現(xiàn)場(chǎng)總線在分散控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、現(xiàn)場(chǎng)總線是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制系統(tǒng)之間的一種開放、全數(shù)字化、雙向傳輸、多分支的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是新事物，但醞釀已有時(shí)日。它是電子、儀器儀表、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展成果，是工業(yè)自動(dòng)化事業(yè)的進(jìn)展需要，也是技術(shù)發(fā)展的必然?，F(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)(FCS)是繼分散控制系統(tǒng)(DCS)之后出現(xiàn)的新一代控制系統(tǒng)，它適應(yīng)了工業(yè)控制系統(tǒng)向分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的方向，給自動(dòng)化系統(tǒng)的最終用戶帶來了更大的實(shí)惠和更多方便，因而促使目前生產(chǎn)的自動(dòng)

2、化儀表、DCS、可編程控制器(PLC)產(chǎn)品面臨體系結(jié)構(gòu)、功能等方面的重大變革。 但是過程控制經(jīng)過50多年的發(fā)展和積累，用戶已經(jīng)在傳統(tǒng)的模擬儀表加DCS的體系結(jié)構(gòu)上投入了巨大的資金，無論國內(nèi)與國外，DCS仍是用于過程控制的主流設(shè)備，而且現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在功能上還不能完全取代已經(jīng)發(fā)展得比較完善的DCS。所以，盡管現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)有種種優(yōu)點(diǎn)，但是現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)不可能一蹴而就取代現(xiàn)有的DCS，DCS和FCS必將并存一段時(shí)期。這樣的話，如何

3、既充分利用當(dāng)今先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)而又充分發(fā)揮DCS在生產(chǎn)控制中的作用，即將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)與DCS進(jìn)行集成，就成為當(dāng)前非常迫切的任務(wù)之一。 然而將現(xiàn)場(chǎng)總線與DCS進(jìn)行集成的方法有多種，側(cè)重點(diǎn)也各有不同。本設(shè)計(jì)則著重解決在保留原有控制系統(tǒng)豐富的監(jiān)測(cè)、控制、協(xié)調(diào)管理功能的基礎(chǔ)上，如何實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)儀表通信的問題。由于常規(guī)模擬儀表的局限性，DCS僅能從過程控制站得到現(xiàn)場(chǎng)儀表傳送的被測(cè)參數(shù)值以及向它發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)，而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的工作狀態(tài)則一

4、無所知，這就大大地制約了DCS工作能力的進(jìn)一步發(fā)揮，影響到綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的完整性和可靠性。因此，解決與現(xiàn)場(chǎng)儀表通信的問題就成了控制技術(shù)發(fā)展必須解決的問題。 為此，本設(shè)計(jì)開發(fā)了基于HART協(xié)議的接口卡件和支持該卡件與現(xiàn)場(chǎng)儀表、分散處理單元(DPU)中的主控卡以及上位機(jī)進(jìn)行通信的軟件。接口卡件能夠在嵌入原來的國產(chǎn)分散控制系統(tǒng)SUPMAX500并且不影響其對(duì)遠(yuǎn)程儀表的模擬量進(jìn)行控制的基礎(chǔ)上，支持符合HART協(xié)議的智能儀表與DCS中的分