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PLC、DCS、FCS三大控制系统的基本特点

目前,在连续型流程生产自动控制(PA)或习惯称之谓工业过程控制中,有三大控制系统,即PLC、DCS和FCS。它们各自的基本特点如下:

1 PLC

(1)从开关量控制发展到顺序控制、运送处理,是从下往上的。

(2)连续PID控制等多功能,PID在中断站中。

(3)可用一台PC机为主站,多台同型PLC为从站。

(4)也可一台PLC为主站,多台同型PLC为从站,构成PLC网络。这比用PC机作主站方便之处是:有用户编程时,不必知道通信协议,只要按说明书格式写就行。

(5)PLC网格既可作为独立DCS/TDCS,也可作为DCS/TDCS的子系统。

(6)大系统同DCS/TDCS,如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。

(7)PLC网络如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4、S5、S6、S7等,GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。

(8)主要用于工业过程中的顺序控制,新型PLC也兼有闭环控制功能。

(9)制造商:GOULD(美)、AB(美)、GE(美)、OMRON(日)、MITSUBISHI(日)、Siemens(德)等来源:http://1360.gomcfl.cn/

2 DCS或TDCS

(1)分散控制系统DCS与集散控制系统TDCS是集4C(Communication,Computer, Control、CRT)技术于一身的监控技术。

(2)从上到下的树状拓扑大系统,其中通信(Communication)是关键来源:http://1407.gomcfl.cn/

(3)PID在中断站中,中断站联接计算机与现场仪器仪表与控制装置。

(4)是树状拓扑和并行连续的链路结构,也有大量电缆从中继站并行到现场仪器仪表。

(5)模拟信号,A/D—D/A、带微处理器的混合。

(6)一台仪表一对线接到I/O,由控制站挂到局域网LAN。

(7)DCS是控制(工程师站)、操作(操作员站)、现场仪表(现场测控站)的3级结构。

(8)缺点是成本高,各公司产品不能互换,不能互操作,大DCS系统是各家不同的。 来源:http://1321.gomcfl.cn/

(9)用于大规模的连续过程控制,如石化等来源:http://1452.gomcfl.cn/

(10)制造商:Bailey(美)、Westinghous(美)、HITACH(日)、LEEDS & NORTHRMP(美)、SIEMENS(德)、Foxboro(美)、ABB (瑞士)、Hartmann & Braun(德)、Yokogawa(日)、Honewell(美国)、Taylor(美)等。

3 FCS

(1)基本任务是:本质(本征)安全、危险区域、易变过程、难于对付的非常环境。

(2)全数字化、智能、多功能取代模拟式单功能仪器、仪表、控制装置。

(3)用两根线联接分散的现场仪表、控制装置、PID与控制中心,取代每台仪器两根线。 来源:http://1323.gomcfl.cn/

(4)在总线上PID与仪器、仪表、控制装置都是平等的。 来源:http://810.gomcfl.cn/

(5)多变量、多节点、串行、数字通信系统取代单变量、单点、并行、模拟系统。

(6)是互联的、双向的、开放的取代单向的、封闭的。

(7)用分散的虚拟控制站取代集中的控制站。

(8)由现场电脑操纵,还可挂到上位机,接同一总线的上一级计算机。

(9)局域网,再可与internet相通。

(10)改变传统的信号标准、通信标准和系统标准入企业管理网。

(11)制造商:美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、欧 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。 来源:http://1498.gomcfl.cn/

(12)3类FCS的典型

1)连续的工艺过程自动控制如石油化工,其中“本安防爆”技术是绝对重要的,典型产品是FF、World FIP、Profibus—PA;

2)分立的工艺动作自动控制如汽车制造机器人、汽车,典型产品是Profibus—DP、CANbus;

3)多点控制如楼宇自动化,典型产品是LON Work、Profibus—FMS。

从上述基本要点的描述中,我们是否注意到一点,用于过程控制的三大系统,没有一个是针对电站而开发的,或者说,在他们开发的初期,都并非以电站做系统的首选控制对象。而在这些系统的使用说明中也绝不把电站做为首选适用范围,有的在适用范围中根本就不提电站。现在奇怪的是,这三大控制系统,尤其是DCS、PLC,都在电站得到了广泛应用,而且效果也非常好。来源:http://1434.gomcfl.cn/

如何用475对ff仪表通信的步骤

大多数的现场总线都有一个或几个大型跨国公司为背景并成立相应的国际组织,力图扩大自己的影响、得到更多的市场份额。比如PROFIBUS以Siemens公司为主要支持,并成立了PROFIBUS国际用户组织。WorldFIP以Alstom公司为主要后台,成立了WorldFIP国际用户组织来源:http://1485.gomcfl.cn/。 由于竞争激烈,而且还没有哪一种或几种总线能一统市场,很多重要企业都力图开发接口技术,使自己的总线能和其他总线相连,在国际标准中也出现了协调共存的局面来源:http://1466.gomcfl.cn/

工业自动化技术应用于各行各业,要求也千变万化,使用一种现场总线技术也很难满足所有行业的技术要求;现场总线不同于计算机网络,人们将会面对一个多种总线技术标准共存的现实世界。技术发展很大程度上受到市场规律、商业利益的制约;技术标准不仅是一个技术规范,也是一个商业利益的妥协产物。而现场总线的关键技术之一是彼此的互操作性,实现现场总线技术的统一是所有用户的愿望。

简介基金会现场总线FF(FieldbuseFoundation)以ISO/OSI开放系统互联模式为基础,取其物理层、数据链路层、应用层为FF通信模型的相应层次,并在应用层上增加了用户层。用户层主要针对自动化测控应用的需要,定义了信息存取的统一规则,采用设备描述语言规定了通用的功能块集。基金会现场总线的主要技术内容包括FF通信协议、用于完成开放互联模式中第2-7层通信协议的通信栈、用于描述设备特性、参数、属性及操作接口的DDL设备描述语言、设备描述字典、用于实现测量、控制、工程量转换等功能的功能块、实现系统组态、调度、管理等功能的系统软件技术以及构筑集成自动化系统、网络系统的系统集成技术。编辑本段背景基金会总线(FF,FoundationFieldbus)是在过程自动化领域得到广泛支持和具有专有良好发展前景的技术。其前身是以美国Fisher-Rosemount公司为首,联合Foxboro、横河、ABB、西门子等80家公司制订的ISP协议和以Honeywell公司为首,联合欧洲等地的150家公司制订的WorldFIP协议。屈于用户的压力,这两大集团于1994年9月合并,成立了现场总线基金会,致力于开发出国际上统一的现场总线协议。它以ISO/OSI开放系统层上增加了用户层。用户层主要针对自动化测控应用的需要,定义了信息存取的统一规则,采用设备描述语言规定了通用的功能块集来源:http://1281.gomcfl.cn/。由于这些公司是该领域现场自控设备发展方向的能力,因而由它们组成的基金会所颁布的现场总线规范具有一定的权威性。编辑本段两种通信速率基金会现场总线分低速H1和高速H2两种通信速率。H1的传输速率为31.25kbps,通信距离可达1900m(可加中继器延长),可支持总线供电防爆环境。H2的传输可为1Mbps和2.5Mbps两种,其通信距离分别为750m和500m。物理传输介质可支持双绞线、光缆和无线发射,协议符合IEC1158-2标准。其物理媒介的传输信号采用曼彻斯特编码。编辑本段主要技术内容基金会现场总线的主要技术内容,包括FF通信协议、用于完成开放互连模型中第2~7层通信协议的通信栈(CommunicationStack)?犛糜诿枋錾璞柑卣鳌⒉问?、属性及操作功能块;实现系统组态、调度、管理等功能的系统软件以及构筑集成自动化系统、网络系统的系统集成技术。1996年在芝加哥举行的ISA96展览会上,由现场总线基金组织实施,首次向世界展示了来自40多家厂商的70多种符合FF协议的产品并将这些分布在不同楼层展览大厅不同展台上的FF展品,用醒目的橙红色电缆,展现了基金会现场总线的基本概貌。来源:http://121.gomcfl.cn/

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