計算機控制系統(2)-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 (Honeywell公司 )、 PROVOX(Fisher)、 MCS(貝利公司 )、YEWPACKMARKII(日本橫河公司 )等 擴展期 ： 該時期的 DCS系統增加了第三層 —— 綜合信息管理層，把過程控制、監督控制、管理調度有機結合在一起，采用專家系統、 MAP標準（一種 ISO開放互連 OSI結構基礎上的加工自動化協議 ） 以及引入計算機集成制造系統 CIMS等，擴展期 DCS的特點是 綜合化、開放化 和 現場級的智能化。這一時期 DCS的基本組成與第二代相比變化不大，但它的 LAN采用 MAP協議或與 MAP兼容的協議，各個節點工作站軟、硬件功能均有所加強，現場級智能儀表也有發展。 CRT操作站 ： 是 DCS的人 機接口，由 CRT、 微機、鍵盤、打印機、存儲器、通信控制器等組成。 (2) DCS的硬件、軟件組態 DCS的硬件組態 ： 依據： 系統規模及控制要求。 ③ 通信階段： 20世紀 70年代末期到 20 世紀 80年代中期。 (3)PLC的分類 按結構形式可將 PLC分為兩大類 ： 一體化結構、模塊化結構 一類（一體化結構）： CPU、 電源、 I/O接口、通信接口等都集成在一個機殼內的一體化結構，如下圖所示，小型及超小型的 PLC系統用此結構 電源 其他外設 通信接口 C P U I / O 接口 電池 R O M R A M 上位機 測量儀表 AI DI AO DO 執行器 ┇ ┇ ┇ ┇ 106 一體化 PLC結構示意圖 另一類（模塊化結構）： 各種模塊在結構上是相互獨立的，在實際使用的過程中可根據具體的應用要求選擇合適的模塊，安裝在固定的機架或導軌上，構成一個完整的 PLC應用系統， 如下圖所示。實現控制功能和管理功能的結合，以不同廠家的產品構成開放型的控制系統是自動化系統主要的發展理念之一。 一個 PLC所允許配置的機架數量以及每個機架所允許安裝的模塊數量一般是有限制的，主要取決于 PLC的地址配置和尋址能力以及機架的結構和負載能力。 (3)智能模塊 該模塊通常是一個較獨立的計算機系統，自身具有 CPU、 數據存儲器、應用程序、 I/O接口、系統總線接口等，可以獨立地完成某些具體工作。 專用編程器 一般由 PLC生產廠家提供， 只能適用于特定 PLC的軟件編程裝置。 PLC是一種工業控制裝置，它的程序設計多采用面向現場、面向問題、簡單而直觀的自然語言，它能直接表達被控對象的動作及輸入輸出關系，通常是與電器控制線路或工藝流程圖相似的語言表達形式。 ( ) 起始母線 結束母線母線 00200 00004 00003 00001 00002 串聯 并聯 (b) PLC梯形圖 LD 00001 OR 00002 LD NOT 00003 AND 00004 AND LD OUT 00200 語句表 PLC的程序結構 ?線性化編程 將用戶指令逐條編寫在一個連續的指令塊中，適用于比較簡單的任務。 追求完善的 T、 Q、 C、 S是一個永無止境的過程，它能不斷的促進技術進步與管理改革。這種屬于 模擬混合儀表 ，其系統或設備間只能按模擬信號方式一對一地布線，難以實現智能儀表之間的信息交換，智能儀表能處理多個信息和復雜計算的優越性難以充分發揮，應用需求呼喚著具備通信功能的、傳輸信號全數字化的儀表與系統的出現。 傳統模擬控制系統采用一對一的設備連線，按控制回路分別進行連接。因此，借助現場總線可以構筑自動化領域的開放互連系統。但是現場總線既然是開放的，就應該有一個統一的國際標準，只有大家都遵守相同的標準，現場總線才能真正發揮其優越性，并得到健康的發展。該現場總線的網絡協議是按國際標準化組織 (ISO)的開放互連系統 (OSI)參考模型建立的，它由物理層、數據鏈路層、應用層及用戶層組成，用戶層是考慮到現場儀表的控制功能和具體應用而增加的。 Profibus系列由三個兼容部分組成： ProfibusDP、 ProfibusFMS、 ProfibusPA。該總線通信協議包括ISO/OSI互連參考模型的第 4和 7層，并利用信道結構定義用戶層。 ?Type 6現場總線 Type 6即 Swift現場總線，由美國 SHIP STAR協會主持制定，得到美國波音公司的支持，主要用于航空和航天等領域。 Type 7現場總線構成的系統能滿足用戶的各種需要，適合于各種類型的應用結構：集中型、分散型和主站 /從站性。 Interbus總線還對單主機的遠程 I/O具有良好的診斷能力。 幾種有影響的現場總線 ? 基金會現場總線 FF（ Foundation Fiedbus） 基金會現場總線是國際上幾家現場總線經過激烈競爭后形成的的一種現場總線 ,由現場總線基金會推出。 ?過程現場總線 Profibus Profibus由 Siemens公司提出并極力倡導 ,已先后成為德國國家標準 DIN1924 歐洲標準 EN50170和國際標準之一 ,是一種開放而獨立的總線標準 ,在機械制造 、 工業過程控制 、 智能建筑中充當通信網絡 。 ? LonWorks LonWorks是 Echelon公司開發的數字通信協議 。 該協議使用 Bell202 FSK(Frequency Shift Keying)標準傳遞信號 ，即邏輯 1由頻率 1200Hz的信號代表 ， 邏輯 0用頻率 2200Hz的信號代表 。 綜合自動化系統的特點 ①系統采用遞階系統結構形式 ②系統包括控制和管理兩個方面 ③其他任務 物流儲運、財務、工資 ④系統的信息集成 借助于合適的網絡系統 ⑤系統的功能集成 信息貫通是前提，可靠運行是基礎，整體優化是目標，目的利用簡單的方法解決實際問題。 ② 整個生產過程實質上是一個數據采集 、 傳遞和加工的過程 ， 最后形成的產品可看作是數據的物質表現 。 當用 LonWorks組成一個客戶 /服務器網絡管理體系結構時 ， 它有極大的潛力 。 ProfibusFMS適用于一般自動化的中速數據傳輸 ,主要用于傳感器 、 執行器 、 電氣傳動 、PLC、 紡織和樓宇自動化等 。 FF總線提供了 Hl和 H2兩種物理層標準。 PNO組織于2021年 8月發表了 Profi規范。該總線廣泛應用于機械加工和制造業。 ?Type 7現場總線 Type 7即 World FIP現場總線，由 World FIP協會制定，現已成為歐洲標準 EN50170的第 3部分。 HSE完全支持 Type 1現場總線的各項功能，諸如功能快和設備描述語言等，并允許基于以太網的裝置通過一種鏈接設備與 H1相連接。 具有本質安全防爆性能，并可通過總線向儀表供電。該總線是一種用于對信息傳遞有時間苛刻要求的高速確定性網絡，同時它允許傳送無時間苛求的報文數據。 IEC 61158并非是單一的現場總線標準，而是包括了從 Type 1至 Type 8共 8種總線標準，這是因為它要兼顧眾多廠商的投資利益和考慮現場總線的實際使用情況。 ?系統結構的高度分散性 現場總線已構成一種新的全分散性控制系統的體系結構。其在技術上具有如下特點： ?系統的開放性 開放是指總線標準、通信協議的一致性、公開性，強調對標準的共識與遵從。把不同廠商提供的自動化設備互連為系統。但處于企業生產過程底層的測控自動化系統，要與外界交換信息，要實現整個生產過程的信息集成，要實施綜合自動化，就必須設計出一種能在工業現場環境運行的、性能可靠、造價低廉的通信系統，以實現現場自動化智能設備之間的 多點數字通信 ，形成工廠底層網絡系統，實現底層現場設備之間以及生產現場與外界的信息交換。 現場總線 是 20世紀 80年代中期在國際上開始出現 ，90年代初發展形成的 。 S B 3 S B 2 S B 1 C S B 4 電源線 ( ) 起始母線 結束母線母線 00200 00004 00003 00001 00002 串聯 并聯 (a)電器控制梯形圖