文档介绍：第八章网络集成式 分散控制系统
8-1 数据通信与工业网络
8-2 集散控制系统
8-3 现场总线控制系统
8-4 移动式砼厂拌设备FCS系统实例
8-1数据通信与工业网络 8-1-1概述
在信息时代,对计算机除了要求具备很好的数据计算和处理能力外,还要求具备良好的数据传输功能和数据存取,包括远程存取数据的能力。
在过程控制应用中,由单台工业控制计算机组成的系统,其功能毕竟是有限的;借助于通信技术,可将地理位置分散的多台控制机联结成网。
对工业控制网络的最基本要求是:
(1)可靠性
(2)实时性
8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议
有关局部网络的标准化规定:
收发控制方式有两种:CSMA/CD和令牌传递方式。
网络结构有两种:总线形和环形。
物理信道有单信道和多信道两种。
为了便于网络互联,国际标准化组织(ISO)提供了一个标准的协议结构——开放式系统互联(OSI)参考模式。它共分为七层协议,即从下至上划分成物理层、链路层、网络层、传输层、对话层、表示层、应用层。
8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议
物理层:主要是为通信各方提供物理信道。
数据链路层:分为介质访问控制层和逻辑链路控制层,前者主要解决物理信道的使用,后者保证信息正确有序地在有噪信道上传输。
网络层:在有限个物理信道上建立多条逻辑信道并完成路径选择。
传输层:为用户建立多条逻辑信道,允许多用户共享一条逻辑信道,并兼有端——端控制功能。
对话层:用户进程的建立或拆除,对连接传输进行管理。
8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议
表示层:信息格式的转换如文本压缩、加密等。
应用层:该层要实现的功能取决于用户和系统应用管理进程。
国际电工总委员会(IEC)把用于分散型控制系统的数据通信系统定名为过程数据公路(Process Data Highwav),简称为PROWAY。为分散型过程控制系统的计算机局部区域网制订的标准称为PROWAY C。
8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议
PROWAY主要规定了以下几点:
(l) 可靠性
(2) 实时性
(3) 流程控制
(4) 数据传输分类
过程数据公路PROWAY 的基本特点有:
①拓扑结构主要有总线结构和环形结构两种。
链路级传输规程多采用HDLC 。
目前的过程数据公路系统由通信控制器、数据通信接口和通信干线等部分组成。
8-1数据通信与工业网络 8-1-3工业控制网络结构与数据收发控制方式
在工业环境中采用的网络结构主要有环形网和总线网两种。
环形网具有如下特点:
①由于它是一种多点式访问型网络结构,既可实现点一点通信,也便于实现广播式数据通信,可以覆盖较远的地域。
②环形网由于数据在整个网上顺序传输,因此中间环节中任一节点或电缆的故障都会终止网络的工作。
③加人新的节点也较困难。
8-1数据通信与工业网络 8-1-4工业网络的性能评价和选型
工业网络的性能评价
业网络的选型
⑴大型系统的工业网络选型
大型系统常采用分散型控制的模式,系统主要分为二
级,并采用纵向层次结构,其网络选型可按以下考虑
①分散过程控制级;
②集中操作监控级;
③综合信息管理级;
⑵中小型系统的工业网络选型
8-2集散控制系统 8-2-1 DCS概述
DCS的体系结构
DCS的体系结构通常为三级。第一级为分散过程控制级;第二级为集中操作监控级;第三级为综合信息管理级。
⑴分散过程控制级
⑵集中操作监控级
⑶综合信息管理级
⑷通信网络系统
8-2集散控制系统 8-2-1 DCS概述
DCS的特点
⑴独立性
⑵协调性
⑶友好性
⑷适应性、灵活性和可扩充性
⑸实时性
⑹可靠性