计算机控制系统 第八章网络集成式 分散控制系统 81数据通信与工业名“ 8-2集散控制系统 8-3现场总线控制系统 争8-4移动式砼厂拌设备FCS系统实例 亩科技大字
第八章 网络集成式 分散控制系统 8-1 数据通信与工业网络 8-2 集散控制系统 8-3 现场总线控制系统 8-4 移动式砼厂拌设备FCS系统实例
计算机控制系统 8-1数据通信与工业网络 8-1-1概述 ·在信息时代,对计算机除了要求具备很好的数据计算和处 理能力外,还要求具备良好的数据传输功能和数据存取, 包括远程存取数据的能力。 在过程控制应用中,由单台工业控制计算机组成的系统, 其功能毕竟是有限的;借助于通信技术,可将地理位置分 散的多台控制机联结成网。 ·对工业控制网络的最基本要求是 (1)可靠性 (2)实时性 亩科技大字
8-1数据通信与工业网络 8-1-1概述 • 在信息时代，对计算机除了要求具备很好的数据计算和处 理能力外，还要求具备良好的数据传输功能和数据存取， 包括远程存取数据的能力。 • 在过程控制应用中，由单台工业控制计算机组成的系统， 其功能毕竟是有限的；借助于通信技术，可将地理位置分 散的多台控制机联结成网。 • 对工业控制网络的最基本要求是： –（1）可靠性 –（2）实时性
计算机控制系统 8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议 ·有关局部网络的标准化规定: 收发控制方式有两种:CSMA/C和令牌传递方式 网络结构有两种:总线形和环形。 物理信道有单信道和多信道两种。 为了便于网络互联,国际标准化组织(IS0) 提供了一个标准的协议结构——开放式系统互 联(OSI)参考模式。它共分为七层协议,即 从下至上划分成物理层、链路层、网络层、传 输层、对话层、表示层、应用层。 亩科技大字
8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议 • 有关局部网络的标准化规定: – 收发控制方式有两种：CSMA／CD和令牌传递方式。 –网络结构有两种：总线形和环形。 –物理信道有单信道和多信道两种。 • 为了便于网络互联，国际标准化组织（ISO） 提供了一个标准的协议结构——开放式系统互 联（OSI）参考模式。它共分为七层协议，即 从下至上划分成物理层、链路层、网络层、传 输层、对话层、表示层、应用层
计算机控制系统 8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议 物理层:主要是为通信各方提供物理信道。 数据链路层:分为介质访问控制层和逻辑链路控制层, 前者主要解决物理信道的使用,后者保证信息正确有 序地在有噪信道上传输。 网络层:在有限个物理信道上建立多条逻辑信道并完 成路径选择。 传输层:为用户建立多条逻辑信道,允许多用户共享 条逻辑信道,并兼有端——端控制功能。 对话层:用户进程的建立或拆除,对连接传输进行管 理。 亩科技大字
8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议 • 物理层：主要是为通信各方提供物理信道。 • 数据链路层：分为介质访问控制层和逻辑链路控制层， 前者主要解决物理信道的使用，后者保证信息正确有 序地在有噪信道上传输。 • 网络层：在有限个物理信道上建立多条逻辑信道并完 成路径选择。 • 传输层：为用户建立多条逻辑信道，允许多用户共享 一条逻辑信道，并兼有端——端控制功能。 • 对话层：用户进程的建立或拆除，对连接传输进行管 理
计算机控制系统 8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议 表示层:信息格式的转换如文本压缩、加密等 应用层:该层要实现的功能取决于用户和系统应 用管理进程。 国际电工总委员会(IC)把用于分散型控制系 统的数据通信系统定名为过程数据公路( Process Data Highwaⅴ),简称为 PROWAY。为分散型过 程控制系统的计算机局部区域网制订的标准称为 PROWAY O。 亩科技大字
8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议 • 表示层：信息格式的转换如文本压缩、加密等。 • 应用层：该层要实现的功能取决于用户和系统应 用管理进程。 • 国际电工总委员会（IEC）把用于分散型控制系 统的数据通信系统定名为过程数据公路（Process Data Highwav），简称为PROWAY。为分散型过 程控制系统的计算机局部区域网制订的标准称为 PROWAY C
计算机控制系统 8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议 PROWAY主要规定了以下几点: (1)可靠性 (2)实时性 (3)流程控制 (4)数据传输分类 过程数据公路 PROWAY的基本特点有: ①拓扑结构主要有总线结构和环形结构两种。 链路级传输规程多采用HDLC。 目前的过程数据公路系统由通信控制器、数据通信 接口和通信干线等部分组成 亩科技大字
8-1数据通信与工业网络 8-1-2网络标准与通信协议 • PROWAY主要规定了以下几点： – （l） 可靠性 – （2） 实时性 – （3） 流程控制 – （4） 数据传输分类 • 过程数据公路PROWAY 的基本特点有： – ① 拓扑结构主要有总线结构和环形结构两种。 – 链路级传输规程多采用HDLC 。 – 目前的过程数据公路系统由通信控制器、数据通信 接口和通信干线等部分组成
计算机控制系统 8-1数据通信与工业网络 8-1-3工业控制网络结构与数据收发控制方式 ·在工业环境中采用的网络结构主要有环形网和 总线网两种。 环形网具有如下特点: ①由于它是一种多点式访问型网络结构,既可实现 点一点通信,也便于实现广播式数据通信,可以覆 盖较远的地域。 ②环形网由于数据在整个网上顺序传输,因此中间 环节中任一节点或电缆的故障都会终止网络的工作。 ③加人新的节点也较困难。 亩科技大字
8-1数据通信与工业网络 8-1-3工业控制网络结构与数据收发控制方式 • 在工业环境中采用的网络结构主要有环形网和 总线网两种。 • 环形网具有如下特点： – ① 由于它是一种多点式访问型网络结构，既可实现 点一点通信，也便于实现广播式数据通信，可以覆 盖较远的地域。 – ② 环形网由于数据在整个网上顺序传输，因此中间 环节中任一节点或电缆的故障都会终止网络的工作。 – ③ 加人新的节点也较困难
计算机控制系统 8-1数据通信与工业网络 8-1-4工业网络的性能评价和选型 工业网络的性能评价 业网络的选型 (1)大型系统的工业网络选型 大型系统常采用分散型控制的模式,系统主要分为二 级,并采用纵向层次结构,其网络选型可按以下考虑 ①分散过程控制级; ②集中操作监控级; ③综合信息管理级; (2)中小型系统的工业网络选型 亩科技大字
8-1数据通信与工业网络 8-1-4工业网络的性能评价和选型 • 工业网络的性能评价 • 业网络的选型 – ⑴大型系统的工业网络选型 大型系统常采用分散型控制的模式，系统主要分为二 级，并采用纵向层次结构，其网络选型可按以下考虑 • ①分散过程控制级 ； • ②集中操作监控级 ； • ③综合信息管理级 ； – ⑵中小型系统的工业网络选型
计算机控制系统 8-2集散控制系统 8-2-1DCS概述 DCS的体系结构 DCSs的体系结构通常为三级。第一级为分散过程控制 级;第二级为集中操作监控级;第三级为综合信息管 理级。 (1)分散过程控制级 (2)集中操作监控级 (3)综合信息管理级 (4)通信网络系统 亩科技大字
8-2集散控制系统 8-2-1 DCS概述 • DCS的体系结构 DCS的体系结构通常为三级。第一级为分散过程控制 级；第二级为集中操作监控级；第三级为综合信息管 理级。 – ⑴分散过程控制级 – ⑵集中操作监控级 – ⑶综合信息管理级 – ⑷通信网络系统
计算机控制系统 8-2集散控制系统 8-2-1DCS概述 DCS的特点 (1)独立性 (2)协调性 (3)友好性 (4)适应性、灵活性和可扩充性≌ (5)实时性 6)可靠性 亩科技大字
8-2集散控制系统 8-2-1 DCS概述 • DCS的特点 – ⑴ 独立性 – ⑵ 协调性 – ⑶ 友好性 – ⑷ 适应性、灵活性和可扩充性 – ⑸ 实时性 – ⑹ 可靠性