工业自动化仪表及过程控制 (6)

工业自动化仪表及过程控制(6) Industrial Automation Instrumentations and Process Control

第3章 DCS与FCS 现场总线控制系统(FCS: Fieldbus Control System)

第3章 DCS与FCS • 现场总线是一种互连现场自动化智能设备、仪表及控制系统的双向数字通信网络。 • 全数字 • 开放性 • 全分散

第3章 DCS与FCS 现场总线设备

第3章 DCS与FCS • 系统成本可以大为降低 • 系统功能扩充、结构改型方便 • 系统易学易用、可控性好 • 系统可靠性高 • 系统可维护性好 • 现场总线的应用领域包括：工业自动化、航空/航天自动化、车辆及交通自动化、医疗自动化、通讯自动化、商业自动化、办公室自动化、楼宇自动化等。

第3章 DCS与FCS 现场总线的结构形式：点对点；菊花链；总线型；树型等

第3章 DCS与FCS 几种常见的现场总线标准

第3章 DCS与FCS 无线通信网络

第3章 DCS与FCS • ISO的OSI参考模型：开发系统互联参考模型（ISO 7498） • ISO-International Organization for Standardization：国际标准化组织 • OSI/RM-Open System Interconnection Reference Model：开发系统互联参考模型 • 将网络系统从功能上分为7层（图3-19）； • 各层功能和协议标准化； • 每层完成一个明确定义的独立功能； • 层间相互作用通过层接口来实现；

第3章 DCS与FCS

第3章 DCS与FCS FB常用：用户层、应用层、数字链路层、物理层

第3章 DCS与FCS • HART协议 • 可寻址远程变送器高速公路通信协议 • 使用OSI的1，2，7层 • 物理层：电气特性，BELL202，FSK方式将数字信号叠加在原模拟信号上（图3-20）等。 • 数据链路层：信息帧由：起始码、设备地址、命令码、数据、校验码等组成（图3-21)。每个字符有11位二进制数组成等。 • 应用层：三类HART命令

第3章 DCS与FCS • FF总线 • 使用OSI的1，2，7层 • 物理层：同步串行半双工方式，Machester码（图3-24）。3.25kbps(FF-H1), 1Mbps,2.5Mbps(FF-H2)等等。 • 数据链路层：由LAS统一管理（图3-28/29)。 • 应用层：现场总线访问子层FAS • 现场总线报文规范子层FMS • 在OSI之上增加用户层：定义了通用的功能块集。

第3章 DCS与FCS • FF总线集中调度式访问控制方法：受调方式 • LAS调度表设备a发送时间到； • 向a发送强制数据CD； • A收到CD，开始向bus发数据DT； • LAS按周期顺序发下一CD；

第3章 DCS与FCS • FF总线集中调度式访问控制方法：非受调方式 • LAS按活动表发一个PT给a • A得到PT可发送信息DT • 发送完或时间到返还PT

第3章 DCS与FCS • FF总线的功能块 • 功能块是FF总线用户层的核心。 • 包括资源块、功能块和变化块3类。 • 工业控制FCS系统常用的功能块：AI/DI/AO/DO/PID • 功能块中含输入、输出和内含3中参数。

第3章 DCS与FCS • FF总线的功能块

第3章 DCS与FCS 练习：下列哪几项为DCS操作站的基本功能？ A 工程功能 B 操作功能 C 反馈控制功能 D 通信功能 E 顺序控制功能

第3章 DCS与FCS 练习：下列哪几项为DCS操作站的基本功能？ A 工程功能（系统生成维护等） B 操作功能（监视运行记录等） C 反馈控制功能（控制站功能） D 通信功能（与控制站上位机等） E 顺序控制功能（控制站功能）答： A BD

第3章 DCS与FCS 练习：工业控制系统中用于连接智能一次仪表和控制设备的、全开放、数字式、双向多节点分支结构的互联通信网络被称为什么？（A）控制总线；（B）数据总线；（C）现场总线；（D）通信网络。

第3章 DCS与FCS 练习：工业控制系统中用于连接智能一次仪表和控制设备的、全开放、数字式、双向多节点分支结构的互联通信网络被称为什么？（A）控制总线；（B）数据总线；（C）现场总线；（D）通信网络。答：C

第3章 DCS与FCS 小结 • 了解DCS系统的概念 • 特点 • 组成 • 控制站功能 • 操作站功能 • 了解FCS系统的基本概念 • 特点

第3章 DCS与FCS 作业 • P174 • 3-1,3-2

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