化工过程计算机控制3.ppt

现场总线控制系统(FCS)发展历程 现场总线的思想产生于上个世纪的80年代，90年代初期才有供设计用的相应标准推出。 美国仪表1984年开始制定现场总线标准，但到1992年国际电工委员会才批准SP50物理层标准。 德国1986年开始制定标准，到1990年完成最初的Profibus 总线标准，而到1994年才推出过程控制用的现场总线Profibus –PA (Process Automation) 几种现场总线系统 HART (Highway Addressable Remote Transducer):美国1986年研制。 CAN (Control Area Network) ：德国Bosch 公司开发。最初为汽车的检测和控制设计。现为国际标准化组织的ISO11898标准。 LonWorks 美国Echelon公司的测控网络，主要应用于电力系统和楼宇自动化。 ProfiBus (Process Field Bus):德国1991年正式公布，最大特点是具有在防爆区连接的安全特性。 ProfiBus－FMS用于一般自动化， ProfiBus－PA 用于过程控制， ProfiBus－DP用于加工自动化 FF (Fieldbus Foundation) :现场总线基金会推出的现场总线系统。该基金会是国际公认的唯一不附属任何企业的国际标准化组织，现有成员120余家。FF最后标准在2000年获得通过并正式公布· 现场总线标准——LonWorks LonWorks (Local Operating Network). 本身就是一个局域网。网络功能和兼容性均强。 其基础组件Neuron芯片同时具备通讯和控制功能，并且固化了OSI 7层协议. 网络通讯介质不限。 通讯速率可达1.25Mb. 网络节点可达32000个。 现场总线标准——ProfiBus 符合德国标准DIN19245 T1＋T2和欧洲标准。应用广泛。 系统由主从站组成。主站有网络控制权，可以主动发送信息。从站只能接收和响应。 通讯协议的基础是OSI 的7层模型。 化工过程计算机控制 ——通讯篇 计算机控制网络 系统——系统是指具有某种功能的一个有机整体，它由相互相依赖，具有某种关系的若干单元或其组合构成。 网络——把若干“元件”连接在一起，便构成一个网络。根据“元件”的不同，而称不同的网络。例如：电话网络，输电、配电网络，通信网络，计算机网络。非电气“元件”也可以组成网络，如农田灌溉网络，交通运输网络，人体身躯的神经网络等。 网络包含三个主要方面 （1）连接对象与设施（也称元件或元件组合） （2）连接的对象与设施所采用的接口和介质（如公路，渠道，双绞线，光纤， 空气等）和控制机制（协议）； （3）连接方式与结构（如星型，网状） 计算机网络要素——通讯的基础知识 通讯的意义：通讯是信息的传递；因此可以把它看作是在通信的一端精确地复现另一端所挑选的消息。 基本概念 信息和数据: 信息是人们要通过通信系统传递的内容。可以是语音、图像、文字等；数据是传递信息的实体，而信息是数据的内容或解释。 信号：从通讯的角度看，信号是通讯信道上传输的各种编码的信息。有模拟信号和数字信号。 信道：信道是传送信号的通路。信道本身可以是模拟的，也可以是数字方式的。用以传输模拟信号的信道叫作模拟信道，用以传输数字信号的信道叫作数字信道。 信道带宽某个信道能够传送电磁波的有效频率范围就是该信道的带宽。数据通信系统的信道传输的是电磁波(包括无线电、微波、光波等)，带宽就是它所能传输电磁波的最大有效频率与最小有效频率之差。 信道容量信道的传输能力是有一定限制的，某个信道传输数据的速率有一个上限，叫作信道的最大传输速率，即信道容量。信道的最大传输速率是与信道带宽有直接联系的。 奈奎斯特定理： 无噪声信道最大传输速率=2Blog2V(bps) B代表信道的带宽。V是信号有效状态的数量。 对于二进制的数据信号，V=2，此时，无噪声信道的最大传输速率=2B (bps)。如果我们使用模拟电话系统传输二进制信号，即使用话音级信道，带宽3000Hz，那么最大传输速率为6000bps。现在一般拨号上网的速率都在33600bps以上，这是因为采用了特殊的编码方法，将V的值增大，自然就提高了数据传输速率。 协议：为进行网络中的数据交换传递（通讯）而建立的规则、标准或约定。 实体：发送或接收信号的硬件或软件进程。 接口：相邻两层之间交互的界面，定义相邻两层之间的原语操作及上层对下层的服务。 服务：某一层及其以下各层的一种能力，通过接口提供给其相邻层。 协议栈：某一系统内的各层协议集。 计算机网络通讯的传输介质——双绞线 双绞线（twisted pair）每一对双绞线由绞合在一起的相互绝缘的两根铜线组成，每根铜线