控制系统网络

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气动控制系统
气动控制系统PCS（Pneumatic Control System ），诞生于150多年前， 是第一代控制系统体系。 基于5～13psi的气动信号标准， 主要实现简单的就地操作。
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• 现场层，主要是执 行器/传感器级的通 信将得到加强 • 无线网络通信将得 到广泛应用
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问题与讨论 谢谢
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西门子支持的通信网络
• 思考与讨论：
• 制定控制系统方案时，如何选 择网络通信方式？
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控制系统网络的发展趋势
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计算机控制系统
计算机控制系统CCS（Computer Control System ），是第三代控制系统 体系。它的诞生，标志着将数字计算 机开始走入控制领域，也逐渐产生了 “集中控制”的概念。 它内部的运算和处理采用数字信 号，但信号传输系统依然是大部分沿 用4～20mA的模拟信号。
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支持连接的设备 • PG • HMI • 控制器 （ 例如 S7-300/400、S71200/1500等） • PROFIBUS I/O 设备 （例如 ET 200等）
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PROFIBUS
支持连接的协议 • S7 通信 • 分布式IO
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点对点（PtP）通信
支持连接的设备 • 打印机 • 条形码阅读器 • RFID读写器 • 视觉系统 • ……
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浅谈控制系统网络
技术研发部 李智超
控制系统网络
管理层 执行层 控制层
现场层
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控制系统网络
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控制系统网络
• 控制系统体系
• 西门子支持的通信网络
• 控制系统网络的发展趋势
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控制系统体系
气动控制系统PCS 模拟控制系统ACS 计算机控制系统CCS
分布式控制系统DCS
现场总线控制系统FCS
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西门子支持的通信网络
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西门子支持的通信网络
• 思考与讨论：
• 网络、接口和协议，是一个概 念吗？又有什么区别呢？
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USS 通信
支持连接的设备 • 支持USS协议的驱 动器
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Modbus RTU
支持连接的设备 • 支持Modbus RTU 协议的设备
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• UDP协议 TCON / TDISCON / TUSEND / TURCV
பைடு நூலகம்
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各种协议的功能模块
• 自由接口协议 SEND_PTP / RCV_PTP / PORT_CFG / SEND_CFG / RCV_CFG / RCV_RST SGN_GET / SGN_SET • Modbus协议 MB_COMM_LOAD / MB_MASTER / MB_SLAVE
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控制系统网络的发展
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西门子支持的通信网络
• • • • • • • • •
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PROFINET PROFIBUS 点对点（PtP）通信 USS 通信 Modbus RTU AS-i I/O Link MASTER 远距离控制通信 I-Device
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现场总线控制系统
现场总线控制系统FCS（Fieldbus Control System ），是第五代控制系统 体系。它在DCS的基础上，将“分散 控制”的概念进一步推升到“现场控 制”的高度。 它的目标是构建连接智能测 量与控制设备的全数字式、双向传输、 具有多节点分支结构的通信链路。系 统中数据的传输采用“总线”的方式。
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PROFINET
支持连接的设备 • PG • HMI • 控制器 （ 例如 S7-300/400、S71200/1500等） • PROFINET I/O 设备 （例如 ET 200等） • 使用标准的 TCP 通信协议的设备
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PROFINET
支持连接的协议 • TCP • ISO-on-TCP • UDP • S7 通信
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PROFIBUS
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模拟控制系统
模拟控制系统ACS（Analog Control System ），是第二代控制系统 体系。它的诞生，标志着电气自动控 制时代的到来。 基于基于0～10mA或4～20mA的 电流模拟信号标准，提出并独立设立 控制室，使控制和执行分离。
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远距离控制通信
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• 通过使用TS 适配器，实 现简单的远 程控制。 • 目前，西门 子TS模块支 持的通信方 式包括： Modem,ISDN, GSM,RS232.
RS485
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各种通信的接口模块
• TS模块 TS Adapter IE Basic TS Module Modem TS Module ISDN TS Module RS232 TS Module GSM
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控制系统体系
• 思考与讨论：
• 谈控制系统体系，为什么没有 提到PLC？ • PLC和DCS，以及FCS究竟有什么 区别？ • 数字信号相对模拟信号传输， 又有哪些优势？
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I-Device
• 通过简单组 态，S7-1200 控制器通过 对I/O映射区 的读写操作， 可实现主从 架构的分布 式I/O应用。
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各种协议的功能模块
• S7协议 Get / Put • TCP协议 TCON / TDISCON / TSEND / TRCV TSEND_C / TRCV_C
• USS协议 USS_PORT / USS_DRV / USS_RPM / USS_WPM
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各种通信的接口模块
• 通信扩展模块CM CM1241 RS485/RS232 CM1243-5 PROFIBUS DP 主站 CM1242-5 PROFIBUS DP 从站 CM1278 4 × I/O Link MASTER CM1242-7 GPRS模块 • 通信扩展板CB CB1241
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AS-i
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IO Link MASTER
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远距离控制通信
• 通过使用 GPRS通信处 理器，实现 简单的远程 控制。
分布式控制系统
分布式控制系统DCS（Distributed Control System ），又称为集散控制系 统，是第四代控制系统体系。它开创 性的提出了“集中管理”和“分散控 制”的概念。 它不仅内部的运算和处理采用数 字信号，而且各分散的控制站和操作 站它们相互间的信号传输也采用数字 信号，但由现场传输而来的信号依然 沿用模拟信号。