《集散控制系统与现场总线》 第1章 导论.ppt

1、现场总线及集散控制系统,人类现代文明与工业控制,现场总线及集散控制系统,学时：32 学分：2 考试：笔试 平时成绩（30） 教材：以讲义为主 主讲：刘泽 9教西502 Tel:51684775 电子信息工程学院 自控系 04 user:fcs pass:2010,主要参考书,王锦标，计算机控制系统， 清华出版社，2004 李正军，现场总线及其应用技术，机械工业，2005 杨宁 赵玉刚，集散控制系统及现场总线，北航出版社，2003 王常力，廖道文集散控制系统的设计与应用，清华出版社，1993 姜仁杰，朴日龙，孙晓春XL集散控制系统应用指南，化学工业出版社，19

2、97,主要参考书(Continue),熊淑燕，火力发电厂集散控制系统，科学出版社，2000 罗鸿，ERP原理设计实施，电子工业出版社，2003 邹益仁 马增良 蒲维，现场总线控制系统的设计和开发，国防工业出版社，2003 瑞典Jonas Berge著 陈小枫 董景辰 曹迎东等译，过程控制现场总线工程、运行与维护，清华大学出版社2003 顾洪军 等 编著，工业企业网与现场总线技术及应用，人民邮电出版社，2002,课程学习内容,集散型控制系统（DCS）原理及其应用 现场总线控制系统（FCS）原理及其应用 可编程逻辑控制器（PLC）应用设计,第一章 导论,第一节 DCS系统简介 第二节 FCS系统简

3、介 第三节 PLC简介 第四节 控制系统发展趋势,第一节 DCS系统简介,DCS Distributed Control System 核心思想： “控制分散，管理集中” 应用: 工业自动化 生产过程自动化 制造工业自动化,DCS典型行业应用,生产过程自动化的典型行业： 冶金、石化、建材、造纸 制造工业自动化的典型行业 汽车、机床、飞机 DCS CIMS （Computer Integrated Manufacture System),DCS系统的发展过程,仪表分散控制 （单独仪表） 仪表集中控制 （DDZ-II、III） SCC到DDC SCC和DDC的复合系统 DCS系统,SCC系统,单回

4、路 控制器,生产过程及装备,检测,单回路 控制器,单回路 控制器,监视,监控计算机,SCC Supervisory Computer Control,DDC- Direct Digital Control,由计算机完成检测信号的AD转换，实现控制算法，再通过执行单元进行输出控制。,控制计算机,检测,执行,生产过程,4-20mA，1-5V DDZ-III,检测,执行,检测,执行,复合控制系统,即：SCCDDC,SCC Computer,单回路 控制器,DDC Computer,生产过程,第二级,第一级,DCS的基本结构,Central Computer,MC,FC,FC,Process Unit

5、,MC,FC,FC,Process Unit,MC,FC,FC,Process Unit,High Way,Control Way,Field Computer,DCS的特点和优点,分散性和集中性 自治性和协调性 灵活性和扩展性 先进性和继承性 可靠性和适应性 友好性和新颖性,第二节 现场总线控制系统简介,Fieldbus Control System IEC对Fieldbus的定义: 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行双向、串行、多节点数字通信的技术。,现场总线系统,过程,执行,控制,仪表,商务 (ERP),4层,3层,2层,1层,0层,OPC 数据服务器,历史趋

6、势数据库,信息网络,商务网络,控制网络,设备网络,FF,FF,“web”,“web”,链路设备,FCS的本质,现场通信网络 现场设备互连 互操作性 分散功能块 通信线供电 开放式互连网络,FCS区别于DCS的特点,系统的开放性、互用性 摆脱了传统常规模拟仪表的束缚 在各个层次上都采用了数字通信技术 系统结构的高度分散 数字仪表在生产现场构成虚拟控制站(Virtual control station),现场总线的主流协议,CAN LonWorks ProfiBus FF DeviceNet,第三节 PLC简介,PLC Programmable Logic Controller PLC应用 开关量

7、的逻辑控制 位置控制 过程控制 数据处理 通信联网 计算机集成制造系统（CIMS）中的应用,PLC应用举例,传送带生产线控制,灌装及包装机械,木材加工,电梯控制,空调控制,纺织机械,印刷机械,PLC的特点,可靠性高、抗干扰能力强 编程简单、使用方便 设计、安装容易，维护工作量少 功能完善、功用性强 体积小、能耗低 性能价格比高,第四节 控制系统发展趋势,从一般控制技术向综合自动化技术的发展,经营决策,企业管理,生产调度,过程优化,过程控制,PCS (Process Control System),MES (Manufacturing Execution System),BPS（包括ERP） (

8、Business Planning System),BPS (Business Planning System),BPS,产品与工艺设计（P/PE）,企业资源计划（ERP）,供应链管理（SCM）,电子商务（EC）,销售服务管理（SSM）,电子商务,第一阶段：信息发布阶段,内容：一方面是企业在内部全面利用现代信息技术，建立企业内部的生产及管理系统 ；另一方面企业采用浏览器服务器结构、利用WWW服务器发布企业信息 主要特点：企业利用网站作为企业形象宣传和信息发布的工具，网站所发布的信息是“静态”信息，与企业内部信息系统没有直接联系。通常这些网站被认为是电子商务系统的“雏形”。,第二阶段：事务处理阶段,第三阶段：系统集成阶段,第四阶段：动态电子商务,动态电子商务指电子商务过程和相关系统可以动态地适应和支持不断变化的商业战略和行为。企业和客户、合作伙伴一起动态地扩