現場總線和DCS、FCS的聯係
http://kadhoai.com.cn 2026-04-28 15:10:51 來源:電子產品世界
FCS就是現場總線控製技術,這兩者是一回事。
FCS是由PLC發展而來的;而在另一些行業,FCS又是由DCS發展而來的,所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬縷的聯係,又存在著本質的差異。
FCS是由DCS與PLC發展而來,FCS不僅具備DCS與PLC的特點,而且跨出了革命性的一步。而目前,新型的DCS與新型的PLC,都有向對方靠攏的趨勢。新型的DCS已有很強的順序控製功能;而新型的PLC,在處理閉環控製方麵也不差,並且兩者都能組成大型網絡,DCS與PLC的適用範圍,已有很大的交叉。
DCS係統的關鍵是通信。也可以說數據公路是分散控製係統DCS的de脊ji柱zhu。由you於yu它ta的de任ren務wu是shi為wei係xi統tong所suo有you部bu件jian之zhi間jian提ti供gong通tong信xin網wang絡luo,因yin此ci,數shu據ju公gong路lu自zi身shen的de設she計ji就jiu決jue定ding了le總zong體ti的de靈ling活huo性xing和he安an全quan性xing。數shu據ju公gong路lu的de媒mei體ti可ke以yi是shi:一對絞線、同軸電纜或光纖電纜。
通過數據公路的設計參數,基本上可以了解一個特定DCS係統的相對優點與弱點。
(1)係統能處理多少I/O信息。
(2)係統能處理多少與控製有關的控製回路的信息。
(3)能適應多少用戶和裝置(CRT、控製站等)。
(4)傳輸數據的完整性是怎樣徹底檢查的。
(5)數據公路的最大允許長度是多少。
(6)數據公路能支持多少支路。
(7)數據公路是否能支持由其它製造廠生產的硬件(可編程序控製器、計算機、數據記錄裝置等)。
為保證通信的完整,大部分DCS廠家都能提供冗餘數據公路。
為wei了le保bao證zheng係xi統tong的de安an全quan性xing,使shi用yong了le複fu雜za的de通tong信xin規gui約yue和he檢jian錯cuo技ji術shu。所suo謂wei通tong信xin規gui約yue就jiu是shi一yi組zu規gui則ze,用yong以yi保bao證zheng所suo傳chuan輸shu的de數shu據ju被bei接jie收shou,並bing且qie被bei理li解jie得de和he發fa送song的de數shu據ju一yi樣yang。
目前在DCSxitongzhongyibanshiyongliangleitongxinshouduan,jitongbudeheyibude,tongbutongxinyikaoyigeshizhongxinhaolaitiaojieshujudechuanshuhejieshou,yibuwangluocaiyongmeiyoushizhongdebaogaoxitong。
·FCS
FCS的關鍵要點有三點
(1)FCS係統的核心是總線協議,即總線標準
前(qian)麵(mian)的(de)章(zhang)節(jie)已(yi)經(jing)敘(xu)述(shu),一(yi)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)總(zong)線(xian),隻(zhi)要(yao)其(qi)總(zong)線(xian)協(xie)議(yi)一(yi)經(jing)確(que)定(ding),相(xiang)關(guan)的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)與(yu)有(you)關(guan)的(de)設(she)備(bei)也(ye)就(jiu)被(bei)確(que)定(ding)。就(jiu)其(qi)總(zong)線(xian)協(xie)議(yi)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)而(er)言(yan),各(ge)類(lei)總(zong)線(xian)都(dou)是(shi)一(yi)樣(yang)的(de),都(dou)以(yi)解(jie)決(jue)雙(shuang)向(xiang)串(chuan)行(xing)數(shu)字(zi)化(hua)通(tong)訊(xun)傳(chuan)輸(shu)為(wei)基(ji)本(ben)依(yi)據(ju)。但(dan)由(you)於(yu)各(ge)種(zhong)原(yuan)因(yin),各(ge)類(lei)總(zong)線(xian)的(de)總(zong)線(xian)協(xie)議(yi)存(cun)在(zai)很(hen)大(da)的(de)差(cha)異(yi)。
為了使現場總線滿足可互操作性要求,使其成為真正的開放係統,在IEC國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun),現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)通(tong)訊(xun)協(xie)議(yi)模(mo)型(xing)的(de)用(yong)戶(hu)層(ceng)中(zhong),就(jiu)明(ming)確(que)規(gui)定(ding)用(yong)戶(hu)層(ceng)具(ju)有(you)裝(zhuang)置(zhi)描(miao)述(shu)功(gong)能(neng)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)互(hu)操(cao)作(zuo),每(mei)個(ge)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)裝(zhuang)置(zhi)都(dou)用(yong)裝(zhuang)置(zhi)描(miao)述(shu)DD來描述。DD能夠認為是裝置的一個驅動器,它包括所有必要的參數描述和主站所需的操作步驟。由於DD包括描述裝置通信所需的所有信息,並且與主站無關,所以可以使現場裝置實現真正的互操作性。
實際情況是否如上述一致,回答是否定的。目前通過的現場總線國際標準含8種類型,而原IEO國際標準隻是8種類型之一,與其它7種類型總線的地位是平等的。其它7種總線,不論其市場占有率有多少,每個總線協議都有一套軟件、硬件的支撐。它們能夠形成係統,形成產品,而原IEC現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun),是(shi)一(yi)個(ge)既(ji)無(wu)軟(ruan)件(jian)支(zhi)撐(cheng)也(ye)無(wu)硬(ying)件(jian)支(zhi)撐(cheng)的(de)空(kong)架(jia)子(zi)。所(suo)以(yi),要(yao)實(shi)現(xian)這(zhe)些(xie)總(zong)線(xian)的(de)相(xiang)互(hu)兼(jian)容(rong)和(he)互(hu)操(cao)作(zuo),就(jiu)目(mu)前(qian)狀(zhuang)態(tai)而(er)言(yan),幾(ji)乎(hu)是(shi)不(bu)可(ke)能(neng)的(de)。
通過上述,我們是否可以得出這樣一種映象:kaifangdexianchangzongxiankongzhixitongdehucaozuoxing,jiuyigetedingleixingdexianchangzongxianeryan,zhiyaozunxungaileixingxianchangzongxiandezongxianxieyi,duiqichanpinshikaifangde,bingjuyouhucaozuoxing。huanjuhuashuo,bulunshenmechangjiadechanpin,yebuyijiashigaixianchangzongxiangongsidechanpin,zhiyaozunxungaizongxiandezongxianxieyi,chanpinzhijianshikaifangde,bingjuyouhucaozuoxing,jiukeyizuchengzongxianwangluo。
(2)FCS係統的基礎是數字智能現場裝置
數字智能現場裝置是FCS係統的硬件支撐,是基礎,道理很簡單,FCS係xi統tong執zhi行xing的de是shi自zi動dong控kong製zhi裝zhuang置zhi與yu現xian場chang裝zhuang置zhi之zhi間jian的de雙shuang向xiang數shu字zi通tong信xin現xian場chang總zong線xian信xin號hao製zhi。如ru果guo現xian場chang裝zhuang置zhi不bu遵zun循xun統tong一yi的de總zong線xian協xie議yi,即ji相xiang關guan的de通tong訊xun規gui約yue,不bu具ju備bei數shu字zi通tong信xin功gong能neng,那na麼me所suo謂wei雙shuang向xiang數shu字zi通tong信xin隻zhi是shi一yi句ju空kong話hua,也ye不bu能neng稱cheng之zhi為wei現xian場chang總zong線xian控kong製zhi係xi統tong。再zai一yi點dian,現xian場chang總zong線xian的de一yi大da特te點dian就jiu是shi要yao增zeng加jia現xian場chang一yi級ji控kong製zhi功gong能neng。如ru果guo現xian場chang裝zhuang置zhi不bu是shi多duo功gong能neng智zhi能neng化hua的de產chan品pin,那na麼me現xian場chang總zong線xian控kong製zhi係xi統tong的de特te點dian也ye就jiu不bu存cun在zai了le,所suo謂wei簡jian化hua係xi統tong、方便設計、利於維護等優越性也是虛的。
(3) FCS係統的本質是信息處理現場化
對於一個控製係統,無論是采用DCS還hai是shi采cai用yong現xian場chang總zong線xian,係xi統tong需xu要yao處chu理li的de信xin息xi量liang至zhi少shao是shi一yi樣yang多duo的de。實shi際ji上shang,采cai用yong現xian場chang總zong線xian後hou,可ke以yi從cong現xian場chang得de到dao更geng多duo的de信xin息xi。現xian場chang總zong線xian係xi統tong的de信xin息xi量liang沒mei有you減jian少shao,甚shen至zhi增zeng加jia了le,而er傳chuan輸shu信xin息xi的de線xian纜lan卻que大da大da減jian少shao了le。這zhe就jiu要yao求qiu一yi方fang麵mian要yao大da大da提ti高gao線xian纜lan傳chuan輸shu信xin息xi的de能neng力li,另ling一yi方fang麵mian要yao讓rang大da量liang信xin息xi在zai現xian場chang就jiu地di完wan成cheng處chu理li,減jian少shao現xian場chang與yu控kong製zhi機ji房fang之zhi間jian的de信xin息xi往wang返fan。可ke以yi說shuo現xian場chang總zong線xian的de本ben質zhi就jiu是shi信xin息xi處chu理li的de現xian場chang化hua。
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減(jian)少(shao)信(xin)息(xi)往(wang)返(fan)是(shi)網(wang)絡(luo)設(she)計(ji)和(he)係(xi)統(tong)組(zu)態(tai)的(de)一(yi)條(tiao)重(zhong)要(yao)原(yuan)則(ze)。減(jian)少(shao)信(xin)息(xi)往(wang)返(fan)常(chang)常(chang)可(ke)帶(dai)來(lai)改(gai)善(shan)係(xi)統(tong)響(xiang)應(ying)時(shi)間(jian)的(de)好(hao)處(chu)。因(yin)此(ci),網(wang)絡(luo)設(she)計(ji)時(shi)應(ying)優(you)先(xian)將(jiang)相(xiang)互(hu)間(jian)信(xin)息(xi)交(jiao)換(huan)量(liang)大(da)的(de)節(jie)點(dian),放(fang)在(zai)同(tong)一(yi)條(tiao)支(zhi)路(lu)裏(li)。
jianshaoxinxiwangfanyujianshaoxitongdexianlanyoushihuixianghumaodun。zheshirengyingyijieshengtouziweiyuanzelaizuoxuanze。ruguosuoxuanzexitongdexiangyingshijianyunxudehua,yingxuanjieshengxianlandefangan。rusuoxuanxitongdexiangyingshijianbijiaojinzhang,shaoweijianshaoyidianxinxidechuanshujiugouyongle,najiuyingxuanjianshaoxinxichuanshudefangan。
現(xian)在(zai)一(yi)些(xie)帶(dai)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)的(de)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)本(ben)身(shen)裝(zhuang)了(le)許(xu)多(duo)功(gong)能(neng)塊(kuai),雖(sui)然(ran)不(bu)同(tong)產(chan)品(pin)同(tong)種(zhong)功(gong)能(neng)塊(kuai)在(zai)性(xing)能(neng)上(shang)會(hui)稍(shao)有(you)差(cha)別(bie),但(dan)一(yi)個(ge)網(wang)絡(luo)支(zhi)路(lu)上(shang)有(you)許(xu)多(duo)功(gong)能(neng)雷(lei)同(tong)功(gong)能(neng)塊(kuai)的(de)情(qing)況(kuang)是(shi)客(ke)觀(guan)存(cun)在(zai)的(de)。選(xuan)用(yong)哪(na)一(yi)個(ge)現(xian)場(chang)儀(yi)表(biao)上(shang)的(de)功(gong)能(neng)塊(kuai),是(shi)係(xi)統(tong)組(zu)態(tai)要(yao)解(jie)決(jue)的(de)問(wen)題(ti)。
考慮這個問題的原則是:盡量減少總線上的信息往返。一般可以選擇與該功能有關的信息輸出最多的那台儀表上的功能塊。