現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)華東理工大學(xué)自動化系現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)華東理工大學(xué)自動化系王學(xué)武主要內(nèi)容自動化裝置的五個(gè)發(fā)展階段現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的產(chǎn)生現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)介紹FCS較DCS的優(yōu)勢現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)定義、組成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)運(yùn)用技術(shù)FCS與DCS的集成主要內(nèi)容自動化裝置的五個(gè)發(fā)展階段現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的產(chǎn)生現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)介紹FCS較DCS的優(yōu)勢現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)定義、組成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)運(yùn)用技術(shù)FCS與DCS的集成FCS之間的集成FCS與信息網(wǎng)絡(luò)的集成SIMATICPCS7DELTAV系統(tǒng)一、自動化裝置的五個(gè)發(fā)展階段1、基地式儀表；2、單元組合儀表；3、計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)；4、集散控制系統(tǒng)（DCS）；5、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）一、自動化裝置的五個(gè)發(fā)展階段1、基地式儀表；2、單元組合儀表；3、計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)；4、集散控制系統(tǒng)（DCS）；5、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）IPC，PLC，DCS，F(xiàn)CS第一階段基地式儀表（50年代前）它與檢測、顯示等儀表組裝在一起，結(jié)構(gòu)簡單、方便，但通用性差。一般與檢測裝置、顯示裝置一起組裝在一個(gè)整體之內(nèi)同時(shí)具有檢測、控制與顯示的功能結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、使用方便通用性差，信號不易傳遞一般應(yīng)用于簡單控制系統(tǒng)中。第一階段基地式儀表（50年代前）它與檢測、顯示等儀表組裝在一起，結(jié)構(gòu)簡單、方便，但通用性差。一般與檢測裝置、顯示裝置一起組裝在一個(gè)整體之內(nèi)同時(shí)具有檢測、控制與顯示的功能結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、使用方便通用性差，信號不易傳遞一般應(yīng)用于簡單控制系統(tǒng)中。氣動控制儀表的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、可靠性高、價(jià)格便宜，且在本質(zhì)上是安全防爆的，特別適用于石油、化工等有的場所。電動控制儀表的信號傳輸、放大、變換處理比氣動儀表容易得多，又便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)視和操作，還易于與計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)工具聯(lián)用，因而這類儀表的應(yīng)用更為廣泛。電動控制儀表的防爆問題，由于采取了安全火花防爆措施，也得到了很好的解決，它同樣能應(yīng)用于易燃易爆的場所。氣動控制儀表的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、可靠性高、價(jià)格便宜，且在本質(zhì)上是安全防爆的，特別適用于石油、化工等有的場所。電動控制儀表的信號傳輸、放大、變換處理比氣動儀表容易得多，又便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)視和操作，還易于與計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代化技術(shù)工具聯(lián)用，因而這類儀表的應(yīng)用更為廣泛。電動控制儀表的防爆問題，由于采取了安全火花防爆措施，也得到了很好的解決，它同樣能應(yīng)用于易燃易爆的場所。第二階段單元組合儀表（50年代）按各組成環(huán)節(jié)的不同功能和使用要求，將整套儀表分為若干單元，各單元能實(shí)現(xiàn)某種功能，使用時(shí)可以按生產(chǎn)工藝的不同要求挑選需要的單元加以組合.其特點(diǎn)是應(yīng)用靈活，通用性強(qiáng)，使用維護(hù)方便，特別適用于中、小企業(yè)的過程控制系統(tǒng)；第二階段單元組合儀表（50年代）按各組成環(huán)節(jié)的不同功能和使用要求，將整套儀表分為若干單元，各單元能實(shí)現(xiàn)某種功能，使用時(shí)可以按生產(chǎn)工藝的不同要求挑選需要的單元加以組合.其特點(diǎn)是應(yīng)用靈活，通用性強(qiáng)，使用維護(hù)方便，特別適用于中、小企業(yè)的過程控制系統(tǒng)；單元組合儀表構(gòu)成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)單元組合儀表構(gòu)成的調(diào)節(jié)系統(tǒng)將整套儀表劃分成能實(shí)現(xiàn)一定功能的若干單元。使用時(shí)根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，對各單元進(jìn)行選擇和組合，從而構(gòu)成多種多樣的、復(fù)雜程度各異的自動檢測和控制系統(tǒng)。單元組合式儀表中各單元間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號。相互廣泛使用的單元組合式控制儀表有電動單元組合儀表(DDZ型)和氣動單元組合儀表(QD2型)。使用靈活，通用性強(qiáng)，同時(shí)，使用、維護(hù)更作也很方便。它適用于各種企業(yè)的自動控制。將整套儀表劃分成能實(shí)現(xiàn)一定功能的若干單元。使用時(shí)根據(jù)控制系統(tǒng)的需要，對各單元進(jìn)行選擇和組合，從而構(gòu)成多種多樣的、復(fù)雜程度各異的自動檢測和控制系統(tǒng)。單元組合式儀表中各單元間以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號。相互廣泛使用的單元組合式控制儀表有電動單元組合儀表(DDZ型)和氣動單元組合儀表(QD2型)。使用靈活，通用性強(qiáng)，同時(shí)，使用、維護(hù)更作也很方便。它適用于各種企業(yè)的自動控制。第三階段計(jì)算機(jī)集中控制方式（DDC）（60~70年代中期）主要特點(diǎn)：檢測和控制儀表 第三階段計(jì)算機(jī)集中控制方式（DDC）（60~70年代中期）主要特點(diǎn)：檢測和控制儀表 采用單元組合儀表(氣動、電動)和組裝儀表，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制(DDC)和設(shè)定值控制(SPC)；過程控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 多變量系統(tǒng)，各種復(fù)雜控制系統(tǒng)，如串級、比值、均勻控制、前饋、選擇性控制系統(tǒng)；控制目的 提高控制質(zhì)量或?qū)崿F(xiàn)特殊要求；理論 除經(jīng)典控制理論，現(xiàn)代控制理論開始應(yīng)用。第四階段集散控制系統(tǒng)（DCS）（70年代末~）控制設(shè)備：商品化的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（ DCS）與可編程控制器（Programmable第四階段集散控制系統(tǒng)（DCS）（70年代末~）控制設(shè)備：商品化的分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（ DCS）與可編程控制器（ProgrammableLogicControllers,PLC）的出現(xiàn)與工業(yè)應(yīng)用；控制方法：以模型控制為代表的適合于工業(yè)過程的先進(jìn)控制（AdavancedProcessAPC）方法形成，商品化APC軟件Control,出現(xiàn)；控制對象：受約束的MIMO（多輸入多輸出）系統(tǒng)，控制目標(biāo)考慮操作條件的最優(yōu)化。集散控制系統(tǒng)的發(fā)展概況：初創(chuàng)期(1975一l980年)成熟期(1980一1985集散控制系統(tǒng)的發(fā)展概況：初創(chuàng)期(1975一l980年)成熟期(1980一1985年)擴(kuò)展期(1985年以后)DCS由四部份組成：操作站、控制器、I/O板、通訊網(wǎng)絡(luò)。DCS由四部份組成：操作站、控制器、I/O板、通訊網(wǎng)絡(luò)。第五階段現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）（90年代~）控制設(shè)備：商品化現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（第五階段現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）（90年代~）控制設(shè)備：商品化現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FieldbusComputerSystems,FCS）逐步替代DCS系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高度發(fā)展?？刂茖ο螅翰僮鲉卧a(chǎn)全過程→供應(yīng)鏈（SupplyChain），廣義的“控制”概念。控制方法：結(jié)合最優(yōu)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)的計(jì)算機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng)（CIPS）的形成與應(yīng)用。廠級生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度：通過合理安排各裝置的生產(chǎn)任務(wù)（處理量、生產(chǎn)方案等），實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)效益的最大化；裝置操作的最優(yōu)化：在完成廠級生產(chǎn)任務(wù)、保證裝置安全的前提下，以裝置效益的最優(yōu)化為目標(biāo)，制定各單元重要參數(shù)的操作指標(biāo)（即設(shè)定值）；基本單元的平穩(wěn)控制：跟蹤重要參數(shù)的操作指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)基本單元的平穩(wěn)操作、安全操作與質(zhì)量控制。廠級生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度：通過合理安排各裝置的生產(chǎn)任務(wù)（處理量、生產(chǎn)方案等），實(shí)現(xiàn)全廠生產(chǎn)效益的最大化；裝置操作的最優(yōu)化：在完成廠級生產(chǎn)任務(wù)、保證裝置安全的前提下，以裝置效益的最優(yōu)化為目標(biāo)，制定各單元重要參數(shù)的操作指標(biāo)（即設(shè)定值）；基本單元的平穩(wěn)控制：跟蹤重要參數(shù)的操作指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)基本單元的平穩(wěn)操作、安全操作與質(zhì)量控制。從生產(chǎn)過程的角度看，過程控制實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)：安全性：確保生產(chǎn)過程中人身與設(shè)備的安全，主要措施包括：對重要參數(shù)設(shè)置定值控制、采取參數(shù)超限與事故、設(shè)置自動聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等；經(jīng)濟(jì)性：即實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化或操作成本的最小化，常用方法：采用約束控制與操作最優(yōu)化技術(shù)；穩(wěn)定性：即要求系統(tǒng)具有抑制外部干擾，保持生產(chǎn)過程長期穩(wěn)定運(yùn)行的能力。常用方法：結(jié)合工業(yè)對象特性與控制理論對系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性與魯棒性分析。從生產(chǎn)過程的角度看，過程控制實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)：安全性：確保生產(chǎn)過程中人身與設(shè)備的安全，主要措施包括：對重要參數(shù)設(shè)置定值控制、采取參數(shù)超限與事故、設(shè)置自動聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)等；經(jīng)濟(jì)性：即實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化或操作成本的最小化，常用方法：采用約束控制與操作最優(yōu)化技術(shù)；穩(wěn)定性：即要求系統(tǒng)具有抑制外部干擾，保持生產(chǎn)過程長期穩(wěn)定運(yùn)行的能力。常用方法：結(jié)合工業(yè)對象特性與控制理論對系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性與魯棒性分析。二、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在經(jīng)歷了DDC控制以后，DCS控制體現(xiàn)了控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢，現(xiàn)場總線的產(chǎn)生使這種趨勢變得更加明顯和具體，真正體現(xiàn)了控制結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化、集成化；控制功能分布化、智能化的開放式系統(tǒng)---現(xiàn)場二、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)在經(jīng)歷了DDC控制以后，DCS控制體現(xiàn)了控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展趨勢，現(xiàn)場總線的產(chǎn)生使這種趨勢變得更加明顯和具體，真正體現(xiàn)了控制結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)化、集成化；控制功能分布化、智能化的開放式系統(tǒng)---現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS（FieldbusControlSystem）。本世紀(jì)六十年代，數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域，產(chǎn)生了第一代控制系統(tǒng)CCS（計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)）。在CCS中，數(shù)字計(jì)算機(jī)取代了傳統(tǒng)的模擬控制器，從而能夠使用復(fù)雜控制算法和協(xié)調(diào)控制，從而使自動控制發(fā)生了質(zhì)的飛躍。但是CCS在集中控制的同時(shí)也集中了，系統(tǒng)可靠性很低。由于只有一個(gè)CPU工作，實(shí)時(shí)性差。系統(tǒng)越大，上述缺點(diǎn)越突出。本世紀(jì)六十年代，數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域，產(chǎn)生了第一代控制系統(tǒng)CCS（計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)）。在CCS中，數(shù)字計(jì)算機(jī)取代了傳統(tǒng)的模擬控制器，從而能夠使用復(fù)雜控制算法和協(xié)調(diào)控制，從而使自動控制發(fā)生了質(zhì)的飛躍。但是CCS在集中控制的同時(shí)也集中了，系統(tǒng)可靠性很低。由于只有一個(gè)CPU工作，實(shí)時(shí)性差。系統(tǒng)越大，上述缺點(diǎn)越突出。第二代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是七十年代出現(xiàn)的分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。七十年代中期出現(xiàn)的分散型控制系統(tǒng)DCS（也稱集散控制系統(tǒng)）也屬于分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。典型的DCS可分為操作站級、過程控制級和現(xiàn)場儀表三級。這種控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是“集中管理，分散控制”。其基本控制功能在過程控制級中，工作站級的主要作用是監(jiān)督管理。第二代計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是七十年代出現(xiàn)的分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。七十年代中期出現(xiàn)的分散型控制系統(tǒng)DCS（也稱集散控制系統(tǒng)）也屬于分級計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。典型的DCS可分為操作站級、過程控制級和現(xiàn)場儀表三級。這種控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是“集中管理，分散控制”。其基本控制功能在過程控制級中，工作站級的主要作用是監(jiān)督管理。分散控制使得系統(tǒng)由于某個(gè)局部的不可靠而造成對整個(gè)系統(tǒng)的損害降到很低的程度，加之各種軟硬件技術(shù)不斷成熟，極大地提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，因而迅速成為工業(yè)自動控制系統(tǒng)的主流。目前DCS仍有相當(dāng)多的應(yīng)用，我國電力、冶金、等企業(yè)中，大量使用了外國公司（如貝利、橫河、羅斯蒙特等）的DCS。近年來我國開發(fā)的DCS系統(tǒng)（如和利時(shí)公司的HS2000）也取得了很好的業(yè)績。分散控制使得系統(tǒng)由于某個(gè)局部的不可靠而造成對整個(gè)系統(tǒng)的損害降到很低的程度，加之各種軟硬件技術(shù)不斷成熟，極大地提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，因而迅速成為工業(yè)自動控制系統(tǒng)的主流。目前DCS仍有相當(dāng)多的應(yīng)用，我國電力、冶金、等企業(yè)中，大量使用了外國公司（如貝利、橫河、羅斯蒙特等）的DCS。近年來我國開發(fā)的DCS系統(tǒng)（如和利時(shí)公司的HS2000）也取得了很好的業(yè)績。然而DCS的缺點(diǎn)也是十分明顯的。其原因，一是它是一種數(shù)字-模擬混合系統(tǒng)，DCS的現(xiàn)場儀表（變送器和執(zhí)行器）仍然使用傳統(tǒng)的模擬儀表。這帶來一系列問題：信號傳輸可靠性差（與數(shù)字通訊相比），成本高（每個(gè)信號需一條信號線，且需要安全柵或換環(huán)節(jié)增加了成本；電路），必備的數(shù)-然而DCS的缺點(diǎn)也是十分明顯的。其原因，一是它是一種數(shù)字-模擬混合系統(tǒng)，DCS的現(xiàn)場儀表（變送器和執(zhí)行器）仍然使用傳統(tǒng)的模擬儀表。這帶來一系列問題：信號傳輸可靠性差（與數(shù)字通訊相比），成本高（每個(gè)信號需一條信號線，且需要安全柵或換環(huán)節(jié)增加了成本；電路），必備的數(shù)-模、模-數(shù)轉(zhuǎn)二是互換性差。各廠家的DCS自成標(biāo)準(zhǔn)，不能互換，這增加了用戶在使用和維修上的；三是價(jià)格昂貴，使很多中小企業(yè)望而卻步。由于微處理器技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，從80年代中期，即出現(xiàn)了很多帶有微處理器的智能化現(xiàn)場儀表，從此萌發(fā)了現(xiàn)場總線的思想。由于微處理器技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，從80年代中期，即出現(xiàn)了很多帶有微處理器的智能化現(xiàn)場儀表，從此萌發(fā)了現(xiàn)場總線的思想。三、現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)介紹現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)是領(lǐng)域的延伸。發(fā)展在測控信息的技術(shù)發(fā)展對測控系統(tǒng)提出了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求，如數(shù)字地球、數(shù)字北京、企業(yè)的管理控制等要求測量控制設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)提供多方面的數(shù)字信息。三、現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)介紹現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)是領(lǐng)域的延伸。發(fā)展在測控信息的技術(shù)發(fā)展對測控系統(tǒng)提出了數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的要求，如數(shù)字地球、數(shù)字北京、企業(yè)的管理控制等要求測量控制設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)提供多方面的數(shù)字信息。現(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、性能?，F(xiàn)場總線使測控設(shè)備具備了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力，提高了信號的測量、傳輸和控制精度，提高了系統(tǒng)與設(shè)備的功能、性能?，F(xiàn)場總線可采用多種介質(zhì)（多種有線和無線方式）傳送數(shù)字信號。在兩根導(dǎo)線上可掛接多至幾十個(gè)自控設(shè)備，能節(jié)省大量線纜、槽架、連接件。減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)的工作量?，F(xiàn)場總線形成真正分散在現(xiàn)場的完整控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。豐富了現(xiàn)場總線可采用多種介質(zhì)（多種有線和無線方式）傳送數(shù)字信號。在兩根導(dǎo)線上可掛接多至幾十個(gè)自控設(shè)備，能節(jié)省大量線纜、槽架、連接件。減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、維護(hù)的工作量?，F(xiàn)場總線形成真正分散在現(xiàn)場的完整控制系統(tǒng)，提高了控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。豐富了控制設(shè)備的信息內(nèi)容，提供了如閥門動作次數(shù)、故障診斷等信息。為控制信息進(jìn)入公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件，了現(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，便于實(shí)現(xiàn)管控。控制網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，便于實(shí)現(xiàn)信號的傳送與異地自動控制。全分布、網(wǎng)絡(luò)集成式控制系統(tǒng)。為控制信息進(jìn)入公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造了條件，了現(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，便于實(shí)現(xiàn)管控?？刂凭W(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，便于實(shí)現(xiàn)信號的傳送與異地自動控制。全分布、網(wǎng)絡(luò)集成式控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)是企業(yè)的底層網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)場總線系統(tǒng)是企業(yè)的底層網(wǎng)絡(luò)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的功能層次企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的功能層次的優(yōu)勢FCS(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)將取代傳統(tǒng)DCS(分布式控制系統(tǒng))成為控制系統(tǒng)主角。的優(yōu)勢FCS(現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)將取代傳統(tǒng)DCS(分布式控制系統(tǒng))成為控制系統(tǒng)主角。下面就幾個(gè)主要方面進(jìn)行對比。（1）數(shù)字化FCS：高可靠性信號處理。DCS：半數(shù)字化，在模擬系統(tǒng)中，噪音及其他信號扭曲無法被檢測。（1）數(shù)字化FCS：高可靠性信號處理。DCS：半數(shù)字化，在模擬系統(tǒng)中，噪音及其他信號扭曲無法被檢測。（2）可互操作性：性價(jià)比最優(yōu)的選擇與系統(tǒng)集成大多數(shù)用于DCS和智能型變送器間的通信協(xié)議是DCS制造商獨(dú)家采用的封閉系統(tǒng)。（2）可互操作性：性價(jià)比最優(yōu)的選擇與系統(tǒng)集成大多數(shù)用于DCS和智能型變送器間的通信協(xié)議是DCS制造商獨(dú)家采用的封閉系統(tǒng)。（3）分散性FCS：結(jié)構(gòu)分散、控制分散。DCS：一個(gè)或多個(gè)"控制單元"對多回路進(jìn)行控制。（3）分散性FCS：結(jié)構(gòu)分散、控制分散。DCS：一個(gè)或多個(gè)"控制單元"對多回路進(jìn)行控制。減少了接線與安裝4-20mAISISISISFieldbus傳統(tǒng)的4-20mA儀表接線方式,對每一設(shè)備，均需配置一個(gè)本安柵，一對接線多臺設(shè)備可以共用一個(gè)本安柵，一對接線?1999FieldbusFoundationIS減少了接線與安裝4-20mAISISISISFieldbus傳統(tǒng)的4-20mA儀表接線方式,對每一設(shè)備，均需配置一個(gè)本安柵，一對接線多臺設(shè)備可以共用一個(gè)本安柵，一對接線?1999FieldbusFoundationIS（4）可靠性、可維護(hù)性和經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)采用數(shù)字總線式通信線路代替?zhèn)鹘y(tǒng)DCS中一對一的I/O連線，對于大規(guī)模I/O系統(tǒng)來說，減少了由連線帶來的不可靠，同時(shí)降低了布線成本，與傳統(tǒng)DCS技術(shù)相比，（4）可靠性、可維護(hù)性和經(jīng)濟(jì)性現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)采用數(shù)字總線式通信線路代替?zhèn)鹘y(tǒng)DCS中一對一的I/O連線，對于大規(guī)模I/O系統(tǒng)來說，減少了由連線帶來的不可靠，同時(shí)降低了布線成本，與傳統(tǒng)DCS技術(shù)相比，可節(jié)省電纜、調(diào)試、維護(hù)成本40%以上。（5）現(xiàn)場總線已經(jīng)發(fā)展成為可以取代DCS的新型的FCS控制系統(tǒng)。DCS與FCS并存是可能的，但DCS并不適合與現(xiàn)場總線集成。如果現(xiàn)場總線連接到DCS上，它的大多數(shù)優(yōu)勢便無法發(fā)揮出來。因?yàn)榉植荚诂F(xiàn)場設(shè)備中的功能塊組態(tài)、狀態(tài)、診斷、校驗(yàn)、設(shè)備自身信息以及來自現(xiàn)設(shè)備的管理信息等均無法完全（5）現(xiàn)場總線已經(jīng)發(fā)展成為可以取代DCS的新型的FCS控制系統(tǒng)。DCS與FCS并存是可能的，但DCS并不適合與現(xiàn)場總線集成。如果現(xiàn)場總線連接到DCS上，它的大多數(shù)優(yōu)勢便無法發(fā)揮出來。因?yàn)榉植荚诂F(xiàn)場設(shè)備中的功能塊組態(tài)、狀態(tài)、診斷、校驗(yàn)、設(shè)備自身信息以及來自現(xiàn)設(shè)備的管理信息等均無法完全到DCS中。五、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)定義、組成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）是將現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用于具體的生產(chǎn)過程，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化、分散化的自動控制系統(tǒng)。五、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)定義、組成現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）是將現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用于具體的生產(chǎn)過程，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)化、分散化的自動控制系統(tǒng)。現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)通常由以下三部分組成：智能儀表、控制器現(xiàn)場總線（3）線路、組態(tài)計(jì)算機(jī)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)通常由以下三部分組成：智能儀表、控制器現(xiàn)場總線（3）線路、組態(tài)計(jì)算機(jī)這里的儀表、控制器、計(jì)算機(jī)都需要通過現(xiàn)場總線網(wǎng)卡、通信協(xié)議軟件連接到網(wǎng)上。因此，現(xiàn)場總線網(wǎng)卡、通信協(xié)議軟件是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)和神經(jīng)中樞。這里的儀表、控制器、計(jì)算機(jī)都需要通過現(xiàn)場總線網(wǎng)卡、通信協(xié)議軟件連接到網(wǎng)上。因此，現(xiàn)場總線網(wǎng)卡、通信協(xié)議軟件是現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)和神經(jīng)中樞。開放式現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應(yīng)具有組態(tài)技術(shù)，包括數(shù)據(jù)庫組態(tài)及控制算法組態(tài)，生成的參數(shù)及算法不僅可以在控制器中運(yùn)行，還可以在I/O或智能設(shè)備上運(yùn)行，按照現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)定義的功能塊可以在智能儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)中進(jìn)行運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)真正的分布式控制。開放式現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)應(yīng)具有組態(tài)技術(shù)，包括數(shù)據(jù)庫組態(tài)及控制算法組態(tài)，生成的參數(shù)及算法不僅可以在控制器中運(yùn)行，還可以在I/O或智能設(shè)備上運(yùn)行，按照現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)定義的功能塊可以在智能儀表及執(zhí)行機(jī)構(gòu)中進(jìn)行運(yùn)算，以實(shí)現(xiàn)真正的分布式控制。六、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)運(yùn)用技術(shù)Control控制理論（經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論、數(shù)字控制、控制等等）“3C”技術(shù)的綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)（微機(jī)控制原理與六、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)運(yùn)用技術(shù)Control控制理論（經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論、數(shù)字控制、控制等等）“3C”技術(shù)的綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)（微機(jī)控制原理與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信原理）接術(shù)、單片機(jī)、DSP、PLD）現(xiàn)場總線與分布式控制系統(tǒng)ComputerCommunication的集成現(xiàn)場總線對傳統(tǒng)DCS的沖擊來源于其本質(zhì)上優(yōu)越于DCS系統(tǒng)的技術(shù)特征。根據(jù)國際電工委員會IEC和現(xiàn)場總線FF的定義，現(xiàn)場總線技術(shù)具有以下5個(gè)主要特點(diǎn)：①數(shù)字信號完全取代4-20mA模擬信號；②使基本過程控制、和計(jì)算功能等完全分布在現(xiàn)場完成；的集成現(xiàn)場總線對傳統(tǒng)DCS的沖擊來源于其本質(zhì)上優(yōu)越于DCS系統(tǒng)的技術(shù)特征。根據(jù)國際電工委員會IEC和現(xiàn)場總線FF的定義，現(xiàn)場總線技術(shù)具有以下5個(gè)主要特點(diǎn)：①數(shù)字信號完全取代4-20mA模擬信號；②使基本過程控制、和計(jì)算功能等完全分布在現(xiàn)場完成；③使設(shè)備增加非控制信息，如自診斷信息、組態(tài)信息以及補(bǔ)償信息等；④實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場管理和控制的統(tǒng)一；⑤真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開放性、互操作性?，F(xiàn)場總線技術(shù)不僅是一種通信技術(shù)，它實(shí)際上融入了智能化儀表、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和開放系統(tǒng)互連(OSI)等技術(shù)的精粹。所有這些特點(diǎn)使得以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)相對于傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)具有巨大的優(yōu)越性：①系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡化，成本顯著降低；②現(xiàn)場設(shè)備自治性加強(qiáng)，系統(tǒng)性能全面提高；現(xiàn)場總線技術(shù)不僅是一種通信技術(shù)，它實(shí)際上融入了智能化儀表、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和開放系統(tǒng)互連(OSI)等技術(shù)的精粹。所有這些特點(diǎn)使得以現(xiàn)場總線技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)相對于傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)具有巨大的優(yōu)越性：①系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大大簡化，成本顯著降低；②現(xiàn)場設(shè)備自治性加強(qiáng)，系統(tǒng)性能全面提高；③提高了信號傳輸?shù)目煽啃院途?；④真正?shí)現(xiàn)全分散、全數(shù)字化的控制網(wǎng)絡(luò)；⑤用戶始終擁有系統(tǒng)集成權(quán)?，F(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)I/0總線上的集成在DCS的結(jié)構(gòu)體系中，自上而下大體可分為3層：管理層，操作層和I/O測控層。在I/O測控層的I/O總線上，掛有DCS現(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)I/0總線上的集成在DCS的結(jié)構(gòu)體系中，自上而下大體可分為3層：管理層，操作層和I/O測控層。在I/O測控層的I/O總線上，掛有DCS控制器和各種I/O卡件，I/O卡件用于連接現(xiàn)場4-20mA設(shè)備、離散量或PIC等現(xiàn)場信號，DCS控制器負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制。下圖給出了在DCS系統(tǒng)的I/O總線上集成現(xiàn)場總線的原理圖。其關(guān)鍵是通過一個(gè)現(xiàn)場總線接口卡掛在DCS的I/O總線上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息成原有DCS的I/O總線上相對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，如基本測量值、值或工藝設(shè)定值等，使得在DCS控制器所看到的現(xiàn)場總線來的信息下圖給出了在DCS系統(tǒng)的I/O總線上集成現(xiàn)場總線的原理圖。其關(guān)鍵是通過一個(gè)現(xiàn)場總線接口卡掛在DCS的I/O總線上，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息成原有DCS的I/O總線上相對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，如基本測量值、值或工藝設(shè)定值等，使得在DCS控制器所看到的現(xiàn)場總線來的信息就如同來自一個(gè)傳統(tǒng)的DCS設(shè)備卡一樣。這樣便實(shí)現(xiàn)了在I/O總線上的現(xiàn)場總線技術(shù)集成。這種方案主要可用于DCS系統(tǒng)已經(jīng)安裝并穩(wěn)定運(yùn)行，而現(xiàn)場總線首次引入系統(tǒng)的、規(guī)模較小的應(yīng)用場合；此方案也可應(yīng)用于PLC系統(tǒng)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，缺點(diǎn)是集成規(guī)模受到現(xiàn)場總線接口卡的限制，智能儀表相關(guān)信息不能在上層體現(xiàn)。這種方案主要可用于DCS系統(tǒng)已經(jīng)安裝并穩(wěn)定運(yùn)行，而現(xiàn)場總線首次引入系統(tǒng)的、規(guī)模較小的應(yīng)用場合；此方案也可應(yīng)用于PLC系統(tǒng)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，缺點(diǎn)是集成規(guī)模受到現(xiàn)場總線接口卡的限制，智能儀表相關(guān)信息不能在上層體現(xiàn)?，F(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的集成除了在I/O總線上的集成方案，還可以在更高一層——DCS網(wǎng)絡(luò)層上集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)。在這種方案中，現(xiàn)場總線接口卡不是掛在DCS的I/O總線上，而是在DCS現(xiàn)場總線于DCS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層的集成除了在I/O總線上的集成方案，還可以在更高一層——DCS網(wǎng)絡(luò)層上集成現(xiàn)場總線系統(tǒng)。在這種方案中，現(xiàn)場總線接口卡不是掛在DCS的I/O總線上，而是在DCS的上層LAN上，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。在這種方案中，現(xiàn)場總線控制執(zhí)行信息、測量以及現(xiàn)場儀表的控制功能均可在DCS操作站進(jìn)行瀏覽并修改。它的優(yōu)點(diǎn)是原來必須由DCS主計(jì)算機(jī)完成的一些控制和計(jì)算功能，現(xiàn)在可下放到現(xiàn)場儀表實(shí)現(xiàn)，并且可以在DCS操作員界面上得到相關(guān)的參數(shù)或數(shù)據(jù)信息；它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不需要對在這種方案中，現(xiàn)場總線控制執(zhí)行信息、測量以及現(xiàn)場儀表的控制功能均可在DCS操作站進(jìn)行瀏覽并修改。它的優(yōu)點(diǎn)是原來必須由DCS主計(jì)算機(jī)完成的一些控制和計(jì)算功能，現(xiàn)在可下放到現(xiàn)場儀表實(shí)現(xiàn)，并且可以在DCS操作員界面上得到相關(guān)的參數(shù)或數(shù)據(jù)信息；它的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是不需要對DCS控制站進(jìn)行改動，對原有系統(tǒng)影響較小。現(xiàn)場總線通過網(wǎng)關(guān)與DCS系統(tǒng)并行集成若在一個(gè)工廠中并行運(yùn)行著DCS系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)，則還可以通過一個(gè)網(wǎng)關(guān)來網(wǎng)接兩者(如下圖所示)，安裝網(wǎng)關(guān)以完成DCS系統(tǒng)與現(xiàn)場總線高速網(wǎng)絡(luò)之間的信息傳遞。在這一結(jié)構(gòu)中，DCS系統(tǒng)的信息能夠在新的操作員界面上得到并顯示?，F(xiàn)場總線接口單元可提供控制協(xié)調(diào)、等功能。管理和短時(shí)趨勢收集現(xiàn)場總線通過網(wǎng)關(guān)與DCS系統(tǒng)并行集成若在一個(gè)工廠中并行運(yùn)行著DCS系統(tǒng)和現(xiàn)場總線系統(tǒng)，則還可以通過一個(gè)網(wǎng)關(guān)來網(wǎng)接兩者(如下圖所示)，安裝網(wǎng)關(guān)以完成DCS系統(tǒng)與現(xiàn)場總線高速網(wǎng)絡(luò)之間的信息傳遞。在這一結(jié)構(gòu)中，DCS系統(tǒng)的信息能夠在新的操作員界面上得到并顯示?，F(xiàn)場總線接口單元可提供控制協(xié)調(diào)、等功能。管理和短時(shí)趨勢收集現(xiàn)場總線與DCS的并行集成，完成整個(gè)工廠的控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的集成統(tǒng)一，并可以通過Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)Infranet與Internet的互連。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是豐富了網(wǎng)絡(luò)的信息內(nèi)容，便于發(fā)揮數(shù)據(jù)信息和控制信息的綜合優(yōu)勢；另外，在這種集成方案中，現(xiàn)場總線系統(tǒng)與通過網(wǎng)關(guān)而集成在一起的現(xiàn)場總線與DCS的并行集成，完成整個(gè)工廠的控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的集成統(tǒng)一，并可以通過Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)Infranet與Internet的互連。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是豐富了網(wǎng)絡(luò)的信息內(nèi)容，便于發(fā)揮數(shù)據(jù)信息和控制信息的綜合優(yōu)勢；另外，在這種集成方案中，現(xiàn)場總線系統(tǒng)與通過網(wǎng)關(guān)而集成在一起的DCS系統(tǒng)是相互的。具體情況具體分析！具體情況具體分析！FCS之間的集成FCS之間的集成八、FCS與信息網(wǎng)絡(luò)的集成八、FCS與信息網(wǎng)絡(luò)的集成九、SIMATICPCS7全集成自動化思想隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，今天的自動化控制概念也發(fā)生了巨大的變化。在傳統(tǒng)的自動化解決方案中，自動化控制實(shí)際上是由各種的、分離的技術(shù)和不同廠家的來搭配起來的，比如一個(gè)大型工廠經(jīng)常是由過程控制系統(tǒng)、可編程控制器、上位計(jì)算機(jī)、SCADA系統(tǒng)和人機(jī)界面制。共同進(jìn)行控為了把所有這些組合在一起，需要采用各種類型和不同廠商的接口軟件和硬件來連接、配置和調(diào)試。九、SIMATICPCS7全集成自動化思想隨著自動化技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速進(jìn)步，今天的自動化控制概念也發(fā)生了巨大的變化。在傳統(tǒng)的自動化解決方案中，自動化控制實(shí)際上是由各種的、分離的技術(shù)和不同廠家的來搭配起來的，比如一個(gè)大型工廠經(jīng)常是由過程控制系統(tǒng)、可編程控制器、上位計(jì)算機(jī)、SCADA系統(tǒng)和人機(jī)界面制。共同進(jìn)行控為了把所有這些組合在一起，需要采用各種類型和不同廠商的接口軟件和硬件來連接、配置和調(diào)試。全集成自動化思想全集成自動化思想就是用一種系統(tǒng)完成原來由多種系統(tǒng)搭配起來才能完成的所有功能。應(yīng)用這種解決方案，可以大大簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了大量接口部件，應(yīng)用全集成自動化可以克服上位機(jī)和工業(yè)控制器之間，連續(xù)控制和邏輯控制之間，集中與分散之間的界限。全集成自動化思想全集成自動化思想就是用一種系統(tǒng)完成原來由多種系統(tǒng)搭配起來才能完成的所有功能。應(yīng)用這種解決方案，可以大大簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了大量接口部件，應(yīng)用全集成自動化可以克服上位機(jī)和工業(yè)控制器之間，連續(xù)控制和邏輯控制之間，集中與分散之間的界限。全集成自動化思想同時(shí)，全集成自動化解決方案還可以為所有的自動化應(yīng)用提供統(tǒng)一的技術(shù)環(huán)境，這主要包括：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理統(tǒng)一的通信統(tǒng)一的組態(tài)和編程軟件基于這種環(huán)境，各種各樣不同的技術(shù)可以在一個(gè)用戶接口下，集成在一個(gè)有全局?jǐn)?shù)據(jù)庫的總體系統(tǒng)中。所以技術(shù)可以在一個(gè)平臺下對所有應(yīng)用進(jìn)行組態(tài)和編程任務(wù)。由于應(yīng)用一個(gè)組態(tài)平臺，培訓(xùn)和工程變得簡單，費(fèi)用也大大降低。全集成自動化思想同時(shí)，全集成自動化解決方案還可以為所有的自動化應(yīng)用提供統(tǒng)一的技術(shù)環(huán)境，這主要包括：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理統(tǒng)一的通信統(tǒng)一的組態(tài)和編程軟件基于這種環(huán)境，各種各樣不同的技術(shù)可以在一個(gè)用戶接口下，集成在一個(gè)有全局?jǐn)?shù)據(jù)庫的總體系統(tǒng)中。所以技術(shù)可以在一個(gè)平臺下對所有應(yīng)用進(jìn)行組態(tài)和編程任務(wù)。由于應(yīng)用一個(gè)組態(tài)平臺，培訓(xùn)和工程變得簡單，費(fèi)用也大大降低?；谌勺詣踊枷氲男乱淮^程控制系統(tǒng)PCS7隨著工業(yè)自動化過程控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及對工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)的可靠性、復(fù)雜性、功能的完善性、系統(tǒng)的可維護(hù)性、人機(jī)界面的友、數(shù)據(jù)的可分析可管理性等各個(gè)方面都提出了愈來愈高的要求,同時(shí)也為工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向：基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7隨著工業(yè)自動化過程控制理論和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及對工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)的可靠性、復(fù)雜性、功能的完善性、系統(tǒng)的可維護(hù)性、人機(jī)界面的友、數(shù)據(jù)的可分析可管理性等各個(gè)方面都提出了愈來愈高的要求,同時(shí)也為工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)的發(fā)展指明了方向：基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7系統(tǒng)之間的橫向日益增加；系統(tǒng)與管理層和現(xiàn)場儀表級的加；現(xiàn)場總線的應(yīng)用越來越廣泛；日益增廠商的日益開放，通過OPC、SQL等技術(shù)使得不同系統(tǒng)之間的準(zhǔn)確、高速、大量的數(shù)據(jù)交換得以實(shí)現(xiàn)；基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7系統(tǒng)之間的橫向日益增加；系統(tǒng)與管理層和現(xiàn)場儀表級的加；現(xiàn)場總線的應(yīng)用越來越廣泛；日益增廠商的日益開放，通過OPC、SQL等技術(shù)使得不同系統(tǒng)之間的準(zhǔn)確、高速、大量的數(shù)據(jù)交換得以實(shí)現(xiàn)；基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7因此，傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足90年代自動化過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，SIMATICPCS7過程控制系統(tǒng)就是在這種形勢基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7因此，傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足90年代自動化過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和要求，SIMATICPCS7過程控制系統(tǒng)就是在這種形勢下開發(fā)的新一代過程控制系統(tǒng)，它是一個(gè)全集成的、結(jié)構(gòu)完整、功能完善、面向整個(gè)生產(chǎn)過程的過程控制系統(tǒng)。SIMATICPCS7是西門子公司結(jié)合最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)，在西門子公司S5，S7系列可編程控制器及TELEPERM系列集散系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，面向所有過程控制應(yīng)用場合的先進(jìn)過程控制系統(tǒng)。基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7SIMATICPCS7過程控制系統(tǒng)具備了以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：高度的可靠性和穩(wěn)定性高速度，大容量的控制器客戶/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)集中的，從上到下的組態(tài)方式能靈活、可靠地嫁接于老系統(tǒng)基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7SIMATICPCS7過程控制系統(tǒng)具備了以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：高度的可靠性和穩(wěn)定性高速度，大容量的控制器客戶/服務(wù)器的結(jié)構(gòu)集中的，從上到下的組態(tài)方式能靈活、可靠地嫁接于老系統(tǒng)集中的，友好的人機(jī)界面含有配方功能的批量處理包開放的結(jié)構(gòu)，可以同管理級進(jìn)行通訊同現(xiàn)場總線技術(shù)溶為一體基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7SIMATIC PCS7采用優(yōu)秀的上位機(jī)軟件WinCC作為操作和的人機(jī)界面，利用開放的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信息和系統(tǒng)通訊，采用S7自動化系統(tǒng)作為現(xiàn)場控制單元實(shí)現(xiàn)過程控制，以靈活多樣的分布式I/O接收現(xiàn)場傳感檢測信號。SIMATICPCS7是基于全集成自動化思想的系統(tǒng)，其集成的是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫和唯一的數(shù)據(jù)庫管理軟件，所有的系統(tǒng)信息都于一個(gè)數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性和信息的準(zhǔn)確性?；谌勺詣踊枷氲男乱淮^程控制系統(tǒng)PCS7SIMATIC PCS7采用優(yōu)秀的上位機(jī)軟件WinCC作為操作和的人機(jī)界面，利用開放的現(xiàn)場總線和工業(yè)以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信息和系統(tǒng)通訊，采用S7自動化系統(tǒng)作為現(xiàn)場控制單元實(shí)現(xiàn)過程控制，以靈活多樣的分布式I/O接收現(xiàn)場傳感檢測信號。SIMATICPCS7是基于全集成自動化思想的系統(tǒng)，其集成的是統(tǒng)一的過程數(shù)據(jù)庫和唯一的數(shù)據(jù)庫管理軟件，所有的系統(tǒng)信息都于一個(gè)數(shù)據(jù)庫中而且只需輸入一次，這樣就大大增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體性和信息的準(zhǔn)確性?；谌勺詣踊枷氲男乱淮^程控制系統(tǒng)PCS7SIMATICPCS7的通訊系統(tǒng)采用的是工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS現(xiàn)場總線。工業(yè)以太網(wǎng)用于系統(tǒng)站之間的數(shù)據(jù)通訊，SIMATICPCS7采用符合基于全集成自動化思想的新一代過程控制系統(tǒng)PCS7SIMATICPCS7的通訊系統(tǒng)采用的是工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS現(xiàn)場總線。工業(yè)以太網(wǎng)用于系統(tǒng)站之間的數(shù)據(jù)通訊，SIMATICPCS7采用符合IEC－1131－3國際標(biāo)準(zhǔn)的編程軟件和現(xiàn)場設(shè)備庫，提供連續(xù)控制、順序控制及高級編程語言。現(xiàn)場設(shè)備庫提供大量的常用的現(xiàn)場設(shè)備信息及功能塊，可大大簡化組態(tài)工作，縮短工程周期。SIMATICPCS7具有ODBC、OLE等標(biāo)準(zhǔn)接口，并且應(yīng)用以太網(wǎng)、PROFIBUS現(xiàn)場總線等開放網(wǎng)絡(luò)，從而具有很強(qiáng)的開放性，可以很容易地連接上位機(jī)管理系統(tǒng)和其它廠廠商的控制系統(tǒng)。全集成自動化(TotallyIntegratedAutomation)是西門子面向所有行業(yè)的自動化集成解決方案平臺，涵蓋了西全集成自動化(TotallyIntegratedAutomation)是西門子面向所有行業(yè)的自動化集成解決方案平臺，涵蓋了西門子自動化全線，代表了典型的工業(yè)自動化系統(tǒng)。十、DELTAV系統(tǒng)DeltaV系統(tǒng)概述DeltaV在一個(gè)開發(fā)環(huán)境中解決了過程控制領(lǐng)域內(nèi)的問題。它包含了企業(yè)自動化和信息系統(tǒng)的每一個(gè)方面，其卓越的性能提高了公司的生產(chǎn)能力。系統(tǒng)的功能超過了用戶的想象。DeltaV系統(tǒng)的應(yīng)用范圍包括了從單個(gè)過程控制的區(qū)域到全廠范圍的自動化系統(tǒng)。無論你的I/O點(diǎn)是幾十個(gè)還是上萬個(gè)，系統(tǒng)都可以滿足要求。DeltaV系統(tǒng)提供的工具比任何以往的系統(tǒng)更輕松地管理您的過程。十、DELTAV系統(tǒng)DeltaV系統(tǒng)概述DeltaV在一個(gè)開發(fā)環(huán)境中解決了過程控制領(lǐng)域內(nèi)的問題。它包含了企業(yè)自動化和信息系統(tǒng)的每一個(gè)方面，其卓越的性能提高了公司的生產(chǎn)能力。系統(tǒng)的功能超過了用戶的想象。DeltaV系統(tǒng)的應(yīng)用范圍包括了從單個(gè)過程控制的區(qū)域到全廠范圍的自動化系統(tǒng)。無論你的I/O點(diǎn)是幾十個(gè)還是上萬個(gè)，系統(tǒng)都可以滿足要求。DeltaV系統(tǒng)提供的工具比任何以往的系統(tǒng)更輕松地管理您的過程。系統(tǒng)包括：控制器、I/O、DeltaV工作站、通訊網(wǎng)絡(luò)。自1996年DeltaV系統(tǒng)問世以來，就以其技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)越、簡單易用的特點(diǎn)迅速獲得業(yè)界的廣泛贊譽(yù)，至今在全球的應(yīng)用已經(jīng)超過45，000套，在中國的應(yīng)用也已經(jīng)達(dá)到127套，自1996年DeltaV系統(tǒng)問世以來，就以其技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)越、簡單易用的特點(diǎn)迅速獲得業(yè)界的廣泛贊譽(yù)，至今在全球的應(yīng)用已經(jīng)超過45，000套，在中國的應(yīng)用也已經(jīng)達(dá)到127套，同時(shí)，DeltaV系統(tǒng)的硬件、軟件功能也經(jīng)過不斷更新，其功能愈來愈強(qiáng)大，性能愈來愈高。（2009）系統(tǒng)概念★基于總線的設(shè)計(jì)：DeltaV系統(tǒng)被認(rèn)為是世界上第一個(gè)采用現(xiàn)場總線的系統(tǒng)，這種總線方式帶來巨大的好處。★設(shè)備管理：無需派技術(shù)員到那些噪聲大、偏遠(yuǎn)和的地點(diǎn)就可維護(hù)您的現(xiàn)場設(shè)備。DeltaV內(nèi)置的設(shè)備管理軟件提供了對FF現(xiàn)場總線和HART設(shè)備的組態(tài)、修改量程和診斷的功能。系統(tǒng)概念★基于總線的設(shè)計(jì)：DeltaV系統(tǒng)被認(rèn)為是世界上第一個(gè)采用現(xiàn)場總線的系統(tǒng)，這種總線方式帶來巨大的好處?！镌O(shè)備管理：無需派技術(shù)員到那些噪聲大、偏遠(yuǎn)和的地點(diǎn)就可維護(hù)您的現(xiàn)場設(shè)備。DeltaV內(nèi)置的設(shè)備管理軟件提供了對FF現(xiàn)場總線和HART設(shè)備的組態(tài)、修改量程和診斷的功能?！锛桑篋eltaV系統(tǒng)的另一項(xiàng)工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)突破是首家推出并成功應(yīng)用了OPC通訊技術(shù)和微軟的分布式COM解決方案?！锝y(tǒng)一的管理：DeltaV系統(tǒng)采用OPC和MODBUS技術(shù)，這可方便于您將現(xiàn)存的★集成：DeltaV系統(tǒng)的另一項(xiàng)工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)突破是首家推出并成功應(yīng)用了OPC通訊技術(shù)和微軟的分布式COM解決方案。★統(tǒng)一的管理：DeltaV系統(tǒng)采用OPC和MODBUS技術(shù)，這可方便于您將現(xiàn)存的PROVOX、RS3、Honeywell、Bailey及其他系統(tǒng)組合為一體。系統(tǒng)概念★公共的通訊環(huán)境：同PLC/HMI的解決方案不同。完全的DeltaV系統(tǒng)的一大特色是單一集成數(shù)據(jù)庫同所有的組態(tài)工作相對應(yīng)。★：通過調(diào)制解調(diào)器和工廠局域網(wǎng)可安全地所有的組態(tài)、操作、診斷和歷史趨勢應(yīng)用程序?！?易于學(xué)習(xí)?！?模塊：DeltaV的模塊功能允許您采用模塊化組件的方式管理系統(tǒng)信息。系統(tǒng)概念★公共的通訊環(huán)境：同PLC/HMI的解決方案不同。完全的DeltaV系統(tǒng)的一大特色是單一集成數(shù)據(jù)庫同所有的組態(tài)工作相對應(yīng)。★：通過調(diào)制解調(diào)器和工廠局域網(wǎng)可安全地所有的組態(tài)、操作、診斷和歷史趨勢應(yīng)用程序。★ 易于學(xué)習(xí)?！?模塊：DeltaV的模塊功能允許您采用模塊化組件的方式管理系統(tǒng)信息。系統(tǒng)概念★易于升級：DeltaV的升級工具可輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的版本升級?！锏南冗M(jìn)控制：將智能現(xiàn)場設(shè)備和DeltaV系統(tǒng)的先進(jìn)控制應(yīng)用程序相結(jié)合，使得系統(tǒng)運(yùn)行得更好。從預(yù)先調(diào)諧參數(shù)，到連續(xù)過程檢測、預(yù)先建模和，您可充分使用系統(tǒng)的這能。此外，在DeltaV系統(tǒng)中這些先進(jìn)控制方案易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。系統(tǒng)概念★易于升級：DeltaV的升級工具可輕松實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的版本升級。★的先進(jìn)控制：將智能現(xiàn)場設(shè)備和DeltaV系統(tǒng)的先進(jìn)控制應(yīng)用程序相結(jié)合，使得系統(tǒng)運(yùn)行得更好。從預(yù)先調(diào)諧參數(shù)，到連續(xù)過程檢測、預(yù)先建模和，您可充分使用系統(tǒng)的這能。此外，在DeltaV系統(tǒng)中這些先進(jìn)控制方案易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。工作站和軟件DeltaV工作站提供了一個(gè)完整的用戶環(huán)境，它支持的功能非常廣泛－－從操作和分析過程、組態(tài)和維護(hù)系統(tǒng)到將DeltaV同其他的設(shè)備集成到一起。每種功能都有一個(gè)簡單、直觀的用戶界面。DeltaV工作站的硬件是基于非常商業(yè)化的常用組件。這包括采用最新奔騰處理器的PC、WindowsNT的操作系統(tǒng)。DeltaV工作站軟件采用高性能、易于使用的軟件包。所有的工作站軟件組采用集成的TCP/IP通訊協(xié)議。工作站和軟件DeltaV工作站提供了一個(gè)完整的用戶環(huán)境，它支持的功能非常廣泛－－從操作和分析過程、組態(tài)和維護(hù)系統(tǒng)到將DeltaV同其他的設(shè)備集成到一起。每種功能都有一個(gè)簡單、直觀的用戶界面。DeltaV工作站的硬件是基于非常商業(yè)化的常用組件。這包括采用最新奔騰處理器的PC、WindowsNT的操作系統(tǒng)。DeltaV工作站軟件采用高性能、易于使用的軟件包。所有的工作站軟件組采用集成的TCP/IP通訊協(xié)議。避免了動態(tài)連接庫（DDL）和動態(tài)給您帶來的不便。（DDE）先進(jìn)控制利用DeltaV軟件組內(nèi)嵌的先進(jìn)控制功能，您可找到一種適合您的工廠自動化所需的恰當(dāng)?shù)目刂撇呗?。先進(jìn)控制功能能連續(xù)監(jiān)視這些控制策略的執(zhí)行情況，并提高和優(yōu)化它們的性能。所有的這些使得自動化系統(tǒng)和工廠的運(yùn)行性能大為改觀。先進(jìn)控制利用DeltaV軟件組內(nèi)嵌的先進(jìn)控制功能，您可找到一種適合您的工廠自動化所需的恰當(dāng)?shù)目刂撇呗?。先進(jìn)控制功能能連續(xù)監(jiān)視這些控制策略的執(zhí)行情況，并提高和優(yōu)化它們的性能。所有的這些使得自動化系統(tǒng)和工廠的運(yùn)行性能大為改觀?！顳eltaV神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制軟件（DeltaVNeural）：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在對模型的白噪聲和非線性過程的處理上比其他方法要好。DeltaV神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將這種先進(jìn)的技術(shù)直接嵌入到控制器中，這樣，可自動進(jìn)行預(yù)處理、設(shè)計(jì)、培訓(xùn)和檢驗(yàn)。★ DeltaV控制軟件（DeltaVPredict）：控制的功能嵌在控制器中，可對操作DeltaV員界面進(jìn)行預(yù)組態(tài)，這使得模型控制變得更容易。★ DeltaV偵察軟件（DeltaV Inspect）：DeltaV檢驗(yàn)?zāi)芈返臋z測器，其目的就是提高工廠的運(yùn)行性能。DeltaV檢驗(yàn)軟件一個(gè)回路一個(gè)回路地找出不正常變量并給出排除的建議?！顳eltaV神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制軟件（DeltaVNeural）：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在對模型的白噪聲和非線性過程的處理上比其他方法要好。DeltaV神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)將這種先進(jìn)的技術(shù)直接嵌入到控制器中，這樣，可自動進(jìn)行預(yù)處理、設(shè)計(jì)、培訓(xùn)和檢驗(yàn)?！?DeltaV控制軟件（DeltaVPredict）：控制的功能嵌在控制器中，可對操作DeltaV員界面進(jìn)行預(yù)組態(tài)，這使得模型控制變得更容易?！?DeltaV偵察軟件（DeltaV Inspect）：DeltaV檢驗(yàn)?zāi)芈返臋z測器，其目的就是提高工廠的運(yùn)行性能。DeltaV檢驗(yàn)軟件一個(gè)回路一個(gè)回路地找出不正常變量并給出排除的建議。★軟件（DeltaVSimulate）：DeltaV在環(huán)境中，您可更好地理解過程是怎么被軟件包使用DeltaV系統(tǒng)的實(shí)際I/O來模擬現(xiàn)場設(shè)備的動作和響應(yīng)。在DeltaV系統(tǒng)中，集成的軟件組工具可提供過程處理的輸入信息?！顳eltaV模糊控制軟件（DeltaVFuzzy）：它比PID控制更高級，模糊控制可達(dá)到更快的響應(yīng)速度，無超調(diào)，可允許更大的噪聲信號。如果★軟件（DeltaVSimulate）：DeltaV在環(huán)境中，您可更好地理解過程是怎么被軟件包使用DeltaV系統(tǒng)的實(shí)際I/O來模擬現(xiàn)場設(shè)備的動作和響應(yīng)。在DeltaV系統(tǒng)中，集成的軟件組工具可提供過程處理的輸入信息?！顳eltaV模糊控制軟件（DeltaVFuzzy）：它比PID控制更高級，模糊控制可達(dá)到更快的響應(yīng)速度，無超調(diào)，可允許更大的噪聲信號。如果您的過程控制中需頻繁調(diào)整設(shè)定值，且有負(fù)載擾動，則DeltaV模糊控制系統(tǒng)是您的最佳選擇。同所有的DeltaV系列一樣，該軟件也是易于使用的。★DeltaV回路整定軟件（DeltaVTune）：為簡化模糊邏輯回路的調(diào)諧，同標(biāo)準(zhǔn)的PID回路一樣，DeltaV系統(tǒng)也有易于使用的自調(diào)諧能力?？煽焖僬{(diào)節(jié)回路并保持系統(tǒng)運(yùn)行DeltaV系統(tǒng)規(guī)模DeltaV系統(tǒng)的I/O處理能力達(dá)到30,000個(gè)I/O點(diǎn)，一套系統(tǒng)可以支持120個(gè)節(jié)點(diǎn)，并可同時(shí)設(shè)置額外的42個(gè)和組態(tài)工作。工作站，以進(jìn)行操作DeltaV系統(tǒng)規(guī)模DeltaV系統(tǒng)的I/O處理能力達(dá)到30,000個(gè)I/O點(diǎn)，一套系統(tǒng)可以支持120個(gè)節(jié)點(diǎn)，并可同時(shí)設(shè)置額外的42個(gè)和組態(tài)工作。工作站，以進(jìn)行操作工作站(RemoteWorkstations)DeltaV系統(tǒng)增加了獨(dú)一無二的工作站，工作站可以通過網(wǎng)絡(luò)，包括局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)（WAN)、撥號網(wǎng)絡(luò)、微波和通訊，對DeltaV系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)、操作和維護(hù)。工作站可通過ProfessionalPLUS站或應(yīng)用站連接到DeltaV系統(tǒng)，為系統(tǒng)增加42個(gè)額外的窗口。工作站(RemoteWorkstations)DeltaV系統(tǒng)增加了獨(dú)一無二的工作站，工作站可以通過網(wǎng)絡(luò)，包括局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)（WAN)、撥號網(wǎng)絡(luò)、微波和通訊，對DeltaV系統(tǒng)進(jìn)行組態(tài)、操作和維護(hù)。工作站可通過ProfessionalPLUS站或應(yīng)用站連接到DeltaV系統(tǒng)，為系統(tǒng)增加42個(gè)額外的窗口。ProfibusDP接口模塊(ProfibusDPInterface)DeltaV系統(tǒng)為用戶提供的ProfibusDP接口ProfibusDP接口模塊(ProfibusDPInterface)DeltaV系統(tǒng)為用戶提供的ProfibusDP接口卡件可以非常容易地把ProfibusDP標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備集成到DeltaV系統(tǒng)進(jìn)行管理和控制。對待來自這些設(shè)備的信號，就象傳統(tǒng)I/O一樣，因此對它們的控制是完全透明的。使用ProfibusDP可增加ProfibusDP標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。AS-i接口模塊(AS-iInterface)很容易地把廉價(jià)的離散量的AS－i設(shè)備接入到DeltaV系統(tǒng)。對待來自這些設(shè)備的所有信號，AS-i接口模塊(AS-iInterface)很容易地把廉價(jià)的離散量的AS－i設(shè)備接入到DeltaV系統(tǒng)。對待來自這些設(shè)備的所有信號，就象傳統(tǒng)I/O一樣，因此對它們的控制也是透明的，沒有網(wǎng)關(guān)，沒有。自動識別現(xiàn)場設(shè)備，隨你自定的信號名和你的組態(tài)自動識別地址。OPC技術(shù)1996年，工業(yè)界的著名廠商Fisher-Rosemount首次將OPC技術(shù)應(yīng)用在Deltav系統(tǒng)中，并提供了功能強(qiáng)大的基于OPC技術(shù)的軟件，如OPCMirror、OPC技術(shù)1996年，工業(yè)界的著名廠商Fisher-Rosemount首次將OPC技術(shù)應(yīng)用在Deltav系統(tǒng)中，并提供了功能強(qiáng)大的基于OPC技術(shù)的軟件，如OPCMirror、WebServer、OPCMessenger、Excel-Addin等，使得Deltav系統(tǒng)具有很強(qiáng)的開放性，可以很容易與Intranet和Internet進(jìn)行通訊，成功實(shí)現(xiàn)了工廠的管控。OPC技術(shù)Excel-Addin接口軟件：Excel-Addin接口軟件是基于OPC技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)了DeltavOPC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與Excel工作表的數(shù)據(jù)通，訊。通過此軟件，用戶可以將Deltav系統(tǒng)中各種過程數(shù)據(jù)、、等實(shí)時(shí)信息導(dǎo)出到Excel表格中，導(dǎo)出的數(shù)據(jù)會自動跟隨Deltav系統(tǒng)的數(shù)據(jù)變化進(jìn)行實(shí)OPC技術(shù)Excel-Addin接口軟件：Excel-Addin接口軟件是基于OPC技術(shù)的軟件實(shí)現(xiàn)了DeltavOPC實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與Excel工作表的數(shù)據(jù)通，訊。通過此軟件，用戶可以將Delt