常用的工业控制计算机总线
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PLC›DCS、FCS三大工业控制系统的区别随着工业技术的快速发展,相继出现了集散控制系统和现场总线控制系统,一些行业当中有的人认为FCS是由PLC发展而来的;另一些行业的人认为FCS又是由DCS发展而来的。
FCS与PLC及DCS之间既有密不可分的关联,又存在着本质的区别。
在工业过程控制中的三大控制系统,分别是PLC、DCS、FCSoPLC控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为工业环境下的应用而设计。
它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字式或模拟式输入或输出,控制各种类型的机械或生产过程。
DCS集散控制系统,又叫计算机分布式控制系统,它是20世纪70年代中期迅速发展起来的,它把控制技术、计算机技术、图像显示技术以及通信技术结合起来,也称作4C技术,实现了对生产过程的监视、控制和管理。
它既打破了常规控制仪表功能的局限性,又较好的解决了早期计算机系统对于信息、管理和控制作用过于集中带来的危险性。
FCS现场总线控制系统的核心是总线协议,基础是数字智能现场设备,本质是信息处理现场化。
1、大型PLC构成的过程控制系统的基本特点⑴从上到下的结构,PLC既可以作为独立的DCS,也可以作为DCS的子系统。
(2)PID放在控制站中,可实现连续PID控制等各种功能。
⑶可用一台PC为主站,多台同类型PLC为从站;也可用一台PLC为主站,多台同类型PLC为从站,构成PLC网络。
⑷主要用于工控中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。
2、DCS控制系统的基本特点⑴从上到下的树状系统,其中通信是关键。
(2)PID在控制器中,连接计算机与现场仪器仪表。
⑶是树状拓扑和并行连续的链路结构,有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。
⑷信号系统包括开关量信号和模拟信号。
(5)DCS一般是由现场仪表层、控制装置单元层、工厂(车间)层、和企业管理层构成。
传统DCS-现场级设备与控制器之间连接采用一对一I/O连线方式3、FCS控制系统的基本特点(I)FCS是3C技术的融合。
工控机编辑工控机(Industrial Personal Computer,IPC)即工业控制计算机,是一种采用总线结构,对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。
工控机具有重要的计算机属性和特征,如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口,并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。
工控行业的产品和技术非常特殊,属于中间产品,是为其他各行业提供可靠、嵌入式、智能化的工业计算机。
目录1概述2主要分类3软件系统4主要结构5适用领域6主要特点7日常维护8发展前景9国内市场1概述工控机全称工业控制计算机,是专门为工业控制设计的计算机,用于对生产工控机过程中使用的机器设备、生产流程、数据参数等进行监测与控制。
工控机经常会在环境比较恶劣的环境下运行,对数据的安全性要求也更高,所以工控机通常会进行加固、防尘、防潮、防腐蚀、防辐射等特殊设计。
工控机对于扩展性的要求也非常高,接口的设计需要满足特定的外部设备,因此大多数情况下工控机需要单独定制才能满足需求。
2主要分类目前工控机的主要类别有:IPC(PC总线工业电脑)、PLC(可编程控制系统)、DCS (分散型控制系统)、FCS(现场总线系统)及CNC(数控系统)五种。
1、IPC即基于PC总线的工业电脑。
据2000年IPC统计目前PC机工控机(图1)已占到通用计算机的95%以上,因其价格低、质量高、产量大、软/硬件资源丰富,已被广大的技术人员所熟悉和认可,这正是工业电脑热的基础。
其主要的组成部分为工业机箱、无源底板及可插入其上的各种板卡组成,如CPU卡、I/O卡等。
并采取全钢机壳、机卡压条过滤网,双正压风扇等设计及EMC(electromagneticcompatibility)技术以解决工业现场的电磁干扰、震动、灰尘、高/低温等问题。
IPC有以下特点:可靠性:工业PC具有在粉尘、烟雾、高/低温、潮湿、震动、腐蚀和快速诊断和可维护性,其MTTR(MeanTimetoRepair)一般为5min,MTTF10万小时以上,而普通PC的MTTF仅为10000~15000小时。
鼹塑.蛆,工业控制计算机的构成与分类韩冬(龙煤控股公司七台河分公司热电厂,黑龙江七台河154600)脯耍】本文分析了工业控制计算机的硬件组成和软件组成。
对工业控制计算机进行分类。
分析了总线型工控机、嵌入式工撞机、可编程序控制嚣往'L C)、单元武控静j器和智能测控仪表。
鹾罐词】工业控削;计算;硬件;软件;分类工业控制计算机主要用于工业过程的数据采集、监测与控制等。
工业控制计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心。
现在进入了第三代紧凑型PC I总线(C om pact P CI)工控机时期。
它通常采用开放式总线结构,将各种过陧通道做成相应的模板或模块,以便与工业现场的各种变送器及执行机构直接连接,配以功能齐全的控制软件,即可构成一套完整的工业控制计算机系统。
工业控制计算机有力地推动工业过程自动化、制造业信息化、仪器仪表虚拟化、公共交通系统的智能化、下—代网络技术基础设备的标准化等发展。
1工业控制计算机的组成结构由于工业控制计算机是在工业环境中使用的计算机系统,需要与控制对象直接接口,因此在计算机系统结构设计方法及使用方面均需考虑现场可能存在的高温、潮湿、粉尘等恶劣环境条件及强电磁干扰。
工业控制计算机包括硬件和软件两部分。
硬件包括主机(C P U、R A M、R O M)板、内部总线和外部总线、人机接口、系统支持板、磁盘系统、通信接口、输入输出通道。
软件包括系统软件、支持软件和应用软件。
工业控制计算机的硬件组成:1)主机板。
由中央处理器(CP U)、内存(RA M、R O M)等部件组成的主机板是工业控制计算机的核心。
在控制系统中,主机主要进行必要的数值计算、逻辑判断、数据处理等工作。
2)系统总线。
系统总线分为内部总线和外部总线。
内部总线是工业控制懒内部各组成部分进行信息传送的公共通道,它是一组信号线的集合。
常用的内部总线有I B M PC总线、M U LTI B U S总线和S TD总线。
⼯业控制⽹络复习重点⼯业控制⽹络题型:填空(15*1’)选择(10)分析(2)简答(5)操作(10’)第⼀章1.现场总线定义:国际电⼯委员会制定的国际标准IEC61158对现场总线(fieldbus)的定义:安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的⾃动控制装置之间的数字式、串⾏、多点通信的数据总线称为现场总线。
现场总线——控制⽹络现场总线——⼯业电话线现场总线——底层控制⽹络2.输⼊输出设备总线上的数据输⼊设备:包括按钮、传感器、接触器、变送器、阀门等,传输其位置状态、参数值等数据;总线上的输出数据⽤于:驱动信号灯、接触器、开关、阀门等。
3.现场总线特点适应⼯业应⽤环境。
要求实时性强,可靠性⾼,安全性好。
多为短帧传送。
(短帧传输体现实时性)通信的传输速率相对较低。
4.⼏种现场总线Foundation Fieldbus,FFLonWorksProfibusControlNetDeviceNetCANHart5.现场总线系统组成与组织结构硬件:◆总线电缆,⼜称为通信线、通信介质(媒体/媒介/介体)。
◆连接在通信线上的设备称为总线设备,亦称为总线装置、节点(主节点、从节点)、站点(主站、从站)。
软件包括:系统平台软件:为系统构建、运⾏以及为系统应⽤软件编程⽽提供环境、条件或⼯具的基础软件。
包括组态⼯具软件、组态通信软件、监控组态软件和设备编程软件。
系统应⽤软件:为实现系统以及设备的各种功能⽽编写的软件,包括系统⽤户程序软件、设备接⼝通信软件和设备功能软件。
6.在现场总线控制系统中,总线设备主要分为6类变送器/传感器(输⼊设备);执⾏器(输出设备);控制器;监控/监视计算机;⽹桥/⽹关/中继器/集线器/交换机/路由器(⽹络互联设备);其他现场总线设备(HMI)。
7.现场总线技术特点:1、现场通信⽹络2、数字通信⽹络3、系统的开放性4、现场设备互连⽹络5、系统结构和功能⾼度分散性6、互操作性与互换性⽹络优点(5个):1、导线和连接附件⼤量减少2、仪表和输⼊/输出转换器(卡件)⼤量减少3、设计、安装和调试费⽤⼤⼤降低4、维护开销⼤幅度下降5、提⾼了系统的可靠性6、提⾼了系统的测量与控制精度7、系统具有优异的远程监控功能8、系统具有强⼤的(远程)故障诊断功能9、⽤户具有⾼度的系统集成主动权10、现场设备更换和系统扩展更为⽅便11、为企业信息系统的构建创造了重要条件12.概括现场总线是综合⾃动化的发展需要综合⾃动化要求对企业信息的优化利⽤。