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发布时间:2023-11-04 01:06:05 阅读: 来源:金属桶厂家

DCS集散控制系统产品开发之我见

1.集散控制系统DCS与现场总线控制系统FCS的比较1.1 FCS是在DCS的基础上发展起来的,FCS顺应了自动控制系统的发展潮流,它必将替代DCS。这已是业内人士的基本共识。然而,任何新事物的发生,发展都是在对旧事物的扬弃中进行的,FCS与DCS的关系必然也不例外。FCS代表潮流与发展方向,而DCS则代表传统与成熟,也是独具优势的事物。特别是现阶段,FCS尚没有统一的国际标准而呈群雄逐鹿之势,DCS则以其成熟的发展,完备的功能及广泛的应用而占居着一个尚不可完全替代的地位。本人认为:现场总线控制系统FCS应该与集散式控制系统DCS相互兼容。 无论是FCS或者是DCS,它们最终是为了满足整个生产过程而进行的系统控制(PCS)。 首先以工程成本与效益看,现场总线的根本优势是良好的互操作性;结构简单,从而布线费用低;控制功能分散,灵活可靠,以及现场信息丰皮革排球富。然而这些优势是建立在 FCS系统初装的前提下,倘诺企业建立有完善的DCS,现在要向FCS过渡,则必须仔细考虑现有投资对已有投资的回报率。充分利用已有的DCS设施,现有DCS的布线以及成熟的DCS控制管理方式来实现FCS是我们应选之途。 虽然现场总线对已有的数字现场协议有优势可言,但向其过渡的代价与风险是必须分析清楚的。再者,从技术的继承及控制手段上,也要求FCS与DCS应相兼容。FCS实现控制功能下移至现场层,使DCS的 多层络被扁平化,各个现场设备节点的独立功能得以加强,因此,在FCS中有必要增加和完善现场子层设备间的数据通讯功能。 由于历史的原因,DCS通常拥有大型控制柜用以协调各个设备,同时更强调层与层的数据传输。可见,两种控制在策略上各具优势。DCS适用于较慢的数据传输速率;FCS则更适用于较快的数据传输速率,以及更灵活的处理数据。然而,当数据量超过一定值过于偏大时,如果同层的设备过于独立,则很容易导致数据络的堵塞。要解决这个问题,拟设立一个适当的监控层用以协调相互通讯的设备,必然是有益的,DCS就能轻松地胜任这一工作。可见,为使FCS的控制方式和手段完插件机善化,是有必要借鉴DCS的一些控制思想的。 要把握新世纪工业过程控制的发展趋势,无论在学术研究或是工程应用方面都有必要使FCS综合与继承DCS的成熟控制策略;与此同时,DCS的发展也应追寻FCS控制策略的新思想,使其具有新的生命力。DCS应能动地将底层控制权交付给FCS系统,将较高层的系统协调管理功能发扬光大,完成对新时代,新形势的工业控制系统的智能设备集成。1.2现场总线传输特点 现场总线控制系统(FCS)是顺应智能现场仪表而发展起来的。它的初衷是用数字通讯代替4-20mA模拟传输技术,但随着现场总线技术与智能仪表管控一体化(仪表调校、控制组态、诊断、报警、记录)的发展,在控制领域内引起了一场前所未有的革命。控制专家们纷纷预言:FCS将成为21世纪控制系统的主流。 然而就在人们沸沸扬扬的对FCS进行概念炒作的时候,却没有注意到它的发展在某些方面的不协调,其主要表现在迄今为止现场总线的通讯标准尚未统一,这使得各厂商的仪表设备难以在不同的FCS中兼容。此外,FCS的传输速率也不尽人意,以基金会现场总线(FF)正在制定的国际标准为例,它采用了拜耳材料科技履行委员会成员兼可延续发展全球负责人ISO的参考模型中的3层(物理层、数据链路层和应用层)和极具特色的用户层,其低速总线H1的传输速度为31.25kbps中国忠旺董事路长青表示,忠旺重视产业合作及新能源汽车发展,已为此豫备了充裕的资源,其特点是可以实现高负荷、高频率、低消耗将适时作出必要的投入及产能建设,高速总线H2的传输速度为1Mbps或2.5Mbps,就针对西门子推出的PROFIBUS总线而言:其市场站有砧座的跨距是40.0o+0.2mm率相对较大,但由于受通讯线路长度的影响,在100M线路长度下最高通讯速率为12Mbps,这在有些场合下仍无法满足实时控制的要求。由于上述原因,使FCS在工业控制中的推广应用受到了一定的限制。当人们冷静下来对这些问题进行思考时,不禁想起了在商业络中广泛应用的以太。 以太具有传输速度高、低耗、易于安装和兼容性好等方面的优势,由于它支持几乎所有流行的络协议,所以在商业系统中被广泛采用。但是传统以太采用总线式拓朴结构和多路存取载波侦听碰撞检测(CSMA/CD)通讯方式,在实时性要求较高的场合下,重要数据的传输过程会产生传输延滞衬套,这被称为以太的“不确定性”。研究表明:商业以太在工业应用中的传输延滞在2隔离栅~30ms之间,这是影响以太长期无法进入过程控制领域的重要原因之一。因此对以太的研究具有工程实用价值,从而产生了一种新型以太椆ひ狄蕴?/P 1.3工业以太的研究现状 近年来控制与通讯工程师们致力于新型工业以太的研究工作,其中有代表性的是FF制定的快速以太标准,其传输速度为100Mbps。综观工业以太的研


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