隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的工業(yè)控制方式也經(jīng)歷著不斷的變革,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。到后來(lái)的計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)(ccs),集散控制系統(tǒng)(dcs)到目前的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(fcs)??梢钥吹?,工業(yè)控制方式由單機(jī)控制,轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)集中控制,進(jìn)而發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)分散控制。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將各類(lèi)控制器和生產(chǎn)設(shè)備有效地聯(lián)系起來(lái),形成了控制和生產(chǎn)管理的系統(tǒng)集成。這樣在提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),可大大減少勞動(dòng)力,降低生產(chǎn)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的工業(yè)控制方式也經(jīng)歷著不斷的變革,工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越普遍。到后來(lái)的計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)(ccs),集散控制系統(tǒng)(dcs)到目前的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(fcs)??梢钥吹剑I(yè)控制方式由單機(jī)控制,轉(zhuǎn)為網(wǎng)絡(luò)集中控制,進(jìn)而發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)分散控制。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將各類(lèi)控制器和生產(chǎn)設(shè)備有效地聯(lián)系起來(lái),形成了控制和生產(chǎn)管理的系統(tǒng)集成。這樣在提高生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí),可大大減少勞動(dòng)力,降低生產(chǎn)過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。
(1)高可靠性
(2)開(kāi)放性
(3)靈活性
(4)易于維護(hù)
(5)協(xié)調(diào)性
(6)功能齊全
基本DCS系統(tǒng)
工廠級(jí)DCS系統(tǒng)
企業(yè)級(jí)DCS系統(tǒng)
現(xiàn)有的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)形式主要有兩大類(lèi),即集散控制系統(tǒng)(dcs)和現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(fcs)。
(1) 集散控制系統(tǒng)集通訊、計(jì)算機(jī)、控制和監(jiān)視于一身用于大規(guī)模的連續(xù)控制系統(tǒng)中,如鋼鐵、化工、電力等?;咎攸c(diǎn):
● 由一到三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(控制網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)和決策管理層);
● 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制和管理;
● 從控制站到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間有大量的信號(hào)電纜,設(shè)備信號(hào)到i/o通道是一對(duì)一的物理連接。
(2) 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的基本特點(diǎn)
現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是在集散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,具有dcs的所有功能,但現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備信號(hào)為數(shù)字信號(hào),基本特點(diǎn):
● 由二到四層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)(現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)、控制網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)和決策管理層);
● 全數(shù)字化控制和管理;
● 控制站與各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信號(hào)連接采用總線,設(shè)備信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線送往控制站。
(3)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的比較
從上述兩種工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)可以看出,dcs和fcs既有聯(lián)系又有區(qū)別。dcs系統(tǒng)按控制規(guī)模大小,其控制網(wǎng)絡(luò)可分為基本級(jí)、工廠級(jí)和企業(yè)級(jí)。基本級(jí)應(yīng)用于單條生產(chǎn)線的控制;工廠級(jí)應(yīng)用于廠內(nèi)多條生產(chǎn)線的協(xié)調(diào)控制和生產(chǎn)管理;而企業(yè)級(jí)應(yīng)用于企業(yè)內(nèi)多個(gè)工廠的協(xié)調(diào)控制和生產(chǎn)管理。這三種系統(tǒng)集成方式見(jiàn)圖1(a) (b)、(c),從圖1中可以看到,系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)(底層)信號(hào)的采集和對(duì)設(shè)備的控制是一對(duì)一的物理連接,通常采用4ma~20ma的模擬信號(hào)。
在系統(tǒng)中控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)各控制器之間的信息傳遞,并通過(guò)操作站將相應(yīng)的設(shè)定值送往控制器;
生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)生產(chǎn)線之間的信息傳遞,并將服務(wù)器中數(shù)學(xué)模型輸出值,送往相應(yīng)的操作站和控制器,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程最優(yōu)化生產(chǎn)和管理;
決策管理網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)企業(yè)內(nèi)工廠之間的信息傳遞,實(shí)現(xiàn)決策分析、計(jì)劃調(diào)度、生產(chǎn)監(jiān)控、質(zhì)量管理和安全控制等,實(shí)質(zhì)上它構(gòu)成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(cims:computer integrated manufacturing system ),它將企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、計(jì)劃和銷(xiāo)售等集成起來(lái),進(jìn)行統(tǒng)一控制,使企業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)最優(yōu)化。
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