现场总线技术

1、南京化工职业技术学院 自动控制系主讲主讲:刘忠刘忠 第一第一 章章 绪论绪论 1.1 控制系统的发展过程控制系统的发展过程 1.2 计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念 1.3 工业网络与现场总线工业网络与现场总线 1.1 控制系统的发展过程控制系统的发展过程大致经历了大致经历了5个发展阶段：个发展阶段：第一阶段第一阶段 基地式气动仪表控制系统阶段基地式气动仪表控制系统阶段第二阶段第二阶段 电动单元组合式模拟仪表控制系统阶电动单元组合式模拟仪表控制系统阶段段第三阶段第三阶段 计算机集中控制阶段（集中式数字控制系统）计算机集中控制阶段（集中式数字控制系统）第四阶段第四阶段 集散控制系统集散控

2、制系统第五阶段第五阶段 现场总线控制系统现场总线控制系统1.1 控制系统的发展过程控制系统的发展过程第一阶段第一阶段 基地式气动仪表控制系统阶段基地式气动仪表控制系统阶段时间时间第一第一阶段阶段20世世纪纪3040年年代代(1935)名称名称基地式基地式仪表仪表结构结构将测量、显示、纪录、将测量、显示、纪录、调节都放在一个表壳调节都放在一个表壳里的仪表里的仪表( (以指示记录仪表以指示记录仪表为中心，附加某些为中心，附加某些调节机构调节机构) )特点特点1.1.结构简结构简 单适于单适于 单参数单参数 就地控就地控 制制2.2.信号不信号不 能远传，能远传，不方便操不方便操作人员了解作人员了解

3、生产状况生产状况主要产品主要产品KFKF系列气动基地式系列气动基地式仪表仪表( (日本山武日本山武- -霍尼霍尼威尔公司威尔公司) )带带PIDPID调节的电子电调节的电子电位差计位差计( (上海自动化上海自动化仪表厂仪表厂) )名称单元组合式仪表结构将整套仪表划分成若将整套仪表划分成若干个单元，各单元之干个单元，各单元之间采用统一的标准信间采用统一的标准信号连接。号连接。使用时根据需要，经过不同的搭配，就可组成各种各样的检测及控制系统时间第二阶段20世纪4050年代(1955)主要产品系列、系列、EKEK系列仪表系列仪表(日本横河公司)国产国产DDZ-DDZ-、DDZDDZ- -系列仪表系列

4、仪表(北京、上海、西安、大连、天津、吉林、重庆等仪表厂)1.1 控制系统的发展过程控制系统的发展过程第二阶段第二阶段 电动单元组合式模拟仪表控制系统阶电动单元组合式模拟仪表控制系统阶段段I I系列系列该阶段的特点：o优点： 信号可以远传，出现集中控制室，操作人员可以在控制室进行集中监视和操作。p缺点：仪表体积大，不便观察和操作。 1.1 控制系统的发展过程控制系统的发展过程第三阶段第三阶段 计算机集中控制阶段（集中式数字控制系计算机集中控制阶段（集中式数字控制系统）统）该阶段的特点：该阶段的特点：优点: 1.装置的运行参数都可以在计算机集中 显示 和操作，便于操作人员监视和调节。 2.数字控制

5、速度快，精度高抗干扰能力 强。缺点：由于控制过于集中，一定能计算机出现故障，就会造成所有控制回路瘫痪，生产停产甚至出现安全事故的严重局面。所以这种危险的集中系统结构很难为生产过程所接受。1.1 控制系统的发展过程控制系统的发展过程名称集散控制系统结构分散监测控制装置分散监测控制装置人人- -机接口装置机接口装置通信网络通信网络上位机接口装置上位机接口装置时间第四阶段20世纪7090年代(1975)特点 操作、显示、管理集中控制、负荷、危险分散缺点：产品的互连、互换和互操作性差，不能实现更大范围的信息共享主要产品TDC-2000、TDC-3000、TPS、S9000(美国霍尼威尔公司)CENTU

6、M-CS 、 XL 、CS1000、CS3000 (日本横河公司)PCS7、PCS7-BOX(德国西门子公司)1.1 控制系统的发展过程控制系统的发展过程第四阶段第四阶段 集散控制系统集散控制系统PCS7-BOXPCS7-BOXCS3000名称名称现场总现场总线控制线控制系统系统结构结构现场总线仪表现场总线仪表通信网络通信网络时间时间第五第五阶段阶段20世世纪纪9505年年代代(2002)特点特点操作、操作、显示、显示、管理一管理一体化体化危险分危险分散，只散，只控制一控制一个回路个回路主要产品主要产品FF基金会现场总线基金会现场总线(美国费歇尔美国费歇尔-罗斯蒙特公司罗斯蒙特公司)PROFI

7、BUS过程现场总线过程现场总线(德国西门子公司德国西门子公司)第五阶段第五阶段 现场总线控制系统现场总线控制系统1.1 控制系统的发展过程控制系统的发展过程网络集成式网络集成式控制系统控制系统 传统控制系统结构示意图传统控制系统结构示意图 网络集成式控制系统示意图网络集成式控制系统示意图 Multi-ControllersAOPIDAIPIDAOAI网络集成式控制系统1999 User Training 2 1999 Fieldbus Foundation减少了接线与安装减少了接线与安装传统的传统的4-20 mA仪表接线方式仪表接线方式,对每一设备，均需配置一个本安栅，一对接线对每一设备，均需

8、配置一个本安栅，一对接线4-20 mAISISISIS多台设备可以共用一个本安栅，一对接线多台设备可以共用一个本安栅，一对接线ISFieldbus1.2计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念o1.计算机网络的概念计算机网络的概念o2.计算机网络的组成计算机网络的组成o3.计算机网络的分类计算机网络的分类1.2计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念o1.计算机网络的概念计算机网络的概念 用用通信手段通信手段将空间上分散的、具有自治功能的多将空间上分散的、具有自治功能的多 个计算机系统相互联接并按照一定的个计算机系统相互联接并按照一定的通信协议通信协议进进 行信息交换，实现资源共享和协同工作的系统。行信息交换，实现资源共享和协同工作的系统。1.2计算机网络的基本概念o2.计算机网络的组成计算机网络的组成 用户设备：主机、终端、服务器 网络软件：通信协议、操作系统和用户程 序 网络硬件：物理线路、传输设备和交换设 备1.2计算机网络的基本概念计算机网络的基本概念o3.计算机网络的分类计算机网络的分类按地域范围按地域范围：局域网（：局域网（LAN）、城域网（）、城域网（MAN）、）、 广域网广