现场总线-现场总线控制系统概述课件

现场总线控制系统概述现场总线控制系统概述10绪论0.1微机测控技术主要研究对象微机测控技术主要研究如何将检测与传感技术、计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程并设计出所需要的微机测控系统。0.2微机测控系统的组成与特点0.2.1微机测控系统的一般概念微机测控系统就是利用微型计算机来实现生产过程的自动测试与控制的系统。计算机生产过程控制器执行机构被控对象微机测控系统典型结测量变送0绪论2微机测控系统的工作原理可归纳为以下3步:①实时数据采集:通过测量变送装置完成被控量的瞬时值的检测和输入。②实时控制决策:对采集的数据进行分析和处理,按预定的控制策略决定采取何种控制行为。③实时控制输出:根据控制决策,向执行机构发出实时控制信号,完成系统控制任务。实时的含义是指信号的输入、计算、输出都要在一定的时间间隔内完成。(软实时RT0S、硬实时RT0s)在线是指:在微机测控系统中,生产过程与计算机直接连接并受计算机的控制,有时也称为联机方式。0.2.2微机测控系统的组成微机测控系统主要由被控对象、过程输入输出通道及计算机系统三部分组成。微机测控系统的工作原理可归纳为以下3步:3过程输入输出通道也叫生产过程通道,包括模拟量输入输出通道、数字量输入输出通道、测量变送、执行十机构、电气开关等装置0.2.3微机测控系统的软件组成模拟量输入通道系统软件(RTOS)模拟量输出通执行机构应用软件(组态、先控)「人被控对数字量输入通道电气开关0.2.4微机测控系统的[一线数字输出递一气听关特点计算机系统生产过程灵活性(规模、复杂度)微机测控系统组成结构框图适应性(嵌入式)过程输入输出通道也叫生产过程通道,包括模拟量40.3微机测控系统的典型形式0.3.1操作指导控制系统这种形式的系统属于开环系统,计算机按照一定的时间间隔对生产现场的参数进行采样、处理、显示、打印或报警,操作人员根据这些结果进行设定值的修改或必要的操作。模拟量输入通道生过计算机数字量输入通道显示器调节打印机操作指导控制系统原理图0.3微机测控系统的典型形式50.3.2直接数字控制系统直接数字控制(简称DDC)系统的基本思想是利用微型计算机对多个被控参数进行巡回检测,并与给定值比较,然后按照预定的控制规律进行计算,最后发出控制信息完成对生产过程的控制,使被控参数稳定在给定值上。直接数字控制系统是计算机在工业生产过程控制中最普遍的一种应用方式。它要求实时性好、可靠性高、适应性强。报警模拟量输入通道操作台计算机数字量输出通道被控对象模拟量输出通道数字量输出通道打印机直接数字控制系统原理框图0.3.2直接数字控制系统60.3.3监督计算机控制系统监督计算机控制(简称SC)系统的基本思想是:微型计算机根据原始工艺信息和其它参数,按照描述生产过程的数学模型,自动改变模拟调节器或DC微型计算机的给定值,从而使生产过程始终处于最优工况。S|给定模拟DDC工艺数据一生/数据/S/紛计算机打印Cc计算机Cc产过程显打印计算机生产过程监督计算机控制系统原理框图a)SCC+模拟调节器系统b)SCC+DCC系统它有两种不同的结构形式:一种是SCC+模拟控制器,另一种是SCC+DDC控制系统。它是操作指导控制系统和DDC系统的综合和发展,SCC系统较DDC系统更接近生产变化实际情况,它不仅可以进行定值控制,还可以进行顺序控制、最优控制等0.3.3监督计算机控制系统70.3.4分散控制系统分散控制系统(简称DCS)的基本思想是:利用分散控制、集中操作、分而自制、综合协调的原则,将测控系统分为分散过程控制级、集中操作监控级和综合信息管理级等三级,构成一分级形式的分布式控制系统综合信息管理级管理网间到其它局域网微机LAN集中操作监控级工程师操作员监控操作站棠作站计算机链接分散控制系统分散过程控制级现场智能其他原理框图匚作站控制器调节器装置0.3.4分散控制系统80.3.5现场总线控制系统现场总线控制系统(简称RCs)其结构模式为“工卞作站—现场总线智能仪表”二层结构,成本低、可靠性高,可实现真正的开放式互连系统结构。操作站LANH2现场总线服务器现场设备124H1现场总线网桥HIHI现场设备H1现场总线FCS控制层原理图现场设备0.3.5现场总线控制系统91现场总线的概倒如,智能化变送器除了具有常规意义上的信号测量和变送功能以外,往往它还具有自诊包含cPU断、报警,在线标定甚亚PD运c具有前/爷功能传统控能直接字通信器对一连接80年代开始智能现场设备普遍应用观埽总披求的初想油:设想全部或大部分现场设备都智能现场设备与主机系具有直接进行通信的能力,并统间待传输的信息量急具有第一的通信协议,只需剧增加。根通信电缆就可将分散的现场设备连接起来,完成对现场设3C技术的发展备的监控。微机化仪器仪表的成熟和应用1现场总线的概10现场总线-现场总线控制系统概述课件11现场总线-现场总线控制系统概述课件12现场总线-现场总线控制系统概述课件13现场总线-现场总线控制系统概述课件14现场总线-现场总线控制系统概述课件15现场总线-现场总线控制系统概述课件16现场总线-现场总线控制系统概述课件17现场总线-现场总线控制系统概述课件18现场总线-现场总线控制系统概述课件19现场总线-现场总线控制系统概述课件20现场总线-现场总线控制系统概述课件21现场总线-现场总线控制系统概述课件22现场总线-现场总线控制系统概述课件23现场总线-现场总线控制系统概述课件24现场总线-现场总线控制系统概述课件25现场总线-现场总线控制系统概述课件26现场总线-现场总线控制系统概述课件27现场总线-现场总线控制系统概述课件28现场总线-现场总线控制系统概述课件29现场总线-现场总线控制系统概述课件30现场总线-现场总线控制系统概述课件31现场总线-现场总线控制系统概述课件32现场总线-现场总线控制系统概述课件33现场总线-现场总线控制系统概述课件34现场总线-现场总线控制系统概述课件35现场总线-现场总线控制系统概述课件36现场总线-现场总线控制系统概述课件37现场总线-现场总线控制系统概述课件38现场总线-现场总线控制系统概述课件39现场总线-现场总线控制系统概述课件40现场总线-现场总线控制系统概述课件41现场总线-现场总线控制系统概述课件42现场总线-现场总线控制系统概述课件43现场总线-现场总线控制系统概述课件44现场总线-现场总线控制系统概述课件45现场总线-现场总线控制系统概述课件46现场总线-现场总线控制系统概述课件47现场总线-现场总线控制系统概述课件48现场总线-现场总线控制系统概述课件49现场总线-现场总线控制系统概述课件50现场总线-现场总线控制系统概述课件51现场总线-现场总线控制系统概述课件52现场总线-现场总线控制系统概述课件53现场总线-现场总线控制系统概述课件54现场总线-现场总线控制系统概述课件55现场总线-现场总线控制系统概述课件56现场总线-现场总线控制系统概述课件57现场总线-现场总线控制系统概述课件58现场总线-现场总线控制系统概述课件59现场总线控制系统概述现场总线控制系统概述600绪论0.1微机测控技术主要研究对象微机测控技术主要研究如何将检测与传感技术、计算机技术和自动控制理论应用于工业生产过程并设计出所需要的微机测控系统。0.2微机测控系统的组成与特点0.2.1微机测控系统的一般概念微机测控系统就是利用微型计算机来实现生产过程的自动测试与控制的系统。计算机生产过程控制器执行机构被控对象微机测控系统典型结测量变送0绪论61微机测控系统的工作原理可归纳为以下3步:①实时数据采集:通过测量变送装置完成被控量的瞬时值的检测和输入。②实时控制决策:对采集的数据进行分析和处理,按预定的控制策略决定采取何种控制行为。③实时控制输出:根据控制决策,向执行机构发出实时控制信号,完成系统控制任务。实时的含义是指信号的输入、计算、输出都要在一定的时间间隔内完成。(软实时RT0S、硬实时RT0s)在线是指:在微机测控系统中,生产过程与计算机直接连接并受计算机的控制,有时也称为联机方式。0.2.2微机测控系统的组成微机测控系统主要由被控对象、过程输入输出通道及计算机系统三部分组成。微机测控系统的工作原理可归纳为以下3步:62过程输入输出通道也叫生产过程通道,包括模拟量输入输出通道、数字量输入输出通道、测量变送、执行十机构、电气开关等装置0.2.3微机测控系统的软件组成模拟量输入通道系统软件(RTOS)模拟量输出通执行机构应用软件(组态、先控)「人被控对数字量输入通道电气开关0.2.4微机测控系统的[一线数字输出递一气听关特点计算机系统生产过程灵活性(规模、复杂度)微机测控系统组成结构框图适应性(嵌入式)过程输入输出通道也叫生产过程通道,包括模拟量630.3微机测控系统的典型形式0.3.1操作指导控制系统这种形式的系统属于开环系统,计算机按照一定的时间间隔对生产现场的参数进行采样、处理、显示、打印或报警,操作人员根据这些结果进行设定值的修改或必要的操作。模拟量输入通道生过计算机数字量输入通道显示器调节打印机操作指导控制系统原理图0.3微机测控系统的典型形式640.3.2直接数字控制系统直接数字控制(简称DDC)系统的基本思想是利用微型计算机对多个被控参数进行巡回检测,并与给定值比较,然后按照预定的控制规律进行计算,最后发出控制信息完成对生产过程的控制,使被控参数稳定在给定值上。直接数字控制系统是计算机在工业生产过程控制中最普遍的一种应用方式。它要求实时性好、可靠性高、适应性强。报警模拟量输入通道操作台计算机数字量输出通道被控对象模拟量输出通道数字量输出通道打印机直接数字控制系统原理框图0.3.2直接数字控制系统650.3.3监督计算机控制系统监督计算机控制(简称SC)系统的基本思想是:微型计算机根据原始工艺信息和其它参数,按照描述生产过程的数学模型,自动改变模拟调节器或DC微型计算机的给定值,从而使生产过程始终处于最优工况。S|给定模拟DDC工艺数据一生/数据/S/紛计算机打印Cc计算机Cc产过程显打印计算机生产过程监督计算机控制系统原理框图a)SCC+模拟调节器系统b)SCC+DCC系统它有两种不同的结构形式:一种是SCC+模拟控制器,另一种是SCC+DDC控制系统。它是操作指导控制系统和DDC系统的综合和发展,SCC系统较DDC系统更接近生产变化实际情况,它不仅可以进行定值控制,还可以进行顺序控制、最优控制等0.3.3监督计算机控制系统660.3.4分散控制系统分散控制系统(简称DCS)的基本思想是:利用分散控制、集中操作、分而自制、综合协调的原则,将测控系统分为分散过程控制级、集中操作监控级和综合信息管理级等三级,构成一分级形式的分布式控制系统综合信息管理级管理网间到其它局域网微机LAN集中操作监控级工程师操作员监控操作站棠作站计算机链接分散控制系统分散过程控制级现场智能其他原理框图匚作站控制器调节器装置0.3.4分散控制系统670.3.5现场总线控制系统现场总线控制系统(简称RCs)其结构模式为“工卞作站—现场总线智能仪表”二层结构,成本低、可靠性高,可实现真正的开放式互连系统结构。操作站LANH2现场总线服务器现场设备124H1现场总线网桥HIHI现场设备H1现场总线FCS控制层原理图现场设备0.3.5现场总线控制系统681现场总线的概倒如,智能化变送器除了具有常规意义上的信号测量和变送功能以外,往往它还具有自诊包含cPU断、报警,在线标定甚亚PD运c具有前/爷功能传统控能直接字通信器对一连接80年代开始智能现场设备普遍应用观埽总披求的初想油:设想全部或大部分现场设备都智能现场设备与主机系具有直接进行通信的能力,并统间待传输的信息量急具有第一的通信协议,只需剧增加。根通信电缆就可将分散的现场设备连接起来,完成对现场设3C技术的发展备的监控。微机化仪器仪表的成熟和应用1现场总线的概69现场总线-现场总线控制系统概述课件70现场总线-现场总线控制系统概述课件71现场总线-现场总线控制系统概述课件72现场总线-现场总线控制系统概述课件73现场总线-现场总线控制系统概述课件74现场总线-现场总线控制系统概述课件75现场总线-现场总线控制系统概述课件76现场总线-现场总线控制系统概述课件77现场总线-现场总线控制系统概述课件78现场总线-现场总线控制系统概述课件79现场总线-现场总线控制系统概述课件80现场总线-现场总线控制系统概述课件81现场总线-现场总线控制系统概述课件82现场总线-现场总线控制系统概述课件83现场总线-现场总线控制系统概述课件84现场总线-现场总线控制系统概述课件85现场总线-现场总线控制系统概述课件86现场总线-现场总线控制系统概述课件87现场总线-现场总线控制系统概述课件88现场