段（集中式數(shù)字控制系統(tǒng)）統(tǒng)）該階段的特點：該階段的特點：優(yōu)點: 1.裝置的運行參數(shù)都可以在計算機集中 顯示 和操作，便于操作人員監(jiān)視和調節(jié)。 2.數(shù)字控制

5、速度快，精度高抗干擾能力 強。缺點：由于控制過于集中，一定能計算機出現(xiàn)故障，就會造成所有控制回路癱瘓，生產停產甚至出現(xiàn)安全事故的嚴重局面。所以這種危險的集中系統(tǒng)結構很難為生產過程所接受。1.1 控制系統(tǒng)的發(fā)展過程控制系統(tǒng)的發(fā)展過程名稱集散控制系統(tǒng)結構分散監(jiān)測控制裝置分散監(jiān)測控制裝置人人- -機接口裝置機接口裝置通信網絡通信網絡上位機接口裝置上位機接口裝置時間第四階段20世紀7090年代(1975)特點 操作、顯示、管理集中控制、負荷、危險分散缺點：產品的互連、互換和互操作性差，不能實現(xiàn)更大范圍的信息共享主要產品TDC-2000、TDC-3000、TPS、S9000(美國霍尼威爾公司)CENTU

6、M-CS 、 XL 、CS1000、CS3000 (日本橫河公司)PCS7、PCS7-BOX(德國西門子公司)1.1 控制系統(tǒng)的發(fā)展過程控制系統(tǒng)的發(fā)展過程第四階段第四階段 集散控制系統(tǒng)集散控制系統(tǒng)PCS7-BOXPCS7-BOXCS3000名稱名稱現(xiàn)場總現(xiàn)場總線控制線控制系統(tǒng)系統(tǒng)結構結構現(xiàn)場總線儀表現(xiàn)場總線儀表通信網絡通信網絡時間時間第五第五階段階段20世世紀紀9505年年代代(2002)特點特點操作、操作、顯示、顯示、管理一管理一體化體化危險分危險分散，只散，只控制一控制一個回路個回路主要產品主要產品FF基金會現(xiàn)場總線基金會現(xiàn)場總線(美國費歇爾美國費歇爾-羅斯蒙特公司羅斯蒙特公司)PROFI

7、BUS過程現(xiàn)場總線過程現(xiàn)場總線(德國西門子公司德國西門子公司)第五階段第五階段 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)1.1 控制系統(tǒng)的發(fā)展過程控制系統(tǒng)的發(fā)展過程網絡集成式網絡集成式控制系統(tǒng)控制系統(tǒng) 傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結構示意圖傳統(tǒng)控制系統(tǒng)結構示意圖 網絡集成式控制系統(tǒng)示意圖網絡集成式控制系統(tǒng)示意圖 Multi-ControllersAOPIDAIPIDAOAI網絡集成式控制系統(tǒng)1999 User Training 2 1999 Fieldbus Foundation減少了接線與安裝減少了接線與安裝傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的4-20 mA儀表接線方式儀表接線方式,對每一設備，均需配置一個本安柵，一對接線對每一設備，均需

8、配置一個本安柵，一對接線4-20 mAISISISIS多臺設備可以共用一個本安柵，一對接線多臺設備可以共用一個本安柵，一對接線ISFieldbus1.2計算機網絡的基本概念計算機網絡的基本概念o1.計算機網絡的概念計算機網絡的概念o2.計算機網絡的組成計算機網絡的組成o3.計算機網絡的分類計算機網絡的分類1.2計算機網絡的基本概念計算機網絡的基本概念o1.計算機網絡的概念計算機網絡的概念 用用通信手段通信手段將空間上分散的、具有自治功能的多將空間上分散的、具有自治功能的多 個計算機系統(tǒng)相互聯(lián)接并按照一定的個計算機系統(tǒng)相互聯(lián)接并按照一定的通信協(xié)議通信協(xié)議進進 行信息交換，實現(xiàn)資源共享和協(xié)同工作的系統(tǒng)。行信息交換，實現(xiàn)資源共享和協(xié)同工作的系統(tǒng)。1.2計算機網絡的基本概念o2.計算機網絡的組成計算機網絡的組成 用戶設備：主機、終端、服務器 網絡軟件：通信協(xié)議、操作系統(tǒng)和用戶程 序 網絡硬件：物理線路、傳輸設備和交換設 備1.2計算機網絡的基本概念計算機網絡的基本概念o3.計算機網絡的分類計算機網絡的分類按地域范圍按地域范圍：局域網（：局域網（LAN）、城域網（）、城域網（MAN）、）、 廣域網廣