DCS与现场总线综述.pdf

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1、《电气自动化12013年第35卷第1期综述SurveyDCS与现场总线综述张桢，牛玉刚(华东理工大学信息科学与工程学院，上海200237)摘要：现场总线技术对工业领域的意义是非常巨大的。首先，集散控制系统的概述、发展历史和组成结构在文中一一简述，接着从形成背景、概念、特点、优势和组成出发，对现场总线技术在工业控制中的应用现状及最新进展进行了综述，并且介绍了几种国际上流行的现场总线如CAN总线、LonWorks总线、基金会现场总线、HART总线、Profibus总线和它们的通信协议、应用领域和实时性，以及他们应对技术变革和系统故障采取的对

2、策。关键词：DCS；现场总线；协议；通信网络；现场设备DOI：10．3969／j-issn．1000-3886．2013．01．002[中图分类号]TP336[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)叭一0004—03BriefIntroductiontoDCSandtheFieldbusTechnologyZHANGZhen，NIUYu．gang(EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：Thefieldbustech

3、nologyisverysignificanttotheindustry．Firstthedefinition、developmentandcompositionofDistributedControlSystemisbrieflyintroducedinthepaper．Thenlthepresentapplicationsituationandlatestdevelopmentsofthefieldbustechnologyarediscussedfromtheaspectoftheformationbackground、conce

4、ption、feature、advantagesandcomposition．SometypesofpopularnationalFieldbusessuchasCAN，LonWorks，FF，HART，Profibusandthecommunicationprotocol，appliedfield，real—timearidthesolutionofdealingwiththechangesintechnologyandsystemfailurearealsointroduced．Keywor~：DCS；Fieldbus；protoc

5、ol；communicationnetwork；fielddevice0引言分散的仪表控制系统和集中式计算机控制系统的特点。随着科技的进步、生产力的发展和信息时代的来临，社会对1．1集散控制系统的发展工业生产的需求变得日益迫切。集散控制系统以其可靠、灵活、集散控制系统可分为三个阶段：低成本、可适应性强等特点成为了工业控制领域占有主导地位的(1)采用了以微处理器为基础的过程控制单元，具有各种系统，已被广泛应用于化工、电力、石油、造纸等行业。集散控制控制功能要求的算法，同时采用了带CRT显示器的操作站和冗系统的发展经历了三个阶段，它是控制技

6、术发展的一个里程碑。余通信系统，实现分散控制和集中管理，具有集散控制系统的基现场总线自诞生以来一直受到国内外业界人士和企业的关注和本结构。重视，它为自动控制领域的变革带来了又一次飞跃。现场总线所(2)采用高分辨率的CRT显示器、16位微处理器，使得系统性能增强，向模块化、标准化靠拢工厂级数据向过程级分散；实现遵循的国际统一协议标准使得它在集散控制系统的基础之上发挥了强大的功能。无主站N；N通信，加强了系统通信功能，更有利于控制站、操作本文将简要概述集散控制系统和现场总线技术在工业控制站、可编程逻辑控制器和计算机互连，便于多机资源共享和分

7、散中的应用现状及最新进展，并介绍几种国际上流行的现场总线。控制。(3)采用开放系统网络，操作站采用32位处理器、触摸式屏1集散控制系统概述幕和实时多用户多任务的操作系统，为各种应用系统的标准平台在集散控制系统之前的直接数字控制器(DirectDigitalCon—提供软件的可移植性和系统的互操作性，使得第三方应用软件可troller，DDC)实现了从模拟量的逐个控制到数字化的集中控制，方便应用，用户的应用空间更加广阔⋯。为各种先进控制策略的实施提供了可能，但是这种高度集中的控1．2集散控制系统的结构制方式不可避免地伴随着巨大的危险，因此

8、在工业生产过程的控图1为集散控制系统结构图。集散控制系统结构自下而上制规模不断扩大，复杂程度不断增加，信息技术飞速发展的背景通常分为：控制级、监控级和管理级，每级之间分别由控制网络下产生了集散控制系统(Di