第7章 集散控制系统的构成.ppt

概述
DCS系统构成
PLC的DCS系统构成（PLC-DCS）
DCS及应用的发展趋势7.1概述什么是DCS？DCS的组成硬件发展 采用PC机作为DCS中的各种节点，特别是操作员站和工程师站已是自然的发展趋势。
由于PC机具有广泛的软件资源和网络支持、图形处理能力等，所以PC机在DCS中的应用，极大地提高了DCS的功能和性能。微型计算机从低向高发展

小型机厂商从高向低发展的工作站方向影响“工作站”发展的因素CRT（显示器）的作用I/O控制站I/O控制站的智能化I/O站智能化的优越性大大增加系统的自诊断能力，各个I/O板由各自的CPU控制，板级自诊断功能的实现不会对系统性能造成影响；
有条件将回路控制功能进一步下放到I/O板级，以便提高控制速度；
有条件实现分散式安装，使现场信号的I/O更靠近被控对象，降低模拟信号电缆铺设的工作量和信号电缆成本，简化了现场布线的工作。DCS软件技术的发展 目前DCS的软件仍是专用的与其硬件相匹配的组态软件，不同DCS厂商的组态软件不可相互替代，导致软件成本居高不下。
20世纪80年代末开始，基于IPC的监控系统开始走入市场并迅速发展。IPC工控组态软件的应用也进入一个新的时期。第8章将详细介绍工控组态软件的开发和应用。DCS系统的三种类型（1）仪表厂家生产的DCS系统（2）IPC-DCS系统（3）PLC-DCS系统DCS的基本结构21基本设备 可以认为DCS的结构实质就是一个网络结构。DCS设计中的关键问题：
充分利用网络资源
通过网络协调DCS中各台计算机的运行
在多台计算机共同完成系统功能的过程中，保证所处理信息的实时性、完整性和一致性7.2DCS系统构成 自下而上分别为:现场级、控制级、监控级和管理级。对应的四层计算机网络即：
现场网络Fnet（FieldNetwork）
控制网络Cnet（ControlNetwork）
监控网络Snet（SupervisionNetwork
管理协调网络Mnet（ManagementNetwork)。 DCS的网络体系——“三点一线”式的结构。
“一线”是指DCS的骨架计算机网络，
“三点”是指连接在网络上的三种不同类型的节点：
面向被控过程现场的现场I/O控制站；
面向操作人员的操作站；
面向DCS监督管理人员的站。 一个DCS中一般只配备一台工程师站，而现场I/O控制站和操作员站的数量根据实际需要配置。 Mnet为DCS系统的最高一级网络，主要功能：
完成不同装置之间的协调控制、数据通信；
企业内多组装置的管理数据通信；
大型工业过程不同部分间的协调控制。 Mnet为开放式标准域网络，一般采用TCP/IP、Ethernet等网络协议以及Novell网络结构：
通信介质采用光纤或同轴电线；
通信速率≥10Mbps；
通信距离≥20km。2.监控网络Snet和控制网络Cnet Snet采用双冗余结构，在任何一条网络失效的情况下都不会影响通信功能，从而大大提高了通信的可靠性。
Cnet是连接DCS过程控制站中各基本控制单元的干网，其功能主要是完成过程控制站中基本控制单元之间的通信。SNET、CNET与通用计算机网络的区别星型
总线型
环型7.3PLC的DCS系统构成（PLC-DCS）开放式自动化系统网络结构图7.3.1PLC-DCS的网络体系1.典型网络结构（1）设备层网络 网络结构类型可分为总线型、星型、树型、环型和混合型，但主要使用总线型。通信模式分为主从、多主、对策和广播式。多数采用开放网络技术的一种新的模式——生产者/客户模式，少数仍采用传统的“源/目的”模式。 目前世界范围内已有400多家生产厂商的设备，如变频器、伺服系统、交流多轴运动系统、光电开关、条形码阅读器、操作员界面和个人计算机等可以联网，现场总线技术可以明显减少网络通信流量，更有效地利用网络宽带，提供周期性报文发送数据的准确性。因而有助于提高精度、增加处理数据总量，从而实现低层设备的低成本、高效率信息集成。（2）控制层网络 控制层网络可与多个处理器、拖动装置、数控（NC）设备、操作员终端或通过网关与工业局域网络连通。网络运行基于Windows2000/NT的组态软件，AutoCAD设计和文档软件，允许用户进行图形观察和组态整个网络，将I/O控制和编程置于同一物理介质链路上进行，可以可靠地实现大范围、高速实时信息的集成和优化控制。（3）信息层网络2.典型网络简介7.3.2PLC-DCS网络中常用的通信方式并行通信PLC主要的八种串行通信方式3．主从总线1：N通信方式（PLC通信网络）

主从总线通信方式(1：N通信方式):
线结构的PLC子网上有N个站，其中只有1个主站，其它皆是从站，也就是因为这个原因主从总线通信方式又称为1：N通信方式。