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计算机网络fcs工作原理

发布时间: 2024-12-05 18:56:14

什么是FCS总线系统

FCS DCS就是现场总线控制技术.
FCS是由PLC发展而来的;而在另一些行业,FCS又是由DCS发展而来的,所以FCS与PLC及DCS之间有着千丝万缕的联系,又存在着本质的差异。
FCS是由DCS与PLC发展而来,FCS不仅具备DCS与PLC的特点,而且跨出了革命性的一步。而目前,新型的DCS与新型的PLC,都有向对方靠拢的趋势。新型的DCS已有很强的顺序控制功能;而新型的PLC,在处理闭环控制方面也不差,并且两者都能组成大型网络,DCS与PLC的适用范围,已有很大的交叉。
DCS系统的关键是通信。也可以说数据公路是分散控制系统DCS的脊柱。由于它的任务是为系统所有部件之间提供通信网络,因此,数据公路自身的设计就决定了总体的灵活性和安全性。数据公路的媒体可以是:一对绞线、同轴电缆或光纤电缆。
通过数据公路的设计参数,基本上可以了解一个特定DCS系统的相对优点与弱点。
(1)系统能处理多少I/O信息。
(2)系统能处理多少与控制有关的控制回路的信息。
(3)能适应多少用户和装置(CRT、控制站等)。
(4)传输数据的完整性是怎样彻底检查的。
(5)数据公路的最大允许长度是多少。
(6)数据公路能支持多少支路。
(7)数据公路是否能支持由其它制造厂生产的硬件(可编程序控制器、计算机、数据记录装置等)。
为保证通信的完整,大部分DCS厂家都能提供冗余数据公路。
为了保证系统的安全性,使用了复杂的通信规约和检错技术。所谓通信规约就是一组规则,用以保证所传输的数据被接收,并且被理解得和发送的数据一样。
目前在DCS系统中一般使用两类通信手段,即同步的和异步的,同步通信依靠一个时钟信号来调节数据的传输和接收,异步网络采用没有时钟的报告系统。
·FCS
FCS的关键要点有三点
(1)FCS系统的核心是总线协议,即总线标准
前面的章节已经叙述,一种类型的总线,只要其总线协议一经确定,相关的关键技术与有关的设备也就被确定。就其总线协议的基本原理而言,各类总线都是一样的,都以解决双向串行数字化通讯传输为基本依据。但由于各种原因,各类总线的总线协议存在很大的差异。
为了使现场总线满足可互操作性要求,使其成为真正的开放系统,在IEC国际标准,现场总线通讯协议模型的用户层中,就明确规定用户层具有装置描述功能。为了实现互操作,每个现场总线装置都用装置描述DD来描述。DD能够认为是装置的一个驱动器,它包括所有必要的参数描述和主站所需的操作步骤。由于DD包括描述装置通信所需的所有信息,并且与主站无关,所以可以使现场装置实现真正的互操作性。
实际情况是否如上述一致,回答是否定的。目前通过的现场总线国际标准含8种类型,而原IEO国际标准只是8种类型之一,与其它7种类型总线的地位是平等的。其它7种总线,不论其市场占有率有多少,每个总线协议都有一套软件、硬件的支撑。它们能够形成系统,形成产品,而原IEC现场总线国际标准,是一个既无软件支撑也无硬件支撑的空架子。所以,要实现这些总线的相互兼容和互操作,就目前状态而言,几乎是不可能的。
通过上述,我们是否可以得出这样一种映象:开放的现场总线控制系统的互操作性,就一个特定类型的现场总线而言,只要遵循该类型现场总线的总线协议,对其产品是开放的,并具有互操作性。换句话说,不论什么厂家的产品,也不一家是该现场总线公司的产品,只要遵循该总线的总线协议,产品之间是开放的,并具有互操作性,就可以组成总线网络。

(2)FCS系统的基础是数字智能现场装置
数字智能现场装置是FCS系统的硬件支撑,是基础,道理很简单,FCS系统执行的是自动控制装置与现场装置之间的双向数字通信现场总线信号制。如果现场装置不遵循统一的总线协议,即相关的通讯规约,不具备数字通信功能,那么所谓双向数字通信只是一句空话,也不能称之为现场总线控制系统。再一点,现场总线的一大特点就是要增加现场一级控制功能。如果现场装置不是多功能智能化的产品,那么现场总线控制系统的特点也就不存在了,所谓简化系统、方便设计、利于维护等优越性也是虚的。
(3) FCS系统的本质是信息处理现场化
对于一个控制系统,无论是采用DCS还是采用现场总线,系统需要处理的信息量至少是一样多的。实际上,采用现场总线后,可以从现场得到更多的信息。现场总线系统的信息量没有减少,甚至增加了,而传输信息的线缆却大大减少了。这就要求一方面要大大提高线缆传输信息的能力,另一方面要让大量信息在现场就地完成处理,减少现场与控制机房之间的信息往返。可以说现场总线的本质就是信息处理的现场化。
减少信息往返是网络设计和系统组态的一条重要原则。减少信息往返常常可带来改善系统响应时间的好处。因此,网络设计时应优先将相互间信息交换量大的节点,放在同一条支路里。
减少信息往返与减少系统的线缆有时会相互矛盾。这时仍应以节省投资为原则来做选择。如果所选择系统的响应时间允许的话,应选节省线缆的方案。如所选系统的响应时间比较紧张,稍微减少一点信息的传输就够用了,那就应选减少信息传输的方案。
现在一些带现场总线的现场仪表本身装了许多功能块,虽然不同产品同种功能块在性能上会稍有差别,但一个网络支路上有许多功能雷同功能块的情况是客观存在的。选用哪一个现场仪表上的功能块,是系统组态要解决的问题。
考虑这个问题的原则是:尽量减少总线上的信息往返。一般可以选择与该功能有关的信息输出最多的那台仪表上的功能块。

❷ 什么是现场总线

现场总线控制系统(FCS)是信息数字化、控制分散化、系统开放化和设备间相互可操作的新一代自动化控制系统。它具有完全的开放性,在遵循统一的技术标准条件下,用户可以把不同品牌功能相同的产品集成在同一个控制系统内,构成一个集成的现场总线控制系统,在同一个系统内具有相同功能的不同产品之间能够进行自由的相互替换,使用户具有了自动化控制设备选择和集成的主动权。现场总线控制系统真正实现了现场设备智能化,彻底的控制分散化,使微灌控制系统功能不需要依赖控制中心的计算机或主控制装置,可以就近在现场完成控制功能,简化了系统结构,提高了可靠性和方便性。采用数字化通信,提高了信号传输的可靠性和精度,利用现场总线控制技术能够形成完全分散、全数字化的微灌控制网络。
现场总线技术顺应了当今自控技术发展的“智能化、数字化、信息化、网络化、分散化”的主流,使传统的控制系统无论在结构上还是在性能上都出现巨大的飞跃,是未来微灌应用自动控制技术发展的方向。但是现场总线控制系统目前还处在发展过程之中,现场总线控制的技术标准、现场总线仪表和控制设备的智能化等方面还不是十分完善,进入市场的成熟的智能化现场设备和仪表还不是很多,且与常规设备相比价格仍然较贵,因此目前在微灌领域的应用还处于初始阶段。

❸ das\ddc\scc\dcs、fcs控制系统的工作原理是什么它们之间有什么区别

计算机控制系统的分类: 数据采集系统(DAS)、直接数字控制系统(DDC)、计算机监督控制系统(SCC)、分散控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)
DAS:数据采集与处理
DDC:直接控制生产过程
SCC:实现生产过程的优化
DCS:分散控制、集中管理
FCS:开放的、具可互操作性的、彻底分散的分布式控制系统

DAS数据采集系统包括了:可视化的报表定义、审核关系的定义、报表的审批和发布、数据填报、数据预处理、数据评审、综合查询统计等功能模块。通过信息采集网络化和数字化,扩大数据采集的覆盖范围,提高审核工作的全面性、及时性和准确性;最终实现相关业务工作管理现代化、程序规范化、决策科学化,服务网络化。
DDC是直接数字控制器的英文简称,DCS是分布式控制系统的简称,一个是智能控制器名称,一个是系统名称。 DDC是DCS的分系统,DCS是集散控制系统包含DDC,PLC等. DCS的中文名称叫做集散控制系统,主要用来进行多回路控制的,是一种专有的系统,由DCS厂家做好一切的系统,而PLC控制是分散的,主要专着开关量和少量的模拟量的控制。 大型的PLC系统(ROM过兆级、入出点数过千点、并设有各类通信协议的现场总线接口)可以相当于DCS;小型的PLC系统(只有点对点通信接口)可以成为DCS系统的局部执行部件。二者的控制对象有差距;DCS系统是基于PC的软硬件、网络资源图形处理能力。
SCC计算机监督控制系统有两级控制,第一级用DDC计算机或模拟调节器,完成直接控制;第二级为SCC计算机,根据反映生产过程状况的数据和数学模型进行必要的计算,给DDC计算机或模拟调节器提供各种控制信息,如最佳给定值和最优控制量等。
FCS用现场总线这一开放的,具有可互操作的网络将现场各控制器及仪表设备互连,构成现场总线控制系统,同时控制功能彻底下放到现场,降低了安装成本和维护费用。因此,现场总线控制系统FCS实质是 一种开放的、具可互操作性的、彻底分散的分布式控制系统,有望成为21世纪控制系统的主流产品。