工业控制网络技术基础绪论介绍.ppt

教材 赵新秋. 工业控制网络. 中国电力出版社，2009. 汪晋宽, 吴雨川. 工业网络技 . 北京电子大学出版社. 杨卫华. 工业控制网络技术. 机械出版社. 刘美. 集散控制系统及工业控制网络. 中国石化出版社 要求 1. 上课不能玩手机，若抓到没收； 2. 有事请假，不允许迟到、早退； 3. 旷课3次，不允许考试； 4. 平时成绩40%，考试成绩60% (是否开卷未定） 第1章 绪 论 1.1 工业数据通信与控制网络概述 1.2 网络集成式控制系统 1.3 控制网络在企业网络系统中的地位与作用 习题 工业控制网络实例1 控制系统总体设计实例2 基于现场总线陶瓷窑控制系统实例3 CAN总线节点控制器实例4 LonWorks技术应用系统（智能楼宇、连锁店）5 现场总线应用实例6 现场总线应用实例7 基于现场总线网络控制系统结构模型 1.1 工业数据通信与控制网络概述 1.1.1 控制网络与现场总线 控制网络：将多个分散在生产现场，具有数字通信能力的测量控制仪表作为网络节点，采用公开、规范的通信协议，以现场总线作为通信连接的纽带，将现场控制设备连接成可相互传递信息，共同完成自控任务的网络系统与控制系统。 现场总线：是一种应用于生产现场，在现场设备之间、现场设备与控制装置之间实现双向、串行、多节点数字通信的技术。它由IEC的国际标准化小组SC65C/WG6定义。 a、现场总线控制系统（FCS，Fieldbus Control System）被誉为新一代控制系统。它采用了基于公开化、标准化的开放式解决方案，实现了真正的全分布式结构，将控制功能下放到现场，使控制系统更加趋向于分布化、扁平化、网络化、集成化和智能化。下图是两种控制模式的比较。  现场总线控制系统有两个新特征： 1、现场总线控制系统是将传统控制系统中的控制器、I/O卡及模拟信号和传输线四部分用统一标准的现场总线来替代，减少了层次传递，使控制系统的结构更趋于扁平化. 2、现场总线控制系统用智能现场仪表替代传统控制系统中的模拟现场仪表，其智能体现在：变送器不仅仅具有信号变换、补偿、累加功能，而且具有诸如PID等运算控制功能；执行器不仅具有驱动和调节功能，而且有特性补偿、自校验和自诊断功能。 b、现场总线的体系结构 c、现场总线控制系统的技术特点  1、系统的开放性。开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可互联为系统并实现信息交换。 2、互可操作性与互用性。 互可操作性，是指实现互联设备间、系统间的信息传送与沟通；互用则意味着对不同生产厂家的性能类似的设备可进行更换而实现相互替换。 3、现场设备的智能化与功能自治性。 将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。 4、系统结构的高度分散性。 现场总线已构成一种新的全分散性控制系统的体系结构，从根本上改变了传统控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性和对现场环境的适应性。 d、现场总线控制系统的优越性 1．现场总线使的智能变送器中的微处理器能够直接与数字控制系统通信，而不需要I/O转换，节约了费用； 2．现场总线可以取代每个传感器到控制器的单独布线，大大减少了连线费用； 3．现场总线可以将一些先进功能，如线性化、工程量转换以及报警处理等赋予现场仪表，提高了现场仪表的精度和可靠性； 4．现场总线可提供控制装置与传感器、执行器之间的双向通信，方便了操作员与被控设备之间的交互； 5．现场总线使得专门根据现场总线开发的现场仪表的使用成为可能，并将最终取代单变量模拟仪表，减少了仪表的购置、安装与保修费用； 6．现场总线的开放性将使用户有可能对各仪表厂商的产品任意进行选择，并组成系统，而不必考虑接口是否匹配的问题。 e、现场总线按照应用行业分类 1、过程控制（连续生产过程）用现场总线：FF的HI、Profibus-PA等 2、离散控制用现场总线：Profibus-DP、Device-NET等 3、楼宇自动化用现场总线：Lonworks等 4、车辆制造业用现场总线：CAN等 5、飞机制造业用现场总线：SwiftNet等 6、农业及养殖业用现场总线：P-Net等 f、现场总线的本质 1、现场通信网络 用于过程以及制造自动化的现场设备或现场仪表互连的通信网络。 2、现场设备互连 传感器、变送器和执行器等，这些设备通过一对传输线互连。 3、互操作性 现场设备或现场仪表种类繁多，互相连接不同制造商的产品是不可避免的。性能价格比最优的产品，并将其集成在一起，实现 “即接即用”;用户希望对不同品牌的现场设备统一组态